一種基于人眼視覺感應模式的智能照明控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光機電一體化及自動控制技術，特別涉及一種基于人眼視覺感應模式的智能照明控制方法，適用于工廠廠房及公路等自然光線變化的智能照明系統(tǒng)和照明節(jié)能系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]智能照明系統(tǒng)是照明系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢。與傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)相比較，智能照明系統(tǒng)安裝簡單，維護方便，而且功能豐富，通過調光營造可以不同的環(huán)境氛圍。另外智能照明系統(tǒng)采用集中式管理、節(jié)能降耗、延長燈具壽命。
[0003]目前在我國的工廠廠房及公路機電系統(tǒng)中，照明負荷約占30%左右，節(jié)能降耗已經(jīng)成為降低運營的重大研宄課題。如何有效降低交通能源消耗已迫在眉睫。而應用智能照明可以有效解決照明高能耗、分散管理、燈具壽命短的技術問題。
[0004]在公路照明技術方面國外研宄較早且技術較為成熟。早在20世紀60年代，依據(jù)交通量、速度和洞外亮度進行自動調光技術就已經(jīng)應用于意、法兩國之間的MontBlanc照明。80年代后期，為了規(guī)范照明設計和施工，減少交通事故，世界各國相繼頒布了公路照明設計規(guī)范。在照明理論和技術方面，發(fā)達國家發(fā)展得相對比較完善，已經(jīng)形成了規(guī)范性的標準。為了節(jié)約電能，提高照明效果和行車舒適性，保證公路安全運行，針對燈具國外進行了大量的研宄。依據(jù)駕駛員視覺特性和內(nèi)的視覺環(huán)境制定了一系列數(shù)值計算準則。如德國的側壁面計算方法和日本的燈具維護系數(shù)等。在照明控制技術方面，逐漸由邏輯分組控制向根據(jù)交通流量、行車速度、天氣情況等因素的模糊智能控制網(wǎng)絡技術發(fā)展。
[0005]相比之下我國在自然光線隨時變化情況下的公路及工廠廠房照明設計規(guī)范都不夠完善。而我國公路照明技術研宄主要集中在照明設計和側壁、燈具反光材料方面。綜合交通量、環(huán)境亮度、行車速度、所處地理環(huán)境以及公路設計標準等因素研宄公路照明幾乎是空白?；隈{駛員視覺特征、心理特征的公路照明影響研宄甚少。
[0006]目前在照明多采用高壓鈉燈，由于技術限制和鈉燈啟動時間長，很難實現(xiàn)無級調光。隨著照明控制系統(tǒng)網(wǎng)絡的不斷完善以及照明燈具技術發(fā)展，自動調光控制技術慢慢應用于公路照明控制系統(tǒng)中，依據(jù)外界實際環(huán)境亮度，照明管理計算機通過本地控制器連續(xù)對照明燈具進行調光，使燈具發(fā)出不同亮度水平的光能。雖然目前滿足調光技術的燈具價格較為昂貴，這種控制技術的應用還不是很普遍，不過隨著公路照明技術的發(fā)展，這種控制技術肯定是未來發(fā)展的趨勢。
[0007]在CN102438367A專利中復旦大學提供了一種基于人眼感受亮度的線性化調光系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于感受亮度與實際亮度呈對數(shù)變化的結果，通過建立調光電氣參數(shù)、實際亮度和感受亮度間的對應關系，根據(jù)用戶的參數(shù)設定，解算出電氣參數(shù)的變化曲線，從而實現(xiàn)線性化調光，使得在調光過程中感受亮度隨時間線性變化，調光過程更加均勻柔和。
[0008]在CN102281680A專利中提供了一種基于人眼視覺感受的色溫自動調節(jié)照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括模式選擇電路、數(shù)字電源電路、微控制器、溫度傳感器、濕度傳感器、亮度傳感器、定時器電路、人工場景地理信息選擇及色溫亮度設定電路、光源驅動電路和RGB三基色光源。提及了該發(fā)明能結合光源色溫對人體生理和心理的影響來控制光源的色溫和亮度，使光源能最大程度上滿足人體的舒適感，使室內(nèi)照明更加人性化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種基于人眼視覺感應模式的智能照明控制方法，該智能照明控制方法適用于公路照明的DALI智能照明系統(tǒng)，既設計系統(tǒng)的總體框架，同時研宄系統(tǒng)各部分的工作原理并對各個軟硬件模塊作詳細的分析。目的在于實現(xiàn)DALI控制軟件和DALI調光主控制器對DALI電子鎮(zhèn)流器的單播、組播、廣播控制、自動調光控制，以及其他符合DALI協(xié)議的各種控制和監(jiān)控，降低系統(tǒng)的照明功耗，滿足照明多樣性的要求。
[0010]本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn):一種基于人眼視覺感應模式的智能照明控制方法，包括以下步驟:
[0011]1.依據(jù)照明視覺特點，從廠房及照明控制模式、營運安全及其他因素分析了照明節(jié)能的現(xiàn)狀，提出照明節(jié)能策略；
[0012]2.在分析DALI調光特性和電子鎮(zhèn)流器技術特點基礎上，采用模塊化設計，對鎮(zhèn)流器元器件進行了設計，使其能夠連續(xù)調光；
[0013]3.根據(jù)照明特點，構建了基于DALI的三層智能照明控制系統(tǒng)。通過系統(tǒng)硬件配置和功能分析，對LED照明系統(tǒng)進行智能控制設計。
[0014]在步驟2中，所述采用模塊化設計是指:設計DALI數(shù)字可尋址電子鎮(zhèn)流器，構建基于DALI的多層網(wǎng)絡控制網(wǎng)絡，并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡模糊控制方法，進行照明智能調光。
[0015]在步驟3中，所述通過系統(tǒng)硬件配置和功能分析，對LED照明系統(tǒng)進行智能控制是指:在分析DALI調光特性和電子鎮(zhèn)流器的特點的基礎上，根據(jù)人眼視覺所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)光傳感器獲得的數(shù)據(jù)進行比較分析，設計對LED燈的調光控制方法。
[0016]本發(fā)明的工作原理:基于DALI的三層智能照明控制系統(tǒng)。通過系統(tǒng)硬件配置和功能分析，對LED照明系統(tǒng)進行智能控制設計
[0017]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及效果:
[0018]1、本發(fā)明根據(jù)人眼視覺所生產(chǎn)的大量數(shù)據(jù)庫，根據(jù)自然光線的差別，在DALI協(xié)議基礎上，根據(jù)光傳感器獲得的信號來調節(jié)LED照明系統(tǒng)，達到節(jié)能的目的。
[0019]2、本發(fā)明所涉及的 DALI (Digital Addressable Lighting Interface，數(shù)字可尋址照明接口 )協(xié)議是一種面向LED燈照明控制系統(tǒng)的通信協(xié)議，DALI協(xié)議由歐洲著名照明設備廠商 Philips、Trodonic、Trilux、Osram、Vosslon-Schwabe 等聯(lián)合起草，DALI 協(xié)議完全開放，不受專利保護，保證了不同生產(chǎn)廠家之間產(chǎn)品的互換性，使智能照明技術更加數(shù)字化，使用更加簡單，可靠性高。
【附圖說明】
[0020]圖1是基于人眼視覺系統(tǒng)的智能照明控制系統(tǒng)設計框圖。
[0021]圖2是自動調節(jié)燈光的示意表。
【具體實施方式】
[0022]下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0023]實施例
[0024]如圖1所示，該系統(tǒng)為基于人眼視覺數(shù)據(jù)庫及DALI協(xié)議的智能照明控制信息結構。
[0025]1、基于DALI的智能照明控制系統(tǒng)結構；
[0026]DALI是一種開放式的系統(tǒng)結構標準，利用它可以將不同廠家生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器、調光控制設備、傳感器等組成一個照明控制系統(tǒng)，每個DALI控制系統(tǒng)可以通過雙絞線連接電子鎮(zhèn)流器，而這個DALI控制系統(tǒng)又可以和另外一個DALI控制系統(tǒng)級聯(lián)，構成更大控制范圍的控制中心，并且通過通信控制協(xié)議可以確保每個LED燈和電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)信號反饋回DALI控制系統(tǒng)。
[0027]2、基于DALI的智能照明控制系統(tǒng)硬件配置；
[0028]在技術路線I中所述的DALI控制系統(tǒng)中，信息層為整個網(wǎng)絡的最高層，實現(xiàn)整個照明系統(tǒng)控制與管理，也是直接面向用戶部分。主要配置工作站和服務器。
[0029]控制層為整個網(wǎng)絡中間層實現(xiàn)數(shù)據(jù)的通信和控制的橋梁，主要配置數(shù)據(jù)光端機、交換機、DALI本地控制器。
[0030]現(xiàn)場網(wǎng)絡層是網(wǎng)絡的最底層，主要配置DALI調光鎮(zhèn)流器、LED燈、車輛檢測器以及照度檢測器。
[0031]3、智能照明模糊控制；
[0032]如圖2所示，根據(jù)光線不同調節(jié)的智能照明系統(tǒng)是一個時變、非線性、滯后的復雜系統(tǒng)，無法構造準確的數(shù)學模型。由于模糊控制魯棒性強，干擾和參數(shù)變化對控制效果的影響被大大減弱，非常適用于模型難以準確獲取，動態(tài)特性不易掌握或變化顯著的對象。隨著模糊控制理論廣泛應用于照明系統(tǒng)，提高了照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性和適用性。
[0033]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種基于人眼視覺感應模式的智能照明控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1、依據(jù)照明視覺特點，從廠房及照明控制模式和營運安全分析照明節(jié)能的現(xiàn)狀，制定照明節(jié)能策略； 步驟2、分析DALI調光特性和電子鎮(zhèn)流器的特點，采用模塊化設計，對鎮(zhèn)流器元器件進行設計，使鎮(zhèn)流器元器件連續(xù)調光； 步驟3、構建基于DALI的三層智能照明控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)硬件配置和功能分析，對LED照明系統(tǒng)進行智能控制。
2.如權利要求1所述的基于人眼視覺感應模式的智能照明控制方法，其特征在于，在步驟2中，所述采用模塊化設計是指:設計DALI數(shù)字可尋址電子鎮(zhèn)流器，構建基于DALI的多層網(wǎng)絡控制網(wǎng)絡，并采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡模糊控制方法，進行照明智能調光。
3.如權利要求1所述的基于人眼視覺感應模式的智能照明控制方法，其特征在于，在步驟3中，所述通過系統(tǒng)硬件配置和功能分析，對LED照明系統(tǒng)進行智能控制是指:在分析DALI調光特性和電子鎮(zhèn)流器的特點的基礎上，根據(jù)人眼視覺所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫，根據(jù)光傳感器獲得的數(shù)據(jù)進行比較分析，設計對LED燈的調光控制方法。
【專利摘要】一種基于人眼視覺感應模式的智能照明控制方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1、依據(jù)照明視覺特點，從廠房及照明控制模式和營運安全分析照明節(jié)能的現(xiàn)狀，制定照明節(jié)能策略；步驟2、分析DALI調光特性和電子鎮(zhèn)流器的特點，采用模塊化設計，對鎮(zhèn)流器元器件進行設計，使鎮(zhèn)流器元器件連續(xù)調光；步驟3、構建基于DALI的三層智能照明控制系統(tǒng)，通過系統(tǒng)硬件配置和功能分析，對LED照明系統(tǒng)進行智能控制。本發(fā)明具有使用更加簡單和可靠性高等優(yōu)點。
【IPC分類】H05B37-02
【公開號】CN104780656
【申請?zhí)枴緾N201510106729
【發(fā)明人】金鈺婷, 陳奇峰, 黃美川
【申請人】華南理工大學, 廣州市亮藝照明設備有限公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年3月11日