本發(fā)明涉及智能照明控制，具體為應(yīng)用于文旅景觀的環(huán)境適應(yīng)性照明控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著文旅產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，景區(qū)的照明系統(tǒng)對于提升旅游體驗和保障游客安全起著至關(guān)重要的作用。然而，現(xiàn)有照明系統(tǒng)多采用固定模式，缺乏靈活性和智能性。這些系統(tǒng)通常無法根據(jù)環(huán)境變化（如天氣、時間、季節(jié)）或游客行為（如游客流量和分布）進行實時調(diào)整。結(jié)果，導(dǎo)致了能源的浪費和照明效果的不理想，有時甚至?xí)绊懹慰偷捏w驗和景區(qū)的運營效率；

2、技術(shù)的進步，特別是物聯(lián)網(wǎng)（iot）、大數(shù)據(jù)、人工智能（ai）和無線通信技術(shù)的發(fā)展，為智能照明控制系統(tǒng)的創(chuàng)新提供了可能，現(xiàn)代文旅景區(qū)越來越需要一個能夠自動適應(yīng)環(huán)境變化和游客需求的照明控制系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)可以提高能源使用效率，降低運營成本，并增強游客的滿意度。此外，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的普及，環(huán)境適應(yīng)性照明控制系統(tǒng)不僅有助于節(jié)能減排，也是實現(xiàn)綠色旅游的重要手段。

3、為了解決上述缺陷，現(xiàn)提供技術(shù)方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)文旅景觀照明系統(tǒng)缺乏智能調(diào)節(jié)能力、能源浪費和無法滿足動態(tài)照明需求的問題，而提出應(yīng)用于文旅景觀的環(huán)境適應(yīng)性照明控制系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、應(yīng)用于文旅景觀的環(huán)境適應(yīng)性照明控制系統(tǒng)，包括；

4、照明點數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取景區(qū)內(nèi)所有照明點的位置和狀態(tài)信息，具體過程如下：

5、識別并記錄景區(qū)內(nèi)所有照明設(shè)備的類型、數(shù)量和位置，并為每個照明點分配唯一標識符；在每個照明點安裝傳感器以監(jiān)測亮度、色溫和能耗狀態(tài)，同時安裝通信模塊用于數(shù)據(jù)傳輸；

6、確保所有照明點的傳感器和通信模塊使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口標準；通過傳感器實時收集照明點的開關(guān)狀態(tài)、亮度、色溫和能耗數(shù)據(jù)；利用無線通信技術(shù)將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理系統(tǒng)或云平臺，定期或按需同步照明點狀態(tài)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的實時更新和準確性；

7、區(qū)域劃分模塊，根據(jù)照明點分布將景區(qū)劃分為若干個區(qū)域，具體步驟如下：

8、收集照明點的位置、類型、數(shù)量和屬性，以及景區(qū)的功能區(qū)域和游客流量數(shù)據(jù)，運用gis技術(shù)識別景區(qū)的自然邊界和區(qū)域特性，依據(jù)照明點分布和景區(qū)功能，進行初步區(qū)域劃分；

9、為每個區(qū)域設(shè)定照明需求，包括亮度、色溫和使用頻率，分析地理位置、功能需求、游客行為和環(huán)境因素，細化區(qū)域劃分，根據(jù)季節(jié)、特殊事件和游客流量變化，調(diào)整區(qū)域劃分；應(yīng)用聚類算法和機器學(xué)習(xí)識別照明點的相似性和差異性，優(yōu)化區(qū)域劃分；

10、使用照明模擬軟件測試區(qū)域劃分的照明效果，利用可視化工具展示區(qū)域劃分結(jié)果；

11、使用情況監(jiān)測模塊，監(jiān)測每個區(qū)域照明點的使用頻率和時長；

12、游客分布監(jiān)測模塊，監(jiān)測游客在景區(qū)內(nèi)的時間位置分布；

13、數(shù)據(jù)分析與預(yù)測模塊，綜合分析照明點使用情況和游客分布，預(yù)測不同區(qū)域照明點的使用習(xí)慣；

14、智能控制模塊，根據(jù)分析和預(yù)測結(jié)果自動調(diào)整照明開關(guān)狀態(tài)；

15、用戶反饋收集模塊，設(shè)置在景區(qū)的每個區(qū)域，用于收集用戶對照明效果的反饋；

16、自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊，根據(jù)用戶反饋和數(shù)據(jù)分析結(jié)果自動調(diào)整照明參數(shù)。

17、進一步的，所述照明點數(shù)據(jù)采集模塊中確保所有照明點的數(shù)據(jù)接口遵循統(tǒng)一的標準的過程如下：

18、制定一套適用于所有照明點的通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)格式和傳輸方式的一致性；

19、設(shè)計統(tǒng)一的api接口規(guī)范，包括請求和響應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編碼方式及接口調(diào)用權(quán)限，用于支持不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和集成；

20、確保所有照明點使用的傳感器和通信模塊遵循統(tǒng)一的硬件接口標準，開發(fā)軟件抽象層，為不同的硬件和通信協(xié)議提供統(tǒng)一的軟件接口，隱藏底層實現(xiàn)細節(jié)，簡化開發(fā)和維護工作，構(gòu)建數(shù)據(jù)集成平臺，實現(xiàn)不同照明點數(shù)據(jù)的集中管理和處理；

21、提供數(shù)據(jù)的統(tǒng)一視圖和訪問接口，建立標準化測試流程，對所有照明點的數(shù)據(jù)接口進行測試和驗證，確保其符合統(tǒng)一標準的要求。

22、進一步的，所述照明點數(shù)據(jù)采集模塊中定期或按需同步照明點狀態(tài)數(shù)據(jù)的過程如下：

23、確定數(shù)據(jù)使用方的需求，獲取不同應(yīng)用場景對數(shù)據(jù)實時性的要求，評估照明控制系統(tǒng)的處理能力，包括數(shù)據(jù)采集、處理和通信的速度；

24、分析照明點狀態(tài)數(shù)據(jù)變化的頻率和模式、數(shù)據(jù)同步對能源消耗和系統(tǒng)資源的影響，及產(chǎn)生的成本；

25、利用數(shù)據(jù)分析和預(yù)測模型預(yù)測照明使用模式，為同步頻率提供依據(jù)；

26、在實際環(huán)境中測試不同的同步頻率，評估對系統(tǒng)性能的影響，并進行優(yōu)化，設(shè)計動態(tài)調(diào)整機制，使系統(tǒng)能夠根據(jù)實時監(jiān)控和預(yù)測結(jié)果自動調(diào)整數(shù)據(jù)同步頻率；

27、在滿足需求的前提下，減少同步頻率，降低系統(tǒng)負擔(dān)和成本，制定數(shù)據(jù)同步的標準操作程序，明確同步的觸發(fā)條件和執(zhí)行步驟。

28、進一步的，所述區(qū)域劃分模塊中應(yīng)用聚類算法和機器學(xué)習(xí)識別照明點的相似性和差異性優(yōu)化區(qū)域劃分的具體操作步驟如下：

29、收集所有照明點的屬性數(shù)據(jù)，從收集的數(shù)據(jù)中選擇有助于聚類的特征，包括經(jīng)緯度坐標、亮度范圍及使用頻率，并對數(shù)據(jù)進行標準化或歸一化處理，以消除不同量綱的影響；

30、定義相似性度量方法，根據(jù)數(shù)據(jù)特性選擇對應(yīng)的聚類算法，使用如肘部法則及輪廓系數(shù)方法確定最佳的聚類數(shù)目；

31、對于基于距離的聚類算法，相似性閾值通過算法參數(shù)來設(shè)定；

32、對于基于密度的聚類算法，相似性通過密度閾值來設(shè)定；

33、使用選定的聚類算法對數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練，得到初始的聚類結(jié)果，使用輪廓系數(shù)及davies-bouldin指數(shù)評價指標對聚類結(jié)果進行評估；

34、根據(jù)評估結(jié)果調(diào)整相似性閾值，重新訓(xùn)練模型，直至聚類效果達到標準；

35、通過調(diào)整參數(shù)及使用不同的初始化方法對聚類算法進行優(yōu)化，應(yīng)用多種聚類算法，比較不同聚類算法的性能，選擇最佳算法；

36、分析各個特征對聚類結(jié)果的影響，并根據(jù)分析結(jié)果返回進行特征選擇或工程，使用散點圖及熱圖的可視化手段展示聚類結(jié)果，建立動態(tài)更新機制，定期或根據(jù)數(shù)據(jù)變化重新進行聚類分析。

37、進一步的，所述數(shù)據(jù)分析與預(yù)測模塊，結(jié)合分析照明點使用情況和游客分布，預(yù)測不同區(qū)域照明點的使用習(xí)慣的具體操作步驟如下：

38、整合游客分布和照明點使用情況數(shù)據(jù)，清洗數(shù)據(jù)，移除異常值和噪聲；

39、提取關(guān)鍵特征，包括時間戳、位置坐標、使用頻率和能耗；

40、應(yīng)用統(tǒng)計和機器學(xué)習(xí)算法分析游客和照明使用模式，探索游客分布與照明需求之間的關(guān)聯(lián)，識別游客流量和照明使用的周期性模式；

41、開發(fā)時間序列、分類和聚類預(yù)測模型，使用歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，并通過交叉驗證評估準確性；

42、利用預(yù)測模型模擬不同場景，評估照明需求，提供基于分析的照明控制建議，包括開關(guān)時間、亮度和色溫調(diào)整。

43、進一步的，所述智能控制模塊根據(jù)分析和預(yù)測結(jié)果自動調(diào)整照明開關(guān)狀態(tài)的具體操作步驟如下：

44、從數(shù)據(jù)分析與預(yù)測模塊獲取游客分布和照明使用情況，根據(jù)分析結(jié)果，制定或更新照明的開關(guān)時間和分布策略；

45、識別當前照明需求場景，包括白天、夜晚、高峰時段和特殊事件，生成并調(diào)度具體的照明控制命令，確保按計劃執(zhí)行；

46、通過通信網(wǎng)絡(luò)向照明設(shè)備發(fā)送控制命令，實時監(jiān)控照明設(shè)備狀態(tài)，根據(jù)反饋進行自適應(yīng)調(diào)整；

47、優(yōu)化照明控制以減少能源消耗；

48、監(jiān)測并處理照明控制過程中的異常，記錄命令執(zhí)行情況；

49、定期評估照明控制效果，包括能源節(jié)約和用戶滿意度；

50、生成控制執(zhí)行報告，收集反饋，持續(xù)優(yōu)化控制策略，建立反饋循環(huán)機制，將評估和反饋重新輸入分析與預(yù)測模塊。

51、進一步的，所述智能控制模塊優(yōu)化照明控制以減少能源消耗的過程如下：

52、獲取集的照明使用數(shù)據(jù)和游客分布數(shù)據(jù)，利用光傳感器監(jiān)測環(huán)境光線水平；

53、分析不同區(qū)域和時間段的照明需求，確定照明的最低和中等亮度水平；

54、根據(jù)游客密度、環(huán)境光強度和時間設(shè)定照明強度的閾值；

55、利用智能控制算法根據(jù)實時數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值自動調(diào)節(jié)照明；結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和機器學(xué)習(xí)模型預(yù)測游客流量和照明需求；

56、在游客少于預(yù)設(shè)閾值數(shù)量或無人的區(qū)域?qū)嵤┕?jié)能模式，包括降低亮度及使用定時器或感應(yīng)器控制照明；

57、使用照明模擬軟件測試不同的控制策略和閾值設(shè)置，評估節(jié)能效果，實時監(jiān)控照明系統(tǒng)的性能和游客分布，根據(jù)實際情況調(diào)整閾值；

58、定期監(jiān)測照明系統(tǒng)的能耗，評估節(jié)能措施的效果；

59、制定照明控制的標準操作程序，包括閾值設(shè)置和調(diào)整流程；

60、記錄照明控制的調(diào)整和能耗數(shù)據(jù)，并生成節(jié)能報告。

61、進一步的，所述智能控制模塊定期評估照明控制效果的具體操作步驟如下：

62、通過照評參數(shù)進行綜合分析，其中照評參數(shù)包括：

63、能源消耗量：測量設(shè)定時間段內(nèi)的總電能消耗；

64、節(jié)能效率：對比實施照明控制前后的能源消耗差異，以百分比表示節(jié)能效果；

65、照度水平：測量對應(yīng)區(qū)域的平均光照強度；

66、照明強度調(diào)整次數(shù)：在自動控制系統(tǒng)中，記錄照明強度調(diào)整頻率；

67、設(shè)備運行狀態(tài)：監(jiān)控照明設(shè)備的故障率；

68、游客滿意度：通過調(diào)查問卷或反饋機制收集游客對照明的滿意度評分；

69、照明覆蓋率：照明設(shè)備覆蓋的區(qū)域占景區(qū)總面積的百分比；

70、將得到的總電能消耗、節(jié)能效率、平均光照強度、照明強度調(diào)整頻率、故障率、滿意度評分及照明覆蓋率分別標定為zh、jx、pg、zt、gp、mp及fg，歸一化處理后代入以下公式：以得到效評值xpz，式中分別為總電能消耗、節(jié)能效率、平均光照強度、照明強度調(diào)整頻率、故障率、滿意度評分及照明覆蓋率的預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)；并將得到的效評值作為最終衡量照明控制效果的標準；

71、根據(jù)效評值設(shè)定不同的效果等級區(qū)間，將效評值與預(yù)設(shè)的效評值區(qū)間進行比對，確定當前照明控制的效果等級；

72、若評估結(jié)果未達到預(yù)期等級，分析各參數(shù)的表現(xiàn)，識別低于標準值的參數(shù)；

73、根據(jù)分析結(jié)果，制定定向優(yōu)化策略，執(zhí)行優(yōu)化策略，并監(jiān)控效果，將評估結(jié)果和優(yōu)化措施的反饋輸入到數(shù)據(jù)分析與預(yù)測模塊，形成一個閉環(huán)系統(tǒng)。

74、進一步的，所述用戶反饋收集模塊收集用戶對照明效果的反饋的具體操作步驟如下：

75、明確需要收集的反饋類型，包括照明亮度、色溫和開關(guān)狀態(tài)，在景區(qū)關(guān)鍵區(qū)域安裝交互式反饋設(shè)備，包括觸摸屏、二維碼和移動應(yīng)用入口；

76、創(chuàng)建用戶反饋界面和流程，簡化反饋過程，通過設(shè)備收集用戶位置、反饋內(nèi)容和時間戳；

77、使用安全的通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸至中央系統(tǒng)，并在數(shù)據(jù)庫中存儲索引，分析反饋數(shù)據(jù)，識別問題和用戶偏好；

78、根據(jù)反饋，制定即時調(diào)整和長期改進措施，將用戶反饋納入智能控制模塊，影響照明控制決策；

79、整合線上線下反饋渠道，提供多樣化反饋方式，設(shè)計積分獎勵的激勵措施，鼓勵用戶參與反饋。

80、進一步的，所述自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊根據(jù)用戶反饋和數(shù)據(jù)分析結(jié)果自動調(diào)整照明參數(shù)的具體操作步驟如下：

81、接收數(shù)據(jù)分析與預(yù)測模塊的結(jié)果及用戶反饋數(shù)據(jù)，確定可調(diào)節(jié)的照明參數(shù)，包括亮度、色溫和開關(guān)時間；

82、開發(fā)算法自動調(diào)整照明參數(shù)以適應(yīng)不同場景，根據(jù)數(shù)據(jù)和反饋，制定并生成照明調(diào)節(jié)命令；

83、通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送命令，實時調(diào)整照明系統(tǒng)，收集調(diào)整后的效果，用于優(yōu)化控制策略；

84、監(jiān)控調(diào)節(jié)過程，處理任何異常情況，收集用戶對照明效果的滿意度反饋，分析調(diào)節(jié)措施對能源消耗的影響；

85、記錄調(diào)節(jié)活動細節(jié)，生成包含節(jié)能數(shù)據(jù)和用戶反饋的報告；根據(jù)新數(shù)據(jù)和反饋不斷優(yōu)化調(diào)節(jié)策略。

86、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

87、本發(fā)明，通過集成先進的數(shù)據(jù)采集、區(qū)域劃分、使用情況監(jiān)測、游客分布監(jiān)測以及數(shù)據(jù)分析與預(yù)測模塊，顯著提升了照明系統(tǒng)的智能化水平，系統(tǒng)能夠自動根據(jù)環(huán)境變化和游客行為模式進行實時調(diào)整，實現(xiàn)照明的優(yōu)化配置和精確控制，從而確保了照明效果與文旅景觀的實際需求高度匹配；

88、本發(fā)明，通過智能控制模塊和自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊，能夠大幅度降低不必要的能源消耗，會根據(jù)游客分布和照明使用情況，自動調(diào)節(jié)照明強度和開關(guān)狀態(tài)，尤其在游客稀少的區(qū)域?qū)嵤┕?jié)能模式，有效減少能源浪費，定期的能耗監(jiān)測和評估為照明控制提供了數(shù)據(jù)支持，確保了節(jié)能措施的持續(xù)優(yōu)化和成本效益的最大化；

89、本發(fā)明，還包括用戶反饋收集模塊，允許游客直接參與照明效果的評價和建議，使照明控制系統(tǒng)更加人性化和響應(yīng)用戶需求，這種反饋機制不僅提升了游客的滿意度，也為系統(tǒng)的持續(xù)改進提供了寶貴數(shù)據(jù)，綜合考慮環(huán)境因素、用戶行為和節(jié)能目標，本發(fā)明的系統(tǒng)展現(xiàn)了良好的可持續(xù)性，為文旅景觀的長期發(fā)展提供了有力支持。