本發(fā)明涉及照明控制系統(tǒng)技術(shù)，具體來說是一種根據(jù)環(huán)境光自動調(diào)整的led燈系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在人們的生活、辦公、學習等照明環(huán)境主要滿足日常照度所需，而忽略了環(huán)境光對人的生理影響。長期生活在單一的照明環(huán)境，除了容易導致視覺疲勞外，還會影響生理及心理機能。因此，市場上出現(xiàn)了眾多調(diào)光、調(diào)色的照明燈具。雖然可以解決以上的部分問題，但還存在以下不足：

(1)、無法與自然光同步進行調(diào)光、調(diào)色控制；

(2)、調(diào)光調(diào)色過多依賴人工干預，影響用戶體驗及效率；

(3)、不具備環(huán)境光補償及自動調(diào)整功能，造成照明環(huán)境光效不均勻。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜、生產(chǎn)成本低、體驗效果好、自然光同步調(diào)光調(diào)色及光效均勻的根據(jù)環(huán)境光自動調(diào)整的led燈系統(tǒng)。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種根據(jù)環(huán)境光自動調(diào)整的led燈系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種根據(jù)環(huán)境光自動調(diào)整的led燈系統(tǒng)，包括用于led燈照明裝置以及室外環(huán)境光傳感器的關(guān)聯(lián)、設(shè)置、設(shè)備信息采集以及控制的移動主機端；

用于室內(nèi)光采集、接收室外光信號、調(diào)整輸出及控制光源的led燈照明裝置；

用于室外光采集、室外光信號傳送給led燈照明裝置的室外環(huán)境光傳感器；

移動主機端、led燈照明裝置及室外環(huán)境光傳感器通過藍牙連接。

所述移動主機端為智能手機。

所述led燈照明裝置包括第一藍牙芯片，第一藍牙芯片與室內(nèi)環(huán)境光傳感器、控制器、調(diào)光電路連接，調(diào)光電路與led光源連接。

所述室外環(huán)境光傳感器包括室外環(huán)境光傳感器本體，室外環(huán)境光傳感器本體與第二藍牙芯片連接，第二藍牙芯片與調(diào)光驅(qū)動連接，調(diào)光驅(qū)動與若干個不同顏色的發(fā)光二極管連接。

所述第一藍牙芯片的pio口輸出pwm信號驅(qū)動dc/dc調(diào)光電路，第一藍牙芯片與第一天線連接。

所述第二藍牙芯片與第二天線連接，第二藍牙芯片由鋰電池供電。

上述的根據(jù)環(huán)境光自動調(diào)整的led燈系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

(1)、通過移動主機端，將led燈照明裝置、室外環(huán)境光傳感器進行關(guān)聯(lián)，并設(shè)置照度、色溫值控制的范圍；同時，采集led燈照明裝置、室外環(huán)境光傳感器的工作狀態(tài)并顯示，提供查詢；

(2)、分別通過室外環(huán)境光傳感器、室內(nèi)環(huán)境光傳感器檢測當前環(huán)境的r、g、b的值，并根據(jù)算法計算出對應環(huán)境的亮度、色溫值；

(3)、室外環(huán)境光傳感器以藍牙m(xù)esh信號傳輸方式將計算的亮度以及色溫值信號發(fā)出，提供給led燈照明裝置以及移動主機端；

(4)、led燈照明裝置接收到室外環(huán)境光傳感器發(fā)送的環(huán)境光參數(shù)與室內(nèi)環(huán)境光傳感器計算的結(jié)果進行比較，并通過控制調(diào)光輸出改變led燈的亮度以及色溫，最終達到兩者之間的參數(shù)處于平衡狀態(tài)；與此同時，將led照明裝置的狀態(tài)信息發(fā)出，供移動主機端查詢。

所述步驟(2)中信號采集以及數(shù)據(jù)處理為：控制器通過i²c數(shù)字接口獲取室外環(huán)境光傳感器、室內(nèi)環(huán)境光傳感器的檢測的紅、綠、藍三通道的ad轉(zhuǎn)換值，對應的r、g、b三通道的數(shù)值為：

式中xdata為室外環(huán)境光傳感器、室內(nèi)環(huán)境光傳感器的檢測值；n為室外環(huán)境光傳感器、室內(nèi)環(huán)境光傳感器內(nèi)部的ad轉(zhuǎn)換的位數(shù)；range為室外環(huán)境光傳感器、室內(nèi)環(huán)境光傳感器的量程；

通過矩陣的方法，將rgb值轉(zhuǎn)化成xyz進行分析，其公式如下：

式中x、y、z為cie制定的三基色刺激值；cx為矩陣系數(shù)，通過測量已知的標準值確定；

根據(jù)x、y、z計算色坐標對應的x、y值，其公式如下：

x＝x/(x+y+z)

y＝y(tǒng)/(x+y+z)；

計算環(huán)境光的色溫cct及亮度值(lux)值：

cct＝437n∧3+3601n∧2-6861n+5514.31；

其中，

n＝(x-0.3320)/(y-0.1858)

lux＝r*cyr+g*cyg+b*cyb。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點及效果：

1、本發(fā)明包括用于led燈照明裝置以及室外環(huán)境光傳感器的關(guān)聯(lián)、設(shè)置、設(shè)備信息采集以及控制的移動主機端；用于室內(nèi)光采集、接收室外光信號、調(diào)整輸出及控制光源的led燈照明裝置；用于室外光采集、室外光信號傳送給led燈照明裝置的室外環(huán)境光傳感器；移動主機端、led燈照明裝置及室外環(huán)境光傳感器通過藍牙連接，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜、生產(chǎn)成本低、體驗效果好、自然光同步調(diào)光調(diào)色及光效均勻等特點。

2、本發(fā)明中的led燈照明裝置包括第一藍牙芯片，第一藍牙芯片與室內(nèi)環(huán)境光傳感器、控制器、調(diào)光電路連接，調(diào)光電路與led光源連接，進行收集信號，并進行處理，控制燈光光源發(fā)光同步。

3、本發(fā)明中的室外環(huán)境光傳感器包括室外環(huán)境光傳感器本體，室外環(huán)境光傳感器本體與第二藍牙芯片連接，第二藍牙芯片與調(diào)光驅(qū)動連接，調(diào)光驅(qū)動與若干個不同顏色的發(fā)光二極管連接；收集室外自然光信號，并發(fā)送信號，保持一致，使用效果好。

4、本發(fā)明中的第一藍牙芯片的pio口輸出pwm信號驅(qū)動dc/dc調(diào)光電路，第一藍牙芯片與第一天線連接，信號傳輸穩(wěn)定，使用效果好。

5、本發(fā)明中的第二藍牙芯片與第二天線連接，第二藍牙芯片由鋰電池供電，穩(wěn)定性強，耐用。

附圖說明

圖1為一種根據(jù)環(huán)境光自動調(diào)整的led燈系統(tǒng)的連接框圖；

圖2為本發(fā)明中聯(lián)網(wǎng)的連接示意圖；

圖3為本發(fā)明中室外環(huán)境光傳感器的工作流程框圖；

圖4為本發(fā)明中l(wèi)ed燈照明裝置的工作流程框圖。

圖中標號與名稱如下：

具體實施方式

為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

實施例1：

如圖1～4所示，一種根據(jù)環(huán)境光自動調(diào)整的led燈系統(tǒng)，包括用于led燈照明裝置以及室外環(huán)境光傳感器的關(guān)聯(lián)、設(shè)置、設(shè)備信息采集以及控制的移動主機端；用于室內(nèi)光采集、接收室外光信號、調(diào)整輸出及控制光源的led燈照明裝置；用于室外光采集、室外光信號傳送給led燈照明裝置的室外環(huán)境光傳感器；移動主機端、led燈照明裝置及室外環(huán)境光傳感器通過藍牙連接。

本實施例中的移動主機端為智能手機，內(nèi)置手機app，手機app兼容目前主流的安卓以及ios系統(tǒng)；led燈照明裝置包括第一藍牙芯片，第一藍牙芯片與室內(nèi)環(huán)境光傳感器、控制器、調(diào)光電路連接，調(diào)光電路與led光源連接。

本實施例中的室外環(huán)境光傳感器包括室外環(huán)境光傳感器本體，室外環(huán)境光傳感器本體與第二藍牙芯片連接，第二藍牙芯片與若干個不同顏色的發(fā)光二極管連接；第一藍牙芯片的pio口輸出pwm信號驅(qū)動dc/dc調(diào)光電路，第一藍牙芯片與第一天線連接；第二藍牙芯片與第二天線連接，第二藍牙芯片由鋰電池供電。

以上所述的藍牙芯片采用的是高通公司生產(chǎn)的csr1010，環(huán)境光色彩傳感器采用的是intersil公司生產(chǎn)的isl29125，上述硬件由市場上購得。

上述的根據(jù)環(huán)境光自動調(diào)整的led燈系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括以下步驟：

(1)、通過移動主機端，將led燈照明裝置、室外環(huán)境光傳感器進行關(guān)聯(lián)，并設(shè)置照度、色溫值控制的范圍；同時，采集led燈照明裝置、室外環(huán)境光傳感器的工作狀態(tài)并顯示，提供查詢；具體為：組網(wǎng)的采用藍牙m(xù)esh組網(wǎng)協(xié)議建立連接機制，為保證實現(xiàn)多節(jié)點的聯(lián)動控制，加入設(shè)備組網(wǎng)關(guān)聯(lián)機制，組網(wǎng)關(guān)聯(lián)過程示意圖如圖2。組網(wǎng)完成后，用戶即可通過手機app發(fā)送控制及查詢等命令，完成對照明裝置以及環(huán)境光傳感器的配置、控制、查詢等功能；

(2)、分別通過室外環(huán)境光傳感器、室內(nèi)環(huán)境光傳感器檢測當前環(huán)境的r、g、b的值，并根據(jù)算法計算出對應環(huán)境的亮度、色溫值；

(3)、室外環(huán)境光傳感器以廣播的方式將計算的亮度以及色溫值以廣播的信號發(fā)出，提供給led燈照明裝置以及移動主機端；

(4)、如圖4所示，led燈照明裝置接收到室外環(huán)境光傳感器發(fā)送的環(huán)境光參數(shù)與室內(nèi)環(huán)境光傳感器計算的結(jié)果進行比較，并通過控制調(diào)光輸出改變led燈的亮度以及色溫，最終達到兩者之間的參數(shù)處于平衡狀態(tài)；與此同時，將led照明裝置的狀態(tài)信息發(fā)出，供移動主機端查詢。

如圖3所示，所述步驟(2)中信號采集以及數(shù)據(jù)處理為：控制器通過i²c數(shù)字接口獲取室外環(huán)境光傳感器、室內(nèi)環(huán)境光傳感器的檢測的紅、綠、藍三通道的ad轉(zhuǎn)換值，對應的r、g、b三通道的數(shù)值為：

式中xdata為室外環(huán)境光傳感器、室內(nèi)環(huán)境光傳感器的檢測值；n為室外環(huán)境光傳感器、室內(nèi)環(huán)境光傳感器內(nèi)部的ad轉(zhuǎn)換的位數(shù)；range為室外環(huán)境光傳感器、室內(nèi)環(huán)境光傳感器的量程；

通過矩陣的方法，將rgb值轉(zhuǎn)化成xyz進行分析，其公式如下：

式中x、y、z為cie制定的三基色刺激值；cx為矩陣系數(shù)，通過測量已知的標準值確定；

根據(jù)x、y、z計算色坐標對應的x、y值，其公式如下：

x＝x/(x+y+z)

y＝y(tǒng)/(x+y+z)；

計算環(huán)境光的色溫cct及亮度值(lux)值：

cct＝437n∧3+3601n∧2-6861n+5514.31；

其中，

n＝(x-0.3320)/(y-0.1858)

lux＝r*cyr+g*cyg+b*cyb。

采用上述系統(tǒng)和方法，室內(nèi)和室外的自然光進行同步調(diào)光、調(diào)色控制，組網(wǎng)便捷，采用藍牙組網(wǎng)，除去路由等的干擾，效率快、體驗好，照明環(huán)境光效均勻，深受消費者的喜愛。

上述具體實施方式為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不能對本發(fā)明進行限定，其他的任何未背離本發(fā)明的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。