一种智能调光方法、系统及存储介质
阅读说明：本技术 一种智能调光方法、系统及存储介质 (Intelligent dimming method, system and storage medium ) 是由 罗文武 田帅坡 李宗启 于 2021-09-10 设计创作，主要内容包括：本申请一种智能调光方法、系统及存储介质,属于无线通讯领域,其中方法包括：采集调光数据信息；根据所述调光数据信息以及应用场景,定义调光模式并且设定每种调光模式对应的调光规则；根据所述调光模式以及调光规则,接收光采集设备信息以及人体感应设备信息；根据所述调光模式以及调光规则、光采集设备信息以及人体感应设备信息,得到第i个光源的调节发光强度；根据所述第i个光源的调节发光强度,对每个光源发光强度进行调整。系统包括：智能光源、光采集设备、人体感应设备、控制面板、数据处理中心、网络、移动终端。本申请通过少量的传感器配合智能算法进行调光,既节省了成本又实现了均匀光照的问题,达到节能环保的效果。(The application relates to an intelligent dimming method, an intelligent dimming system and a storage medium, belonging to the field of wireless communication, wherein the method comprises the following steps: collecting dimming data information; defining dimming modes and setting dimming rules corresponding to each dimming mode according to the dimming data information and the application scene; receiving light acquisition equipment information and human body induction equipment information according to the dimming mode and the dimming rule; obtaining the adjusted luminous intensity of the ith light source according to the dimming mode, the dimming rule, the light acquisition equipment information and the human body induction equipment information; and adjusting the luminous intensity of each light source according to the adjusted luminous intensity of the ith light source. The system comprises: the intelligent light source, the light collection equipment, the human body induction equipment, a control panel, a data processing center, a network and a mobile terminal. This application adjusts luminance through a small amount of sensor cooperation intelligent algorithm, has both saved the cost and has realized the problem of even illumination again, reaches energy-concerving and environment-protective effect.)
技术领域
本发明属于无线通讯领域，具体涉及一种智能调光方法、系统及存储介质。
背景技术
目前，根据研究数据显示，我国近视患者超过6亿，儿童青少年近视的患病率已 超60％，近视已成为影响国民尤其是青少年眼健康的重大问题。根据《近视防治 指南》可知，环境因素的采光照明已经成为诱发青少年近视的重要原因之一，因 此，为师生提供一个更加健康合适的智能照明环境，已经人们心中的共同目标。
而市面现有的自动调光系统中，每一个光源控制都携带一个单独光线传感器 用于光源调节，虽然能够实现均匀光照但是成本压力大；或者在现有的自动调光 系统中，一个系统/一组光源使用一个光线传感器，虽然成本不高但是做不到更 加均匀的光照环境。
针对现有技术中，无法同时满足既能节省成本又能实现均匀光照的问题，针 对该问题尚未提出有效技术方案。
发明内容
为解决现有技术中的不足，本申请提出一种智能调光方法、系统及存储介质。
第一方面，本申请提出一种智能调光方法，包括如下步骤：
采集调光数据信息，包括：光采集设备的个数以及位置、人体感应设备的个 数以及位置、光源的数量以及光源的位置；
根据所述调光数据信息以及应用场景，定义调光模式并且设定每种调光模式 对应的调光规则；
根据所述调光模式以及调光规则，接收光采集设备信息以及人体感应设备信 息；
根据所述调光模式以及调光规则、光采集设备信息以及人体感应设备信息， 得到第i个光源的调节发光强度；
根据所述第i个光源的调节发光强度，对每个光源发光强度进行调整。
所述每种调光模式对应的调光规则，包括：
设定调光规则中涉及的所有参数；
设定每个光源的调整顺序，所述调整顺序包括同时调整与先后调整；
根据所述应用场景设计调光规则中涉及的所有参数的应用时间与顺序。
所述调光规则中涉及的所有参数包括：预输出发光强度、每个光源的最大发 光强度、每个光源的调节等级、每等级对应亮度、调整光源的时间间隔、无人状 态持续时间、发光强度的第一偏差阈值、发光强度的第二偏差阈值。
所述得到第i个光源的调节发光强度，按照如下步骤计算：
根据所述光采集设备的个数以及位置、光源的数量以及光源的位置，划分照 明空间各光强一致性区域；
根据光采集设备采集的第一当前发光强度、以及各光强一致区域，采用均值 法确定各光强一致区域的发光强度；
计算所述各光强一致区域的发光强度与所述预输出发光强度的差值，所述差 值即为第i个光源的调节发光强度。
所述得到第i个光源的调节发光强度，还能够按照如下步骤计算：
根据所述光采集设备的个数以及位置、人体感应设备的个数以及位置、光源 的数量以及光源的位置，计算每个光源的衰减程度；
将所有光采集设备采集到的第一当前发光强度求平均值，得到当前发光强度 平均值；
将所述预输出发光强度减去当前发光强度平均值，得到发光强度差值；
将所述发光强度差值平均分配或者加权分配给每个光源，得到第i个光源的 预调光强度；
根据第i个光源的预调光强度以及所述光源的衰减程度，得到第i个光源的 调节发光强度。
所述根据每个光源的预调光强度以及所述光源的衰减程度，得到第i个光源 的调节发光强度，具体公式为：
所述根据所述第i个光源的调节发光强度，对光源发光强度进行调整，步骤 如下：
将第i个光源的调节发光强度除以所述每等级对应亮度，得到所述每个光源 的调节等级；
根据所述每个光源的调节等级，对所述每个光源发光强度进行第一次调整；
采用光采集设备再次采集当前发光强度，得到第二当前发光强度；
根据所述第一当前发光强度与第二当前发光强度，计算第一次调整后实际光 强调整差值，即为第一当前发光强度与第二当前发光强度之间的差值；
根据所述实际光强调整差值与每个光源的调节等级，计算实际每等级对应亮 度，即所述实际光强调整差值除以所述每个光源的调节等级；
根据所述第二当前发光强度、预输出发光强度以及实际每等级对应亮度，计 算每个光源新的调节等级，即
根据所述每个光源新的调节等级，对光源发光强度进行再次调整；
重复上述过程，直到光采集设备第n次采集的当前发光强度落到所述发光强 度的第一偏差阈值与发光强度的第二偏差阈值之间为止，结束调整过程。
第二方面，本申请提出一种智能调光系统，包括：智能光源、光采集设备、 人体感应设备、控制面板、数据处理中心、网络、移动终端；
所述智能光源、光采集设备、人体感应设备之间通过网络相连接，所述控制 面板、数据处理中心通过网络与所述移动终端相连接，所述移动终端通过网络与 云端相连接；
所述智能光源用于接收网络种传递过来的光源的调节发光强度，并根据所述 光源的调节发光强度，对智能光源的发光强度进行调整；
所述光采集设备用于采集当前的发光强度，并将所述当前的发光强度通过网 络传递给所述数据处理中心设备；
所述人体感应设备用于采集当前空间中是否有人存在，并将采集的人体感应 设备信息通过网络传递给所述数据处理中心设备；
所述控制面板用于根据应用场景，启动不同调光模式；
所述数据处理中心用于根据所述调光模式以及调光规则，接收光采集设备信 息以及人体感应设备信息，计算光源的调节发光强度，并将所述光源的调节发光 强度通过网络发送给智能光源；
所述移动终端用于设定不同的调光模式以及对应的调光规则，将所述调光规 则保存到云端，或者所述移动终端用于接收云端保存的调光模式以及对应的调光 规则，并将所述调光规则传递给数据处理中心，将所述调光模式传递给所述控制 面板；
所述网络为连接于网络中的各节点提供无线通讯网络。
所述数据处理中心存在于但不仅限于如下设备中的一种：智能光源、电脑、 平板、手机、服务器、控制面板。
第三方面，本申请提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序， 该程序被处理器执行时实现第一方面或者第一方面任一可能的实现方式所述的 智能调光方法。
本申请所达到的有益效果：
本申请通过少量的传感器配合智能算法进行调光，比每一个光源控制都携带 一个单独光线传感器的方案降低了成本，比一个系统或者一组光源使用一个光线 传感器又做到了更加均匀的光照环境，同时还引入了人体感应的概念，达到节能 环保的效果。
附图说明
图1为本申请实施例的一种智能调光方法流程图；
图2为本申请实施例的得到第i个光源的调节发光强度的第一种调节方法流 程图；
图3为本申请实施例的得到第i个光源的调节发光强度的第二种调节方法流 程图；
图4为本申请实施例的对光源发光强度多次调整流程图
图5为本申请实施例的一种智能调光系统原理框图；
图6为本申请实施例的教室场景示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本 发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
本申请提出一种智能调光方法、系统及存储介质，为了解决一个教室中需要 均匀光照的问题，所谓均匀是教室中每一处光照都是相同的，但是，现有技术中 很难做到均匀，除非一个智能光源就有一个传感器，实时反馈每一个智能光源的 光照值，这势必增加了教室智能设备的成本，但是如果不这样做，很难有一种现 成的方法使得教室内既能实现光照均匀还能降低智能设备的成本。本申请的方法 及系统能够实现教室内光照均匀，并且成本大幅度下降，为了学生保护视力提供 了良好的学习环境。
实施例：
本实施例以学校教室的灯光调控为例来进一步说明本申请提出的一种智能 调光方法、系统及存储介质，本实施例的学校教室，如图6所示，包括：3个黑 板灯(即智能光源1-10、智能光源1-11、智能光源1-12)、9个教室灯(即智能 光源1-1、智能光源1-2、智能光源1-3、智能光源1-4、智能光源1-5、智能光源 1-6、智能光源1-7、智能光源1-8、智能光源1-9)、1个控制面板4、2个传感器 (即光采集设备2-1、光采集设备2-2)，本实施例传感器为人体感应、光感功能 2合一产品。
第一方面，本申请提出一种智能调光方法，如图1所示，包括如下步骤：
步骤S1：采集调光数据信息，包括：光采集设备的个数以及位置、人体感 应设备的个数以及位置、光源的数量以及光源的位置；
步骤S2：根据所述调光数据信息以及应用场景，定义调光模式并且设定每 种调光模式对应的调光规则；
本实施例在控制面板上定义调光模式为：放学、自习、投影、自动。
所述每种调光模式对应的调光规则，包括：
设定调光规则中涉及的所有参数；
设定每个光源的调整顺序，所述调整顺序包括同时调整与先后调整；
根据所述应用场景设计调光规则中涉及的所有参数的应用时间与顺序。
所述调光规则中涉及的所有参数包括：预输出发光强度、每个光源的最大发 光强度、每个光源的调节等级、每等级对应亮度、调整光源的时间间隔、无人状 态持续时间、发光强度的第一偏差阈值、发光强度的第二偏差阈值。
示例1：设定放学模式的调光规则：
因为放学后教室将会呈无人状态，所以需要启动人体感应设备，并且放学时 不需要像学习一样很明亮的光线，故当放学模式启动时，预输出发光强度设定在150流明，3个黑板灯(即智能光源1-10、智能光源1-11、智能光源1-12)，直 接呈关闭状态，9个教室灯(即智能光源1-1、智能光源1-2、智能光源1-3、智 能光源1-4、智能光源1-5、智能光源1-6、智能光源1-7、智能光源1-8、智能光 源1-9)每等级对应亮度设置为10流明，调整光源的时间间隔1.5秒(根据电源 的不同，最长设置2秒)，无人状态持续时间设定在5分钟，总体发光强度的第 一偏差阈值设定为20流明、总体发光强度的第二偏差阈值设定为30。
每个光源的调整顺序设定为同时调整。
根据所述应用场景设计调光规则中涉及的所有参数应用时间与顺序，详细描 述如下：
当放学模式启动时，系统开启光采集设备2-1、光采集设备2-2以及人体感 应设备，本实施例传感器为人体感应、光感功能2合一产品，关闭3个黑板灯(即 智能光源1-10、智能光源1-11、智能光源1-12)；
当人体感应设备监测到无人状态持续时间大于等于5分钟时，则说明同学们 已经都走出教室，则系统关闭所有智能光源；
当人体感应设备监测到有人或者无人状态时间小于5分钟时，则说明同学们 正在准备放学，系统将当前光源总体发光强度调整到预输出总体发光强度150 流明；接下来进入步骤S3。
示例2：设定自习模式的调光规则：
因为自习时，同学们需要看书，故其总体发光强度应满足保护眼睛的前提条 件，故当自习模式启动时，预输出发光强度设定在500流明，3个黑板灯(即智 能光源1-10、智能光源1-11、智能光源1-12)最大发光强度为1000流明、每个 光源的调节等级100(智能光源出厂时预定的调节等级，其最多是100)、每等级 对应亮度为10流明，此模式中黑板灯是关闭状态，其设置不会影响最后调节结 果，9个教室灯(即智能光源1-1、智能光源1-2、智能光源1-3、智能光源1-4、 智能光源1-5、智能光源1-6、智能光源1-7、智能光源1-8、智能光源1-9)每个 光源的调节等级100(智能光源出厂时预定的调节等级，其最多是100)、每等级 对应亮度为10流明，调整光源的时间间隔1.5秒，发光强度的第一偏差阈值设 定为10流明、总体发光强度的第二偏差阈值设定为20。
每个光源的调整顺序设定为同时调整。
根据所述应用场景设计调光规则中涉及的所有参数应用时间与顺序，详细描 述如下：
当自习模式启动时，系统将当前光源发光强度调整到预输出发光强度1100 流明；接下来进入步骤S3。
示例3：设定投影模式的调光规则：(相同部分的设置不再赘述)
因为投影的特殊需要，与黑板近的灯应该都关闭，在后排留下一排的教室灯， 并且需要调暗教室灯，以便能够投影清晰，当投影模式启动时，预输出发光强度 设定在100流明，3个黑板灯(即智能光源1-10、智能光源1-11、智能光源1-12) 全部关闭，开启3个教室灯(即智能光源1-7、智能光源1-8、智能光源1-9)每 个光源的调节等级100、每等级对应亮度为10流明，调整光源的时间间隔1.5 秒，总体发光强度的第一偏差阈值设定为2流明、总体发光强度的第二偏差阈值 设定为5。
每个光源的调整顺序设定为同时调整，即将上述智能光源同时调暗。
根据所述应用场景设计调光规则中涉及的所有参数应用时间与顺序，详细描 述如下：
当投影模式启动时，系统关闭智能光源1-10、智能光源1-11、智能光源1-12、 智能光源1-1、智能光源1-2、智能光源1-3、智能光源1-4、智能光源1-5；
将当前光源发光强度调整到预输出发光强度100流明，只调节即智能光源 1-7、智能光源1-8、智能光源1-9，接下来进入步骤S3。
示例4：设定自动模式的调光规则：
自动模式应该实现两个功能，一个是自习模式，一个是监测是否产生了无人 状态，若无人状态超过5分钟，则关闭有所灯，所以，根据所述应用场景设计调 光规则中涉及的所有参数应用时间与顺序，详细描述如下：
当自动模式启动时，系统开启光采集设备2-1、光采集设备2-2以及人体感 应设备，本实施例传感器为人体感应、光感功能2合一产品；
9个教室灯(即智能光源1-1、智能光源1-2、智能光源1-3、智能光源1-4、 智能光源1-5、智能光源1-6、智能光源1-7、智能光源1-8、智能光源1-9)每个 光源的调节等级100(智能光源出厂时预定的调节等级，其最多是100)、每等级 对应亮度为10流明，调整光源的时间间隔1.5秒，发光强度的第一偏差阈值设 定为20流明、总体发光强度的第二偏差阈值设定为30。
当人体感应设备监测到无人状态持续时间大于等于5分钟时，则说明同学们 已经都走出教室，则系统关闭所有智能光源；
当人体感应设备监测到有人或者无人状态时间小于5分钟时，则说明有人在 教室，系统将当前光源发光强度调整到预输出发光强度500流明；接下来进入步 骤S3。
步骤S3：根据所述调光模式以及调光规则，接收光采集设备信息以及人体 感应设备信息；
步骤S4：根据所述调光模式以及调光规则、光采集设备信息以及人体感应 设备信息，得到第i个光源的调节发光强度；
步骤S5：根据所述第i个光源的调节发光强度，对每个光源发光强度进行调 整。
所述得到第i个光源的调节发光强度，有两种方式进行调整，第一种调节发 方法按照如下步骤计算，如图2所示：
步骤S411：根据所述光采集设备的个数以及位置、光源的数量以及光源的 位置，划分照明空间各光强一致性区域；
步骤S412：根据光采集设备采集的第一当前发光强度、以及各光强一致区 域，采用均值法确定各光强一致区域的发光强度；
步骤S413：计算所述各光强一致区域的发光强度与所述预输出发光强度的 差值，所述差值即为第i个光源的调节发光强度。
以自动模式为例，进行第一种调节方法的详细描述，先将教室如图6所示确 定光强一致区域，认为第一列教室灯1-1、1-4以及1-7为第一光强一致区域，将 这三个教室灯进行统一调整，并将光采集设备2-1传递出来的当前发光强度作为 第一光强一致区域的当前发光强度，将第二列教室灯1-2、1-5、1-8认为是第二 光强一致区域，并将光采集设备2-1与2-2采集到的发光强度的均值作为第二光 强一致区域的当前发光强度，将第三列教室灯1-3、1-6、1-9作为第三光强一致 区域，并将光采集设备2-2传递出来的当前发光强度作为第三光强一致区域的当 前发光强度。当光采集设备2-1传递过来的第一当前发光强度为1140流明，光 采集设备2-1传递过来的第一当前发光强度为1110流明时，则第一光强一致区 域为1140流明，第三光强一致区域为1110流明，那么第二光强一致区域为第一 光强一致区域与第二光强一致区域的均值1125流明。
自动模式输出发光强度为500流明，则第一列教室灯1-1、1-4以及1-7调节 发光强度为：1140-500＝640流明；第二列教室灯1-2、1-5、1-8调节发光强度为： 1125-500＝625；第三列教室灯1-3、1-6、1-9调节发光强度为：1110-500＝610。
第二种调节方法描述如下：所述得到第i个光源的调节发光强度，如图3所 示，步骤如下：
步骤S421：根据所述光采集设备的个数以及位置、人体感应设备的个数以 及位置、光源的数量以及光源的位置，计算光源的衰减程度；
所述光源的衰减程度公式为：
其中，i(d)光源的衰减程度，d为光源举例监测点的举例；dmin为当前光源 光强不衰减的最小距离，dmax为当前光源光强衰减到0的最大距离。其中，当 每个光源的种类及规格确定时，dmin、dmax为确定的技术参数。
本实施例从光采集设备的个数以及位置、人体感应设备的个数以及位置、光 源的数量以及光源的位置，可以用几何方法简单计算出每个光源距离监测点的距 离d，根据上述公式，得到光源的衰减程度i(d)。
步骤S422：将所有光采集设备采集到的当前总体发光强度求平均值，得到 当前总体发光强度平均值；
步骤S423：将所述预输出总体发光强度减去当前总体发光强度平均值，得 到总体发光强度差值；
步骤S424：将所述总体发光强度差值平均分配或者加权分配给每个光源， 得到第i个光源的预调光强度；
步骤S425：根据第i个光源的预调光强度以及所述光源的衰减程度，得到第 i个光源的调节发光强度。
所述根据每个光源的预调光强度以及所述光源的衰减程度，得到第i个光源 的调节发光强度，具体公式为：
所述根据所述第i个光源的调节发光强度，对光源发光强度进行调整，如图 4所示，步骤如下：
步骤S51：将第i个光源的调节发光强度除以所述每等级对应亮度，得到所 述每个光源的调节等级；
步骤S52：根据所述每个光源的调节等级，对所述每个光源发光强度进行第 一次调整；
步骤S53：采用光采集设备再次采集当前发光强度，得到第二当前发光强度；
步骤S54：根据所述第一当前发光强度与第二当前发光强度，计算第一次调 整后实际光强调整差值，即为第一当前发光强度与第二当前发光强度之间的差值；
步骤S55：根据所述实际光强调整差值与每个光源的调节等级，计算实际每 等级对应亮度，即所述实际光强调整差值除以所述每个光源的调节等级；
步骤S56：根据所述第二当前发光强度、预输出发光强度以及实际每等级对 应亮度，计算每个光源新的调节等级，即
步骤S57：根据所述每个光源新的调节等级，对光源发光强度进行再次调整；
步骤S58：重复上述过程，直到光采集设备第n次采集的当前发光强度落到 所述发光强度的第一偏差阈值与发光强度的第二偏差阈值之间为止，结束调整过 程。
步骤S51～步骤S58调整过程，以自动模式中第一列教室灯1-1、1-4以及1-7 调节为例，1140-64(调节等级)×10(每等级对应亮度)，按照道理来讲是应该 是500，第一次调整完后，光采集设备2-1还在采集发光强度，这个时候，采集 到的假设是600，那么实际减少的就是1140-600＝540，分到每一级亮度对应的 就是540/64＝8.4，那么这个时候应该调整就是实际600比500还高100，每一 级是8.4，那么每个光源新的调节等级为(600-500)/8.4，按照此步骤调节直到 光采集设备2-1采集到的发光强度为520～530流明之间即完成了调节过程。
第二方面，本申请提出一种只能调光系统，如图5所示，包括：智能光源、 光采集设备、人体感应设备、控制面板、数据处理中心、网络、移动终端；
所述智能光源、光采集设备、人体感应设备之间通过网络相连接，所述控制 面板、数据处理中心通过网络与所述移动终端相连接，所述移动终端通过网络与 云端相连接；
所述智能光源用于接收网络种传递过来的光源的调节发光强度，并根据所述 光源的调节发光强度，对智能光源的发光强度进行调整；
所述光采集设备用于采集当前的发光强度，并将所述当前的发光强度通过网 络传递给所述数据处理中心设备；
所述人体感应设备用于采集当前空间中是否有人存在，并将采集的人体感应 设备信息通过网络传递给所述数据处理中心设备；
所述控制面板用于根据应用场景，启动不同调光模式；
所述数据处理中心用于根据所述调光模式以及调光规则，接收光采集设备信 息以及人体感应设备信息，计算光源的调节发光强度，并将所述光源的调节发光 强度通过网络发送给智能光源；
所述移动终端用于设定不同的调光模式以及对应的调光规则，将所述调光规 则保存到云端，或者所述移动终端用于接收云端保存的调光模式以及对应的调光 规则，并将所述调光规则传递给数据处理中心，将所述调光模式传递给所述控制 面板；
所述网络为连接于网络中的各节点提供无线通讯网络，本申请示例1～4采用 如图5的网络架构，所述智能光源、光采集设备、窗帘或幕布、人体感应设备、 控制面板之间均采用蓝牙MESH通讯，并通过所述蓝牙MESH通讯与网关相连 接，或者通过所述BLE/蓝牙MESH与所述移动终端相连接。网络通过WiFI或 者有限网络与路由器相连接，所述路由器通过公网REST API访问云端服务器。 所述移动终端通过4G、5G REST API访问云端服务器。无线通讯网络属于 本领域技术人员的公知技术，此处只是列举一些网络具体实施的具体示例，无论 哪种网络实施方法均属于本申请的保护范畴。
所述数据处理中心存在于但不仅限于如下设备中的一种：智能光源、电脑、 平板、手机、服务器、控制面板。本实施例中，数据处理中心存在于每一个智能 光源中，并在初始时指定采用哪个智能光源当成本教室的指定的数据处理中心。
所述智能调光系统还包括连接于网络的其他智能设备，包括但不仅限于窗 帘、风扇、幕布。本申请还可以将其他智能设备融入进来，例如当投影模式启动 时，系统可以停止风扇，打开幕布，关闭窗帘，这样使得这个模式更加人性化， 其投影效果更佳，不用人为手动打开或关闭这些设备，节省了教学等待时间。
第三方面，本申请提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序， 该程序被处理器执行时实现第一方面或者第一方面任一可能的实现方式所述的 智能调光方法。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述， 但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽 的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限 制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明 的保护范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种光照智能调控方法、设备和系统