專利名稱：一種混合集成燈光與日光的智慧照明系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及將燈光照明和日光照明混合集成的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
當(dāng)下，能源短缺是人類社會需要面對的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)與重大問題，如何降低能耗已經(jīng)成為社會長期可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的亟待解決的核心問題。我國是全世界自然資源浪費最嚴(yán)重的國家之一，據(jù)統(tǒng)計中國的能源使用效率僅為美國的四分之一左右，日本的十分之一左右。 在眾多的能源問題中，電能的短缺是制約經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展并進(jìn)一步改善人民生活的重要問題之一。針對這一現(xiàn)狀，我國提出了 “節(jié)能減排”的號召并致力于提高能源的高效使用。而在現(xiàn)代建筑中，照明的能源消耗占整個電能消耗的比例很高，傳統(tǒng)的燈光照明系統(tǒng)由于其管理落后、低光效、低壽命、布線復(fù)雜等問題，造成了大量的能源浪費，因此改造現(xiàn)有燈光照明系統(tǒng)如使用節(jié)能燈是達(dá)到節(jié)能的有效辦法。同時，由于當(dāng)外界陽光普照的時候，大量的建筑內(nèi)部如停車場、超市、辦公場所等仍需在室內(nèi)采用燈光照明系統(tǒng)，浪費了大量的電能。針對這一缺陷，出現(xiàn)了可以將室外的日光引入到室內(nèi)使用的日光照明系統(tǒng)，可以顯著的達(dá)到節(jié)能效果。但是，現(xiàn)有技術(shù)并沒有很好的解決燈光照明系統(tǒng)和日光照明系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)互補(bǔ)，兩種照明系統(tǒng)各自獨立的工作使室內(nèi)的光照情況未達(dá)到理想狀態(tài)因此如何將燈光照明系統(tǒng)和日光照明系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來達(dá)到智慧照明效果以實現(xiàn)更大程度上的節(jié)能環(huán)保效果是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直難以解決的技術(shù)難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了更好的將燈光照明系統(tǒng)和日光照明系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來達(dá)到良好的照明效果和節(jié)能效果，在此目的上，提出了一種混合集成燈光與日光的智慧照明系統(tǒng)及其控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案之一是一種燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)，包括至少一個燈光照明模塊和日光照明模塊，其特征在于，還包括一個上位機(jī)模塊、至少一個室內(nèi)射頻識別(RFID)標(biāo)簽傳感模塊、日光RFID 讀寫模塊、室外RFID標(biāo)簽傳感模塊、燈光RFID讀寫模塊、燈光中央控制模塊和燈光亮度調(diào)節(jié)模塊；所述上位機(jī)模塊具有無線傳輸接口單元和上位機(jī)單元，所述無線傳輸接口單元用于接收來自室外RFID標(biāo)簽傳感模塊的日光信息和來自室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊的照明信息并將上述信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)單元；所述室外RFID標(biāo)簽傳感模塊放置于外部空間用于采集室外的日光信息，所述日光RFID讀寫模塊讀取室外RFID標(biāo)簽傳感模塊中的日光信息后將該日光信息通過上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳輸?shù)缴衔粰C(jī)單元，所述上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元與日光照明模塊連接發(fā)出控制命令自動調(diào)節(jié)其照明參數(shù)和位置參數(shù)；
所述室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊放置于燈光照明模塊的照明空間內(nèi)用于采集室內(nèi)照明信息，所述燈光RFID讀寫模塊讀取室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊中的照明信息后將該照明信息通過上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳輸?shù)缴衔粰C(jī)單元，所述上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元與燈光中央控制模塊連接向其發(fā)出控制命令，所述燈光中央控制模塊與燈光亮度調(diào)節(jié)模塊連接用以根據(jù)控制命令控制燈光亮度調(diào)節(jié)模塊自動調(diào)節(jié)燈光照明模塊的光照亮度。本發(fā)明的技術(shù)方案之二是一種燈光照明和日光照明復(fù)合集成系統(tǒng)，其特征在于， 包括至少一個如上所述的一種燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)，所述燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)包括一個上位機(jī)模塊，所述上位機(jī)模塊具有無線傳輸接口單元、上位機(jī)單元和網(wǎng)絡(luò)接口單元，所述無線傳輸接口單元用于通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)終端連接并接受手機(jī)終端對上位機(jī)模塊的控制，所述網(wǎng)絡(luò)接口單元通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制終端連接并接受遠(yuǎn)程控制終端對上位機(jī)模塊的控制。本發(fā)明的技術(shù)方案之三一種混合集成燈光與日光的智慧照明系統(tǒng)及其控制方法，包括如下步驟步驟1 上位機(jī)模塊開啟，預(yù)先設(shè)定室內(nèi)光照強(qiáng)度值，通過上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元開啟相應(yīng)的日光照明模塊，并通過燈光中央控制模塊開啟相應(yīng)的燈光照明模塊；步驟2 通過室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊采集室內(nèi)照度信息，室內(nèi)光照情況被燈光 RFID讀寫模塊采集到并通過與上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳遞到上位機(jī)單元；步驟3 通過室外RFID標(biāo)簽傳感模塊采集室外光照信息，室外光照情況被日光 RFID讀寫模塊采集到并通過與上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳遞到上位機(jī)單元；步驟4:上位機(jī)單元綜合來自室內(nèi)的照明信息和室外的日光信息，判斷是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)光照強(qiáng)度值；步驟5 如室內(nèi)光照強(qiáng)度已到達(dá)或超過預(yù)設(shè)值(如日間)，則上位機(jī)模塊的上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元控制燈光中央控制模塊，燈光中央控制模塊利用亮度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)燈光照明模塊，減弱燈光照明強(qiáng)度甚至關(guān)閉燈光照明模塊，如果室內(nèi)光照強(qiáng)度仍然超過預(yù)設(shè)值，則需要上位機(jī)模塊的上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元進(jìn)一步通過日光照明模塊減弱日光照明強(qiáng)度以達(dá)到預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)光照強(qiáng)度值，之后重復(fù)步驟2-4，繼續(xù)監(jiān)控室內(nèi)照明情況；步驟6 如室內(nèi)光照強(qiáng)度未到達(dá)預(yù)設(shè)值，則上位機(jī)模塊的上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元控制上位機(jī)模塊日光照明模塊，尋找并達(dá)到日光照明強(qiáng)度，如室內(nèi)光照強(qiáng)度仍未到達(dá)預(yù)設(shè)值，則上位機(jī)單元還需通過無線傳輸接口單元利用燈光中央控制模塊控制亮度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)燈光照明模塊，增強(qiáng)燈光照明強(qiáng)度，以達(dá)到預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)光照強(qiáng)度值，之后重復(fù)步驟2-4，繼續(xù)監(jiān)控室內(nèi)照明情況。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對現(xiàn)有的燈光照明模塊和日光照明模塊進(jìn)行整合組網(wǎng)，通過RFID標(biāo)簽傳感模塊和RFID讀寫器模塊實現(xiàn)了日光信息和照明信息的整合，通過上位機(jī)模塊對多個燈光中央控制模塊發(fā)出控制命令控制建筑內(nèi)部不同位置的燈光參數(shù)，通過上位機(jī)模塊控制多個日光照明模塊的位置參數(shù)，綜合利用日光和燈光，可以穩(wěn)定的提供室內(nèi)照明，有效地解決了日間建筑內(nèi)部只能通過燈光照明模塊進(jìn)行照明導(dǎo)致的能源浪費。同時，通過上位機(jī)模塊連接的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)允許授權(quán)用戶通過手機(jī)終端或遠(yuǎn)程控制終端實時監(jiān)控建筑內(nèi)部各部分的光照情況及每個照明設(shè)備的傳感參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)與參數(shù)，達(dá)到室內(nèi)各部分照明設(shè)備的最優(yōu)化分配使用和智能化控制。


圖1是本發(fā)明的燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。圖2是本發(fā)明的燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)的RFID標(biāo)簽傳感模塊的結(jié)構(gòu)框圖。圖3是本發(fā)明的燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)的燈光中央控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。圖4是本發(fā)明的燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)的燈光亮度調(diào)節(jié)模塊的從控單元的結(jié)構(gòu)框圖。圖5是本發(fā)明的燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)的日光照明模塊的結(jié)構(gòu)框圖。圖6是本發(fā)明的燈光照明和日光照明復(fù)合集成系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是本發(fā)明的燈光和日光混合集成的智慧照明系統(tǒng)的控制方法流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。實施例1 如圖1所示，一種燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)，包括至少一個燈光照明模塊和日光照明模塊，其特征在于，還包括一個上位機(jī)模塊、至少一個室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊、日光RFID讀寫模塊、 室外RFID標(biāo)簽傳感模塊、燈光RFID讀寫模塊、燈光中央控制模塊和燈光亮度調(diào)節(jié)模塊；所述上位機(jī)模塊具有無線傳輸接口單元和上位機(jī)單元，所述無線傳輸接口單元用于接收來自室外RFID標(biāo)簽傳感模塊的日光信息和來自室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊的照明信息并將上述信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)單元；所述室外RFID標(biāo)簽傳感模塊放置于外部空間用于采集室外的日光信息，所述日光RFID讀寫模塊讀取室外RFID標(biāo)簽傳感模塊中的日光信息后將該日光信息通過上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳輸?shù)缴衔粰C(jī)單元，所述上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元與日光照明模塊連接發(fā)出控制命令自動調(diào)節(jié)其照明參數(shù)和位置參數(shù)；所述室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊放置于燈光照明模塊的照明空間內(nèi)用于采集室內(nèi)照明信息，所述燈光RFID讀寫模塊讀取室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊中的照明信息后將該照明信息通過上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳輸?shù)缴衔粰C(jī)單元，所述上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元與燈光中央控制模塊連接向其發(fā)出控制命令，所述燈光中央控制模塊與燈光亮度調(diào)節(jié)模塊連接用以根據(jù)控制命令控制燈光亮度調(diào)節(jié)模塊自動調(diào)節(jié)燈光照明模塊的光照亮度。上面已經(jīng)簡要的描述了本發(fā)明的燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)，下面結(jié)合其功能和使用情況對上述集成系統(tǒng)做進(jìn)一步的說明。上述燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)被使用在一棟大樓中，通常一棟大樓設(shè)置一個集成系統(tǒng)，比如，在公共圖書館大樓中設(shè)置了這樣一個集成系統(tǒng)，由于公共圖書館具有很多不同用途的部分，對照明要求各不相同，如公共閱覽室、廁所、計算機(jī)室、儲藏室、休息室、公共區(qū)域等，我們在這樣一棟具有多個房間的大樓內(nèi)分別安裝好日光照明模塊和燈光照明模塊，這里我們將日光照明模塊和燈光照明模塊作為一個“黑匣子”，即認(rèn)為日光照明模塊和燈光照明模塊均看作是一個現(xiàn)有的已經(jīng)可以獨立實現(xiàn)燈光照明和日光照明的系統(tǒng)，本申請人沒有對這兩個系統(tǒng)內(nèi)部做出創(chuàng)新性的改進(jìn)，因此我們不對日光照明模塊和燈光照明模塊做詳細(xì)的描述，但是這并不影響本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解本方案的實施。本實施例中，我們也假定集成系統(tǒng)可以包括一個或多個燈光照明模塊和日光照明模塊，比如一個房間可以配置一個燈光照明模塊和日光照明模塊，大的房間如公共閱覽室可以配置一個燈光照明模塊或多個日光照明模塊，也可以配置多個燈光照明模塊或多個日光照明模塊；通常我們也假定每一個燈光照明模塊均對應(yīng)一個燈光亮度調(diào)節(jié)模塊，當(dāng)然也可以由多個燈光照明模塊均對應(yīng)一個燈光亮度調(diào)節(jié)模塊；通常我們假定多個燈光亮度調(diào)節(jié)模塊對應(yīng)一個燈光中央控制模塊并受其控制，當(dāng)然也可以由一個燈光亮度調(diào)節(jié)模塊對應(yīng)一個燈光中央控制模塊并受其控制；由于燈光照明模塊、燈光亮度調(diào)節(jié)模塊和燈光中央控制模塊的配置比較靈活并且在本發(fā)明中被作為現(xiàn)有技術(shù)對待，因此在概括過程中我們采用“至少一個”的語言來同意概括上述任意配置的情況。在公共圖書館大樓的照明系統(tǒng)由日光照明和燈光照明兩部分組成。白天時日光照明和燈光照明綜合作用為公共圖書館大樓提供穩(wěn)定的照明，夜晚時則單獨由燈光照明為大樓提供穩(wěn)定照明；即使白天時，由于天氣陰晴的變化和不同時間段陽光強(qiáng)度和角度的變化， 都會使得日光照明不能一直處于穩(wěn)定的狀態(tài)，因此，我們需要不斷的監(jiān)控日光信息并實時的調(diào)整燈光照明以補(bǔ)償日光照明所帶來的室內(nèi)照明的不穩(wěn)定。結(jié)合到本實施例中，白天開啟本發(fā)明的集成系統(tǒng)后，燈光照明模塊和日光照明模塊的綜合作用下共同為室內(nèi)提供穩(wěn)定的照明，隨著日光角度和強(qiáng)度的變化，室外RFID標(biāo)簽傳感模塊采集到這些變化的日光信息后，被日光RFID讀寫模塊采集到并通過上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳遞到上位機(jī)單元。同時，室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊也將采集到的室內(nèi)照明信息通過燈光RFID讀寫模塊傳遞到上位機(jī)模塊的上位機(jī)單元，上位機(jī)單元綜合來自室內(nèi)的照明信息和室外的日光信息，根據(jù)室內(nèi)照明預(yù)先設(shè)定的參數(shù)(通常認(rèn)為室內(nèi)照明應(yīng)該保持穩(wěn)定，因此該參數(shù)通常為一恒定值)可以非常容易的計算得到此時達(dá)到穩(wěn)定的室內(nèi)照明要求下，燈光照明模塊和日光照明模塊各自應(yīng)該提供的光照比例，日光強(qiáng)則減少燈光強(qiáng)度，日光弱則加強(qiáng)燈光，同時由于日光角度的不斷變化是具有穩(wěn)定的規(guī)律，我們還可以由上位機(jī)單元提前設(shè)定不同季節(jié)下不斷的跟蹤太陽以保證最大程度的利用日光，由于燈光強(qiáng)度的控制過程和對太陽的跟蹤過程在本實施例中被認(rèn)為是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易實現(xiàn)而被作為現(xiàn)有技術(shù)，因此不再詳細(xì)描述。下面，我們在對上述實施例的集成系統(tǒng)的模塊，有選擇的做出詳細(xì)描述，沒有被詳細(xì)描述的模塊在本實施例中均是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易實現(xiàn)的。本實施例中，如圖2所示，室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊和室外RFID標(biāo)簽傳感模塊其結(jié)構(gòu)原理是相同的，只是為了便于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解本發(fā)明，將RFID標(biāo)簽傳感模塊從功能的角度人為的分為室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊和室外RFID標(biāo)簽傳感模塊。RFID標(biāo)簽傳感模塊包括了傳感器單元和RFID標(biāo)簽單元兩部分，前述兩單元既可以在物理上整合在一起，也可以在物理上分離，兩者一起實現(xiàn)室內(nèi)或室外信息采集和無線傳輸?shù)淖饔?。如圖1所示，RFID標(biāo)簽單元包括了微處理器以及分別與微處理器連接的電源、RF芯片、照度監(jiān)測電路、紅外監(jiān)測電路和溫度監(jiān)測電路，傳感器單元則可以對應(yīng)的配置照度傳感器、紅外傳感器和溫度傳感器，這些傳感器則采用常規(guī)的方式與照度監(jiān)測電路、紅外監(jiān)測電路和溫度監(jiān)測電路連接將監(jiān)測到的照度信息、紅外信息和溫度信息傳輸?shù)诫娮訕?biāo)簽。本實施例中，日光RFID讀寫模塊和燈光RFID讀寫模塊其結(jié)構(gòu)原理也是相同的，也是為了便于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員理解本發(fā)明，將RFID讀寫模塊從功能的角度人為的分為日光RFID讀寫模塊和燈光RFID讀寫模塊。RFID讀寫模塊通常可以采用標(biāo)準(zhǔn)的RFID讀寫器，也可以為了便于使用采用標(biāo)準(zhǔn)的移動式RFID讀寫器，RFID讀寫模塊可以無線的讀取 RFID標(biāo)簽傳感模塊采集到的各種信息如室外日光信息和室內(nèi)光照信息讀取并存儲到RFID 讀寫模塊中，在需要的時候再傳輸?shù)缴衔粰C(jī)模塊。上述的RFID讀寫模塊可以單獨存在，也可以集成在其他模塊上實現(xiàn)同樣的功能。RFID讀寫模塊單獨存在時，RFID讀寫模塊采用移動式RFID讀寫器，RFID標(biāo)簽發(fā)送的信號也可以被授權(quán)的移動移動式RFID讀寫器接收，經(jīng)過授權(quán)的用戶可以通過移動便攜式RFID閱讀器現(xiàn)場收集數(shù)據(jù)并傳送至上位機(jī)。使用RFID技術(shù)可將目前的數(shù)據(jù)有線傳輸方式改良為無線傳輸方式，即在RFID標(biāo)簽和RFID閱讀器間傳遞，省去了大量的電纜連接，提高了系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)性；RFID閱讀器可以遠(yuǎn)距離同時識別多個標(biāo)簽，節(jié)省了成本，并可以實時記錄傳感信息，并可方便的新增、更改和刪除，照明信息上傳至上位機(jī)后，上位機(jī)可以實現(xiàn)對照明系統(tǒng)的透明管理，即真正意義上的基于“物聯(lián)網(wǎng)”的智慧照明。由于上述RFID標(biāo)簽傳感模塊和RFID讀寫模塊均可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，因此不再詳細(xì)描述。本實施例中，如圖3所示，燈光中央控制模塊包括微控制器、電源、無線收發(fā)單元、 數(shù)字可尋址照明接口(DALI)接口、IXD顯示和按鈕與撥碼開關(guān)等單元。也可以將上述的 RFID讀寫模塊集成在燈光中央控制模塊中，這樣需要再增加RF芯片和天線與微處理器連接，RF芯片主要由發(fā)送電路和接收電路組成，用以接收和解調(diào)來自電子標(biāo)簽的射頻信號。接收信號過程如下天線接收RFID標(biāo)簽發(fā)出的信號，RF芯片對其進(jìn)行解調(diào)，恢復(fù)數(shù)字基帶信號，數(shù)據(jù)經(jīng)過微處理器后通過無線收發(fā)單元將環(huán)境變量信號傳送到上位機(jī)模塊。發(fā)送信號過程如下上位機(jī)通過無線收發(fā)單元將控制信號傳送至微處理器，經(jīng)RF芯片對數(shù)字基帶信號進(jìn)行處理，然后通過天線將信息發(fā)送給RFID標(biāo)簽。本實施例中，燈光亮度調(diào)節(jié)模塊由從控單元和調(diào)光整流器組成，調(diào)光整流器與燈光照明模塊連接，如圖4所示，從控單元由微控制器、熒光燈關(guān)斷電路、脈寬調(diào)光接口、DALI 接口、IXD顯示、按鈕與撥碼開關(guān)等組成。中央控制模塊通過DALI接口控制多個從控單元 (每個中央控制模塊可控制的從控單元的數(shù)目不超過64個)，進(jìn)而利用脈寬調(diào)光(PWM)接口調(diào)節(jié)每個燈光照明模塊的調(diào)光整流器，實現(xiàn)燈光照明模塊的調(diào)光、開關(guān)、場景設(shè)置等功能，通過無線收發(fā)單元接收燈光照明模塊的信息，達(dá)到閉環(huán)控制，并通過無線收發(fā)單元與上位機(jī)模塊通信，實現(xiàn)智能照明遠(yuǎn)程控制與場景預(yù)設(shè)功能，也可以通過按鈕與撥碼開關(guān)直接輸入控制參數(shù)或命令，相關(guān)信息可通過IXD顯示。本實施例中，如圖5所示，日光照明模塊包括散光發(fā)射單元、光纖網(wǎng)絡(luò)、日光聚集鏡頭、光敏傳感器、驅(qū)動單元、日光自動跟蹤單元、信號調(diào)理電路和無線收發(fā)單元，采用菲涅耳透鏡陣列作為聚集太陽光的日光聚集鏡頭，利用安裝在鏡頭上的光敏傳感器和后續(xù)的信號調(diào)理電路，將太陽方位角信息提取出來，交由日光自動跟蹤單元處理，輸出信號至日光自動跟蹤單元驅(qū)動對應(yīng)的驅(qū)動單元的機(jī)電結(jié)構(gòu)使日光聚集鏡頭始終正對太陽。日光聚集鏡頭使陽光匯聚后耦合到光纖網(wǎng)絡(luò)，傳輸至樓宇各個部分經(jīng)散光發(fā)射單元后進(jìn)行照明。柔軟的光纖具有易鋪設(shè)的優(yōu)良特性，易于安裝且光照分布均勻。日光照明模塊通過無線收發(fā)單元與上位機(jī)模塊進(jìn)行通信，將日光聚集鏡頭方位角、光照度、系統(tǒng)運行時間等參數(shù)傳至上位機(jī)模塊，上位機(jī)模塊也可以遠(yuǎn)程控制日光聚集鏡頭的轉(zhuǎn)動及復(fù)位，以便統(tǒng)籌管理。日光照明模塊也可以設(shè)置RFID標(biāo)簽將以上參數(shù)收集并存儲，利用日光RFID讀寫模塊(移動便攜式 RFID閱讀器)獲取信息并傳送至上位機(jī)。實施例2 如圖6所示，一種燈光照明和日光照明集成復(fù)合系統(tǒng)，包括一個或多個如圖1所述的一種燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)，所述燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)包括一個上位機(jī)模塊，所述上位機(jī)模塊具有無線傳輸接口單元、上位機(jī)單元和網(wǎng)絡(luò)接口單元，所述無線傳輸接口單元用于通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)終端連接并接受手機(jī)終端對上位機(jī)模塊的控制，所述網(wǎng)絡(luò)接口單元通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制終端連接并接受遠(yuǎn)程控制終端對上位機(jī)模塊的控制。本實施例，可以用于住宅小區(qū)內(nèi)部對多棟樓房的公共照明部分進(jìn)行集中管理，該復(fù)合系統(tǒng)中的無線通信網(wǎng)絡(luò)可以是GPRS/GSM無線通信網(wǎng)絡(luò)，該復(fù)合系統(tǒng)被分別設(shè)置在不同的樓宇11內(nèi)，各樓宇中均具有一個燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)，每個集成系統(tǒng)對應(yīng)一臺上位機(jī)模塊12，上位機(jī)12通過互聯(lián)網(wǎng)13連接遠(yuǎn)程控制終(端即客戶端)15 ；上位機(jī)也可通過無線通信網(wǎng)絡(luò)14與手機(jī)終端16連接。所述上位機(jī)模塊通過無線傳輸接口連接樓宇內(nèi)各房間與功能區(qū)域的燈光中央控制模塊，建立數(shù)據(jù)庫對傳感信息及照明數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)管理。利用Java開發(fā)Web應(yīng)用程序，允許授權(quán)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)登陸程序界面查看燈光照明模塊狀態(tài)、室內(nèi)環(huán)境參數(shù)，根據(jù)全局優(yōu)化結(jié)果發(fā)送控制命令到各燈光中央控制模塊并遠(yuǎn)程控制燈光照明模塊；上位機(jī)與無線傳輸接口相連，也利用GPRS/GSM無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)上位機(jī)與用戶手機(jī)的無線通信功能，允許授權(quán)用戶利用手機(jī)發(fā)送控制命令到各中央控制單元并遠(yuǎn)程控制照明設(shè)備。本方法以實施例1所述的系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對該系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行描述，如圖7所示，包括如下步驟步驟1 上位機(jī)模塊開啟，預(yù)先設(shè)定室內(nèi)光照強(qiáng)度值，通過上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元開啟相應(yīng)的日光照明模塊，并通過燈光中央控制模塊開啟相應(yīng)的燈光照明模塊；步驟2 通過室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊采集室內(nèi)照度信息，室內(nèi)光照情況被燈光 RFID讀寫模塊采集到并通過與上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳遞到上位機(jī)單元；步驟3 通過室外RFID標(biāo)簽傳感模塊采集室外光照信息，室外光照情況被日光 RFID讀寫模塊采集到并通過與上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳遞到上位機(jī)單元；步驟4:上位機(jī)單元綜合來自室內(nèi)的照明信息和室外的日光信息，判斷是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)光照強(qiáng)度值；步驟5 如室內(nèi)光照強(qiáng)度已到達(dá)或超過預(yù)設(shè)值(如日間)，則上位機(jī)模塊的上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元控制燈光中央控制模塊，燈光中央控制模塊利用亮度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)燈光照明模塊，減弱燈光照明強(qiáng)度甚至關(guān)閉燈光照明模塊，如果室內(nèi)光照強(qiáng)度仍然超過預(yù)設(shè)值，則需要上位機(jī)模塊的上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元進(jìn)一步通過日光照明模塊減弱日光照明強(qiáng)度以達(dá)到預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)光照強(qiáng)度值，之后重復(fù)步驟2-4，繼續(xù)監(jiān)控室內(nèi)照明情況；步驟6 如室內(nèi)光照強(qiáng)度未到達(dá)預(yù)設(shè)值，則上位機(jī)模塊的上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元控制上位機(jī)模塊日光照明模塊，尋找并達(dá)到日光照明強(qiáng)度，如室內(nèi)光照強(qiáng)度仍未到達(dá)預(yù)設(shè)值，則上位機(jī)單元還需通過無線傳輸接口單元利用燈光中央控制模塊控制亮度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)燈光照明模塊，增強(qiáng)燈光照明強(qiáng)度，以達(dá)到預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)光照強(qiáng)度值，之后重復(fù)步驟2-4，繼續(xù)監(jiān)控室內(nèi)照明情況；步驟7 在室內(nèi)不需要光照時，關(guān)閉相應(yīng)的日光照明模塊和燈光照明模塊，如整棟大樓不需要光照時，在關(guān)閉全部日光照明模塊和燈光照明模塊后關(guān)閉上位機(jī)模塊。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，這里所述的實施例是為了幫助讀者理解本發(fā)明的原理，應(yīng)被理解為本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于這樣的特別陳述和實施例。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明公開的這些技術(shù)啟示做出各種不脫離本發(fā)明實質(zhì)的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)，包括至少一個燈光照明模塊和日光照明模塊， 其特征在于，還包括一個上位機(jī)模塊、至少一個室內(nèi)射頻識別(RFID)標(biāo)簽傳感模塊、日光RFID讀寫模塊、室外RFID標(biāo)簽傳感模塊、燈光RFID讀寫模塊、燈光中央控制模塊和燈光亮度調(diào)節(jié)模塊；所述上位機(jī)模塊具有無線傳輸接口單元和上位機(jī)單元，所述無線傳輸接口單元用于接收來自室外RFID標(biāo)簽傳感模塊的日光信息和來自室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊的照明信息并將上述信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)單元；所述室外RFID標(biāo)簽傳感模塊放置于外部空間用于采集室外的日光信息，所述日光 RFID讀寫模塊讀取室外RFID標(biāo)簽傳感模塊中的日光信息后將該日光信息通過上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳輸?shù)缴衔粰C(jī)單元，所述上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元與日光照明模塊連接發(fā)出控制命令自動調(diào)節(jié)其照明參數(shù)和位置參數(shù)；所述室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊放置于燈光照明模塊的照明空間內(nèi)用于采集室內(nèi)照明信息，所述燈光RFID讀寫模塊讀取室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊中的照明信息后將該照明信息通過上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳輸?shù)缴衔粰C(jī)單元，所述上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元與燈光中央控制模塊連接向其發(fā)出控制命令，所述燈光中央控制模塊與燈光亮度調(diào)節(jié)模塊連接用以根據(jù)控制命令控制燈光亮度調(diào)節(jié)模塊自動調(diào)節(jié)燈光照明模塊的光照亮度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)，其特征在于，所述RFID 標(biāo)簽傳感模塊包括了傳感器單元和RFID標(biāo)簽單元兩部分，前述兩單元既可以在物理上整合在一起，也可以在物理上分離，兩者一起實現(xiàn)室內(nèi)或室外信息采集和無線傳輸?shù)淖饔谩?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)，其特征在于，RFID標(biāo)簽單元包括了微處理器以及分別與微處理器連接的電源、RF芯片、照度監(jiān)測電路、紅外監(jiān)測電路和溫度監(jiān)測電路，傳感器單元則可以對應(yīng)的配置照度傳感器、紅外傳感器和溫度傳感器， 這些傳感器則采用常規(guī)的方式與照度監(jiān)測電路、紅外監(jiān)測電路和溫度監(jiān)測電路連接將監(jiān)測到的照度信息、紅外信息和溫度信息傳輸?shù)诫娮訕?biāo)簽。
4.一種燈光照明和日光照明復(fù)合集成系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個如權(quán)利要求1 所述的一種燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)，所述燈光照明和日光照明集成系統(tǒng)包括一個上位機(jī)模塊，所述上位機(jī)模塊具有無線傳輸接口單元、上位機(jī)單元和網(wǎng)絡(luò)接口單元，所述無線傳輸接口單元用于通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與手機(jī)終端連接并接受手機(jī)終端對上位機(jī)模塊的控制，所述網(wǎng)絡(luò)接口單元通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制終端連接并接受遠(yuǎn)程控制終端對上位機(jī)模塊的控制。
5.一種混合集成燈光與日光的智慧照明系統(tǒng)及其控制方法，包括如下步驟步驟1 上位機(jī)模塊開啟，預(yù)先設(shè)定室內(nèi)光照強(qiáng)度值，通過上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元開啟相應(yīng)的日光照明模塊，并通過燈光中央控制模塊開啟相應(yīng)的燈光照明模塊；步驟2 通過室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊采集室內(nèi)照度信息，室內(nèi)光照情況被燈光RFID讀寫模塊采集到并通過與上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳遞到上位機(jī)單元；步驟3 通過室外RFID標(biāo)簽傳感模塊采集室外光照信息，室外光照情況被日光RFID讀寫模塊采集到并通過與上位機(jī)模塊的無線傳輸接口單元傳遞到上位機(jī)單元；步驟4:上位機(jī)單元綜合來自室內(nèi)的照明信息和室外的日光信息，判斷是否達(dá)到預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)光照強(qiáng)度值；步驟5 如室內(nèi)光照強(qiáng)度已到達(dá)或超過預(yù)設(shè)值(如日間)，則上位機(jī)模塊的上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元控制燈光中央控制模塊，燈光中央控制模塊利用亮度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)燈光照明模塊，減弱燈光照明強(qiáng)度甚至關(guān)閉燈光照明模塊，如果室內(nèi)光照強(qiáng)度仍然超過預(yù)設(shè)值，則需要上位機(jī)模塊的上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元進(jìn)一步通過日光照明模塊減弱日光照明強(qiáng)度以達(dá)到預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)光照強(qiáng)度值，之后重復(fù)步驟2-4，繼續(xù)監(jiān)控室內(nèi)照明情況；步驟6:如室內(nèi)光照強(qiáng)度未到達(dá)預(yù)設(shè)值，則上位機(jī)模塊的上位機(jī)單元通過無線傳輸接口單元控制上位機(jī)模塊日光照明模塊，尋找并達(dá)到日光照明強(qiáng)度，如室內(nèi)光照強(qiáng)度仍未到達(dá)預(yù)設(shè)值，則上位機(jī)單元還需通過無線傳輸接口單元利用燈光中央控制模塊控制亮度調(diào)節(jié)模塊調(diào)節(jié)燈光照明模塊，增強(qiáng)燈光照明強(qiáng)度，以達(dá)到預(yù)先設(shè)定的室內(nèi)光照強(qiáng)度值，之后重復(fù)步驟2-4，繼續(xù)監(jiān)控室內(nèi)照明情況。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種混合集成燈光與日光的智慧照明系統(tǒng)及其控制方法。所述集成系統(tǒng)，包括至少一個燈光照明模塊和日光照明模塊、一個上位機(jī)模塊、至少一個室內(nèi)射頻識別(RFID)標(biāo)簽傳感模塊、日光RFID讀寫模塊、室外RFID標(biāo)簽傳感模塊、燈光RFID讀寫模塊、燈光中央控制模塊和燈光亮度調(diào)節(jié)模塊；所述上位機(jī)模塊具有無線傳輸接口單元和上位機(jī)單元，所述無線傳輸接口單元用于接收來自室外RFID標(biāo)簽傳感模塊的日光信息和來自室內(nèi)RFID標(biāo)簽傳感模塊的照明信息并將上述信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)單元。本發(fā)明的有益效果是利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對現(xiàn)有的燈光照明模塊和日光照明模塊進(jìn)行整合組網(wǎng)，綜合利用日光和燈光，可以穩(wěn)定的提供室內(nèi)照明。
文檔編號F21S19/00GK102305381SQ20111018999
公開日2012年1月4日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者王卓然, 袁國慧 申請人:電子科技大學(xué)