專利名稱：Led日月仿真系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用自動控制技術(shù)和光、聲等技術(shù)實現(xiàn)仿真的技術(shù)。
背景技術(shù)：
人體在適應(yīng)的自然環(huán)境下，特別是自然的光環(huán)境下身體才會感到最舒適，并且身心健康和工作效率也會處于最佳狀態(tài)。
但是，有很多工作場合并不具備人體適應(yīng)的自然光環(huán)境。例如，在礦洞、潛艇、采光很差的寫字樓等如沒有人工光源就很黑暗的工作場所。這些場所的光環(huán)境大都采用光強、光色度都是恒定值的日光燈來實現(xiàn)，不能象自然光那樣有日夜之分。這些環(huán)境與人體適應(yīng)的自然環(huán)境相去甚遠，長期在這種環(huán)境下工作，會由于缺乏自然環(huán)境因素而導(dǎo)致各種身心健康問題，并且也會影響工作效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種可仿真自然環(huán)境的、具有仿真自然光等自然因素的LED日月仿真系統(tǒng)及方法，用以克服現(xiàn)有技術(shù)中處于非自然環(huán)境的工作場所中不具備適應(yīng)人體的自然環(huán)境的缺點。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種LED日月仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括用于選擇環(huán)境模式的模式選擇單元；用于產(chǎn)生系統(tǒng)時間的計時器；用于存儲與所述環(huán)境模式相對應(yīng)的環(huán)境模式策略的模式存儲單元；用于實現(xiàn)所述環(huán)境的LED日月仿真實現(xiàn)裝置；與所述模式選擇單元、計時器、模式存儲單元、LED日月仿真實現(xiàn)裝置耦接的仿真控制單元，該仿真控制單元包括用于接收所述模式選擇單元發(fā)送的模式選擇信號的模式選擇信號接收裝置；用于在所述模式存儲單元中選擇與所述模式選擇信號相對應(yīng)的環(huán)境模式策略的模式策略選擇裝置；用于在所述計時器中讀取系統(tǒng)時間的系統(tǒng)時間讀取裝置；用于根據(jù)所述系統(tǒng)時間執(zhí)行所述環(huán)境模式策略的模式策略執(zhí)行裝置，該模式策略執(zhí)行裝置根據(jù)所述環(huán)境模式策略實時調(diào)控所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置，用以實現(xiàn)環(huán)境的仿真。
優(yōu)選地，所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置包括LED光源陣列。
優(yōu)選地，所述環(huán)境模式包括晴天模式或陰雨天模式或室內(nèi)照明模式。
優(yōu)選地，還包括用于收集人體舒適反饋信息的人體舒適資料收集單元。
相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種LED日月仿真方法，包括A、通過模式選擇單元選擇環(huán)境模式；B、在模式存儲單元中選擇與所述環(huán)境模式相對應(yīng)的環(huán)境模式策略；C、在計時器中讀取系統(tǒng)時間，并根據(jù)所述系統(tǒng)時間執(zhí)行所述環(huán)境模式策略，該模式策略為實時調(diào)控LED日月仿真實現(xiàn)裝置，用以實現(xiàn)環(huán)境的仿真。
優(yōu)選地，所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置包括LED光源陣列。
優(yōu)選地，所述環(huán)境模式包括晴天模式或陰雨天模式或室內(nèi)照明模式。
實施本發(fā)明，具有如下有益效果所述LED日月仿真系統(tǒng)采用自動控制技術(shù)，結(jié)合光技術(shù)。其中，所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置即是為實現(xiàn)仿真光的光源陣列。所述模式選擇單元、計時器、模式存儲單元和仿真控制單元構(gòu)成了自動控制系統(tǒng)，直接控制所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置。當(dāng)需要仿真環(huán)境時，選擇已存儲在所述模式存儲單元中的環(huán)境模式，仿真控制單元就會根據(jù)當(dāng)前的系統(tǒng)時間和環(huán)境模式策略實時地調(diào)整所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置，使其按預(yù)定的環(huán)境模式策略運行，從而實現(xiàn)對環(huán)境的仿真。因此，所述LED日月仿真系統(tǒng)及方法實現(xiàn)了可人為選擇環(huán)境模式并能夠自動控制光裝置從而實現(xiàn)對預(yù)定環(huán)境的模擬。而預(yù)定環(huán)境的光裝置的觸發(fā)參數(shù)可預(yù)先存儲在自動控制系統(tǒng)中。而對這些參數(shù)選擇時可人為地選擇適應(yīng)人體的自然環(huán)境的光參數(shù)，從而實現(xiàn)利用該環(huán)境調(diào)節(jié)人體，從而改善了長期在非自然環(huán)境下工作的人們的身心健康及工作效率。


圖1為本發(fā)明提供的LED日月仿真系統(tǒng)的一個實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1所示的系統(tǒng)中的仿真控制單元的詳細結(jié)構(gòu)圖；圖3為基于圖1所示系統(tǒng)的LED日月仿真方法的流程圖；圖4為基于圖1所示系統(tǒng)的一次LED日月仿真的詳細流程圖；圖5為本發(fā)明提供的LED日月仿真系統(tǒng)的另一個實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
本發(fā)明利用電子控制技術(shù)和光技術(shù)的結(jié)合實現(xiàn)。
參考圖1，圖示了本發(fā)明提供的LED日月仿真系統(tǒng)的一個實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如圖所示，該系統(tǒng)以仿真控制單元200為控制核心，與其相耦接的有模式選擇單元500、計時器400、模式存儲單元300和LED日月仿真實現(xiàn)裝置100。
所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置100是具體實現(xiàn)LED日月仿真的終端設(shè)備。環(huán)境要素包括對人的感覺器官施加影響的要素，例如光要素對于人的視覺器官施加影響；聲音要素對于人的聽覺器官施加影響；味要素對于人的嗅覺器官施加影響。當(dāng)然，還包括對觸覺器官施加影響的要素。在仿真環(huán)境中，可以單獨仿真一種環(huán)境要素，例如光要素，也可以同時仿真多種環(huán)境要素。在本發(fā)明的這個優(yōu)選實施例中，采用其中三個環(huán)境要素光、聲音和氣味。具體的，所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置100包括LED光源陣列110、聲音裝置120、氣味裝置130。其中，所述LED光源陣列110是提供光要素的裝置。LED光源是未來的主要光源，其具有壽命長、節(jié)能、防震、環(huán)保等特性。并且，可以通過控制流過LED的電流的大小和長短來控制光的光強、色度等光變化參數(shù)，從而可以成為可自動控制的光源。當(dāng)然，其它可自動控制的光源也可以?？梢酝ㄟ^控制LED光源陣列100的光強、色度，并通過對其LED的選擇實現(xiàn)仿真多種環(huán)境的光環(huán)境要素，例如可以仿真晴天的早晨、上午、中午、下午、黃昏和夜晚幾個時段的光環(huán)境。聲音裝置120是預(yù)存儲有多種仿真聲音(例如鳥叫聲、小溪流水聲等)或多種音樂的可自動控制裝置，用于仿真環(huán)境中的聲音要素。氣味裝置130預(yù)裝了不同的氣味散發(fā)裝置，可通過控制加電加熱某個裝置實現(xiàn)可自動控制散發(fā)不同氣味，從而仿真環(huán)境中的氣味要素。
所述模式選擇單元500與人機接口600相耦接。人機接口600可以是鍵盤等輸入裝置，使用者可以通過人機接口600輸入模式選擇信號。模式可以通過預(yù)先設(shè)定，例如可以設(shè)定晴天、陰雨天等自然環(huán)境模式，也可以設(shè)置普通室內(nèi)照明模式，還可以設(shè)定示范模式。當(dāng)然，可以自由設(shè)定任意需要的模式。所述模式選擇單元500將接收到的模式選擇信號送入所述仿真控制單元200中。
所述計時器400用于產(chǎn)生系統(tǒng)時間，該系統(tǒng)時間被送入所述仿真控制單元200中。
所述模式存儲單元300用于存儲模式策略。其中，每個模式策略都對應(yīng)著一個所述的模式選擇信號。所述模式策略以系統(tǒng)時間為策略條件，以調(diào)整所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置的參數(shù)作為策略內(nèi)容。即每個策略對應(yīng)一個策略表，每個策略表包括策略條件和策略內(nèi)容兩部分，例如，下表為一個策略的策略表

即每個策略都是一個二維表，這些策略可以事先存儲在模式存儲單元300中，也可以隨時進行添加、刪除和修改。
參考圖2，圖示了圖1所示的系統(tǒng)中的仿真控制單元200的詳細結(jié)構(gòu)。如圖所示，所述仿真控制單元200包括模式選擇信號接收裝置210、模式策略選擇裝置220、系統(tǒng)時間讀取裝置230和模式策略執(zhí)行裝置240。
所述模式選擇信號接收裝置210用于接收來自所述模式選擇單元500的模式選擇信號，并將該信號送往模式策略選擇裝置220。
所述模式策略選擇裝置220根據(jù)接收到的模式選擇信號將存儲在所述模式存儲單元300中的與該模式選擇信號相對應(yīng)的模式策略選擇出來，并將該策略送往模式策略執(zhí)行裝置240。
所述系統(tǒng)時間讀取裝置230將在計時器400中讀取的系統(tǒng)時間送往所述模式策略執(zhí)行裝置240中。所述系統(tǒng)時間讀取裝置230可以設(shè)置一定的讀取頻率，自動讀取。例如可設(shè)置為每隔一小時或每10分鐘讀取一次。
所述模式策略執(zhí)行裝置240根據(jù)系統(tǒng)時間和策略內(nèi)容執(zhí)行具體的策略。
所述仿真控制單元200、模式選擇單元500、模式存儲單元300和計時器400可以集成在一個電子芯片中，也可以獨立實現(xiàn)。仿真控制單元200中的控制邏輯裝置(即模式選擇信號接收裝置210等)即可以通過軟件實現(xiàn)、也可以通過硬件或固件實現(xiàn)。
本發(fā)明提供的自然LED日月仿真方法的流程圖如圖3所示。該方法包括步驟S301通過模式選擇單元選擇環(huán)境模式，此時自動控制系統(tǒng)接收到模式選擇信號；S302在模式存儲單元中選擇與所述環(huán)境模式相對應(yīng)的環(huán)境模式策略；S303在計時器中讀取系統(tǒng)時間，并根據(jù)所述系統(tǒng)時間執(zhí)行所述環(huán)境模式策略，該模式策略為實時調(diào)控LED日月仿真實現(xiàn)裝置，用以實現(xiàn)環(huán)境的仿真。
參考圖4，圖示了基于圖1所示系統(tǒng)的一次LED日月仿真的詳細流程。如圖所示，該流程包括步驟S410選擇環(huán)境模式為晴天模式；S411在模式存儲單元中選擇晴天模式對應(yīng)的晴天模式策略；S412——S424為執(zhí)行晴天模式策略的具體步驟，包括S412如果系統(tǒng)時間為6點至9點，則執(zhí)行步驟S413；否則執(zhí)行步驟S414；S413調(diào)整LED光源陣列的光強為弱，色度為類朝霞的淡紅；指示聲音裝置播放清晨鳥叫等聲音；指示氣味裝置散發(fā)清晨林木香味。此時仿真晴天的清晨環(huán)境；S414如果系統(tǒng)時間為9點至11點，則執(zhí)行步驟S415；否則執(zhí)行步驟S416；S415調(diào)整光源陣列的光強為強，色度為日光；指示聲音裝置播放舒緩音樂；指示氣味裝置關(guān)閉。此時仿真晴天的上午環(huán)境。
S416如果系統(tǒng)時間為11點至13點，則執(zhí)行步驟S417；否則執(zhí)行步驟S418；S417調(diào)整光源陣列的光強為最強，色度為日光；指示聲音裝置關(guān)閉；指示氣味裝置關(guān)閉。此時仿真晴天的中午環(huán)境。
S418如果系統(tǒng)時間為13點至16點，則執(zhí)行步驟S419；否則執(zhí)行步驟S420；S419調(diào)整光源陣列的光強為強，色度為日光；指示聲音裝置播放舒緩音樂；指示氣味裝置關(guān)閉。此時仿真晴天的下午環(huán)境。
S420如果系統(tǒng)時間為16點至18點，則執(zhí)行步驟S421；否則執(zhí)行步驟S422；S421調(diào)整光源陣列的光強為弱，色度為類晚霞的濃紅；指示聲音裝置播放黃昏鳥叫等聲音；指示氣味裝置散發(fā)黃昏林木香味。此時仿真晴天的黃昏環(huán)境。
S422如果系統(tǒng)時間為18點至23點，則執(zhí)行步驟S423；否則執(zhí)行步驟S424；S423調(diào)整光源陣列的光強為次弱，色度為室內(nèi)照明用燈光色度；指示聲音裝置播放舒緩音樂；指示氣味裝置關(guān)閉。此時仿真夜晚室內(nèi)環(huán)境；S424如果系統(tǒng)時間為23點至6點，則執(zhí)行步驟S425；否則執(zhí)行步驟S412；S425指示光源陣列關(guān)閉；指示聲音裝置關(guān)閉；指示氣味裝置關(guān)閉。此時模擬室內(nèi)入睡環(huán)境。當(dāng)然，還可以指示光源陣列間隔部分點亮，光強為最弱，以模擬星空的自然環(huán)境。
上述的策略內(nèi)容可以依喜好更改。
可以看出，策略的執(zhí)行在選擇模式后開始運轉(zhuǎn)，以一天24小時為周期無限循環(huán)執(zhí)行各個策略內(nèi)容，以下一次選擇模式為結(jié)束條件。
如果要使仿真更為真實，則可以將時間化分的更細，例如以每小時為間隔，制定不同小時的不同仿真策略，則可以更好地，使人無過渡察覺地感受到仿真環(huán)境。
除了晴天模式以外，還可以仿真陰雨天，不但可以通過LED光源陣列仿真陰雨天的光線環(huán)境，還可以控制LED光源做出閃電的效果，配合聲音裝置做出雷聲和風(fēng)雨聲，具體的模式策略本領(lǐng)域的技術(shù)人員參照上文的描述完全可以實現(xiàn)，在此不再贅述。
還可以有普通照明模式，在這種模式下，策略內(nèi)容非常簡單，一直控制LED光源處于普通照明的光強和色度就可以了。這種模式下，該仿真系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)的照明系統(tǒng)兼容。
還可以是示范模式，即在短時間內(nèi)模擬一天24小時的環(huán)境，從而能夠在示范時短時間內(nèi)完成。
當(dāng)然，還可以有更多模式，可以通過添加模式策略實現(xiàn)。
參考圖5，圖示了本發(fā)明提供的LED日月仿真系統(tǒng)的另一個實施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。同時參考圖1，與圖1所示的實施例相比，本實施例比圖1中多了一個人體資料收集單元700。該人體資料收集單元700與人機接口600相耦接，用于通過人機接口600接收人體資料。具體而言，系統(tǒng)的使用者可以根據(jù)身體的舒適度向人體資料收集單元700輸入感受統(tǒng)計報告，而人體資料收集單元700則可以將該感受統(tǒng)計報告上報給仿真控制單元200，以使仿真控制單元200可實時調(diào)整LED日月仿真實現(xiàn)裝置，增加系統(tǒng)的靈活性。
以上所揭露的僅為本發(fā)明的較佳實施例，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種LED日月仿真系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括用于選擇環(huán)境模式的模式選擇單元；用于產(chǎn)生系統(tǒng)時間的計時器；用于存儲與所述環(huán)境模式相對應(yīng)的環(huán)境模式策略的模式存儲單元；用于實現(xiàn)所述環(huán)境的LED日月仿真實現(xiàn)裝置；與所述模式選擇單元、計時器、模式存儲單元、LED日月仿真實現(xiàn)裝置耦接的仿真控制單元，該仿真控制單元包括用于接收所述模式選擇單元發(fā)送的模式選擇信號的模式選擇信號接收裝置；用于在所述模式存儲單元中選擇與所述模式選擇信號相對應(yīng)的環(huán)境模式策略的模式策略選擇裝置；用于在所述計時器中讀取系統(tǒng)時間的系統(tǒng)時間讀取裝置；用于根據(jù)所述系統(tǒng)時間執(zhí)行所述環(huán)境模式策略的模式策略執(zhí)行裝置，該模式策略執(zhí)行裝置根據(jù)所述環(huán)境模式策略實時調(diào)控所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置，用以實現(xiàn)環(huán)境的仿真。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED日月仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置包括LED光源陣列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED日月仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境模式包括晴天模式或陰雨天模式或室內(nèi)照明模式或星空模式或示范模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED日月仿真系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于收集人體舒適反饋信息的人體舒適資料收集單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的LED日月仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置還包括聲音裝置和/或氣味裝置。
6.一種LED日月仿真方法，其特征在于，包括A、通過模式選擇單元選擇環(huán)境模式；B、在模式存儲單元中選擇與所述環(huán)境模式相對應(yīng)的環(huán)境模式策略；C、在計時器中讀取系統(tǒng)時間，并根據(jù)所述系統(tǒng)時間執(zhí)行所述環(huán)境模式策略，該模式策略為實時調(diào)控LED日月仿真實現(xiàn)裝置，用以實現(xiàn)環(huán)境的仿真。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED日月仿真方法，其特征在于，所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置包括LED光源陣列。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的LED日月仿真方法，其特征在于，所述環(huán)境模式包括晴天模式或陰雨天模式或室內(nèi)照明模式或星空模式或示范模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的LED日月仿真方法，其特征在于，所述LED日月仿真實現(xiàn)裝置還包括聲音裝置和/或氣味裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED日月仿真系統(tǒng)，包括用于選擇環(huán)境模式的模式選擇單元；用于產(chǎn)生系統(tǒng)時間的計時器；用于存儲與環(huán)境模式相對應(yīng)的環(huán)境模式策略的模式存儲單元；用于實現(xiàn)所述環(huán)境的LED日月仿真實現(xiàn)裝置；與模式選擇單元、計時器、模式存儲單元、LED日月仿真實現(xiàn)裝置耦接的仿真控制單元，該仿真控制單元接收模式選擇單元發(fā)送的模式選擇信號；在模式存儲單元中選擇與模式選擇信號相對應(yīng)的環(huán)境模式策略；在計時器中讀取系統(tǒng)時間；根據(jù)系統(tǒng)時間執(zhí)行環(huán)境模式策略，該模式策略執(zhí)行裝置根據(jù)環(huán)境模式策略實時調(diào)控LED日月仿真實現(xiàn)裝置，用以實現(xiàn)環(huán)境的仿真。該仿真系統(tǒng)可用于礦洞、潛艇等長期缺乏自然環(huán)境的場所。同時，本發(fā)明還公開了一種LED日月仿真方法。
文檔編號G05B17/00GK101060735SQ20061012278
公開日2007年10月24日 申請日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月16日
發(fā)明者湯丹, 邢瑞林 申請人:廣州市海林電子科技發(fā)展有限公司