一种博物馆照明驱动控制装置、系统及方法与流程

本发明涉及照明控制技术领域，具体涉及一种照明装置，特别是涉及一种博物馆照明驱动控制装置、系统及方法。

背景技术：

博物馆照明设计中首先考虑的是照度，在博物馆各展厅展出的展品类别各不相同，不同类别的展品因其材质、色彩等不同，其感光度也不相同，同时也基于对文物的保护，国家文物局、国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布了《博物馆照明设计规范》(标准编号为gb/t23863-2009)，规范中制定了博物馆展品相应的照度，同时还规定了展厅展览时和非展览时全部光照的年总曝光量来控制展品受光时间，减少光辐射对文物的损害。

同时色温的选择也要满足观众的视觉生理需要，对不同材质展品应有不同的色温，一般对光辐射敏感展品为主的展厅一般使用色温小于3000k的光源，对光辐射不太敏感展品为主的展厅一般倾向于5000k光源，同时也要保持同一环境下色温的整体性。

在博物馆照明设计中，要考虑展品的保护性，同时又有考虑展示效果，这就需要使光源的照度和色温都处于展品的最佳状态才能够满足展品需求。

在国内针对博物馆照明的厂家非常多，主要有erco、deco、bage、依古姿妮、西顿照明、雷士照明、世大照明、泰腾照明、祺雅照明、索恩照明、飞利浦照明、晶谷照明、三可变焦等；但是都只有调整照度的产品，而不具备同时调整照度和色温的产品。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种博物馆照明驱动控制装置、系统及方法，用于解决现有技术中无法调节光源照度与色温的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种博物馆照明驱动控制装置，包括至少一个光源以及照明控制器；所述照明控制器以pwm的方式输出光源驱动电流以改变至少一个光源的照度或/和色温。

优选地，所述照明控制器包括控制单元和恒流驱动单元，所述控制单元以pwm的方式对恒流驱动单元进行控制，恒流驱动单元输出光源驱动电流以改变至少一个光源的照度或/和色温。

优选地，所述照明控制器还包括与控制单元连接的用于与外部终端通信的通信模块。

优选地，所述述恒流驱动单元包括驱动芯片mps24894、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第一稳压管和第一mos管；所述驱动芯片mps24894的in端与rs端并联第三电阻，第三电阻的一端接电源，另一端第三电容的一端，第三电容的另一端与第一电感的一端连接，第一电感的另一端与第一mos管的漏极连接，第一mos管的栅极连接驱动芯片mps24894的dr端，第一电感与第一mos管的公共端连接第一稳压管的正极，第一稳压管的负极连接至驱动芯片mps24894的in端；所述驱动芯片mps24894的dim端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接至控制单元且第二电阻的另一端经第一电阻接地；所述驱动芯片mps24894的vcc端经第一电容接地。

本发明还提供一种博物馆照明驱动控制系统，该控制系统包括：包括至少一个光源以及照明控制器；所述照明控制器以pwm的方式输出光源驱动电流以改变至少一个光源的照度或/和色温，还包括一控制终端，所述控制终端与控制单元通信。

优选地，所述控制终端为一带有可观察和调整光源照度和色温的app的手机，该手机中的app与照明控制器相关联。

优选地，所述光源的光源照度调整范围：0lx～400lx，光源的色温调整范围：2700k～5500k。

本发明还提供一种博物馆照明驱动控制方法，该控制方法具体为：

提供至少一光源和至少一照明控制器，所述照明控制器包括控制单元和恒流驱动单元，所述控制单元以pwm的方式对恒流驱动单元进行控制，恒流驱动单元输出光源驱动电流以改变至少一个光源的照度或/和色温。

优选地，提供一与控制单元通信的控制终端，所述控制终端为一带有可观察和调整光源照度和色温的app的手机，该手机中的app与照明控制器相关联。

优选地，所述光源的光源照度调整范围：0lx～400lx，光源的色温调整范围：2700k～5500k。

如上所述，本发明的一种博物馆照明驱动控制装置、系统及方法，具有以下有益效果：

本发明可以调整每一个光源的照度和色温，从而使不同的展品在不同的展台上处于最好的展示状态和减少光辐射对展品的损害；同时也带来了在同一个展台上更换展品时也不需更换光源，只需调整该光源的照度和色温就能够使展品处于自己的最佳展示状态。

附图说明

图1显示为本发明一种博物馆照明驱动控制装置的示意图；

图2显示为本发明一种博物馆照明驱动控制系统的示意图；

图3显示为本发明一种博物馆照明驱动控制系统中的控制单元的电路图；

图4显示为本发明一种博物馆照明驱动控制系统中的恒流驱动单元的电路图；

图5显示为本发明一种博物馆照明驱动控制系统中的通信块的电路图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

博物馆照明设计中首先考虑的是照度，在博物馆各展厅展出的展品类别各不相同，不同类别的展品因其材质、色彩等不同，其感光度也不相同，同时也基于对文物的保护，国家文物局、国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布了《博物馆照明设计规范》(标准编号为gb/t23863-2009)，规范中制定了博物馆展品相应的照度，同时还规定了展厅展览时和非展览时全部光照的年总曝光量(表一)，来控制展品受光时间，减少光辐射对文物的损害。

表一展品照明标准值

同时色温的选择也要满足观众的视觉生理需要，对不同材质展品应有不同的色温，一般对光辐射敏感展品为主的展厅一般使用色温小于3000k的光源，对光辐射不太敏感展品为主的展厅一般倾向于5000k光源，同时也要保持同一环境下色温的整体性。

在博物馆照明设计中，要考虑展品的保护性，同时又有考虑展示效果，这就需要使光源的照度和色温都处于展品的最佳状态才能够满足展品需求。

在国内针对博物馆照明的厂家非常多，主要有erco、deco、bage、依古姿妮、西顿照明、雷士照明、世大照明、泰腾照明、祺雅照明、索恩照明、飞利浦照明、晶谷照明、三可变焦等；

但是都只有调整照度的产品，而不具备同时调整照度和色温的产品，也就没有可以通过手机app来同时控制每一个光源的照度和色温的控制方法。

目前都只有固定色温调整照度的单一产品，而不具备同时调整照度和色温的产品。

针对此，本发明提供了能够同时调整光源色温和照度的产品，同时针对博物馆照明使用需求，推出了通过在手机app上可以观察和调整每一个led光源的照度和色温，从而使不同的展品在不同的展台上处于最好的展示状态；同时也带来了在同一个展台上更换展品时也不需更换光源，只需通过在手机app调整该光源的照度和色温就能够使展品处于自己的最佳展示状态。

在对本发明的技术方案进行详细说明前，首先对一些术语进行说明。

1、博物馆照明：博物馆照明主要分为展陈区照明、公共区域照明、仓储照明和办公照明四大部分；其中展陈区照明和仓储照明对照明的照度和色温都有相关标准要求，这样既能保证展品的最佳展示效果同时也能减少展品的照明破坏。

2、照度：指物体被照亮的程度，采用单位面积所接受的光通量来表示，单位为勒克斯(lux,lx)，照度是以垂直面所接受的光通量为标准，若倾斜照射则照度下降。

3、色温：即把标准黑体加热，温度升高到一定程度时该黑体颜色开始深红-浅红-橙黄-白-蓝，逐渐改变，某光源与黑体的颜色相同时，把黑体当的绝对温度称为该光源的色温。

4、光源：是发光二极管(led)为发光体的光源。

5、手机app：主要指安装在智能手机上的软件，完善原始系统的不足与个性化。是手机完善其功能，为用户提供更丰富的使用体验的主要手段。

实施例一

请参阅图1，本发明提供一种博物馆照明驱动控制装置，包括至少一个光源以及照明控制器；所述照明控制器以pwm的方式输出光源驱动电流以改变至少一个光源的照度或色温。

优选地，所述照明控制器包括控制单元和恒流驱动单元，所述控制单元以pwm的方式对恒流驱动单元进行控制，恒流驱动单元输出光源驱动电流以改变至少一个光源的照度或色温。

光源驱动电流分为两路，一路改变光源的照度，另一路改变光源的色温。通过合理的电流设置使展品处于最佳状态。

在本实施例中，控制单元原理如下，控制单元的程序下载用jtag下载方式。

控制单元中的cpu采用st公司的arm32位单片机stm32f103r8t6，它使用高性能的armcortex-m332位的risc内核，工作频率为72mhz，内置高速存储器(高达128k字节的闪存和20k字节的sram)，丰富的增强i/o端口和联接到两条apb总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的adc、3个通用16位定时器和一个pwm定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个i2c和spi、3个usart、一个usb和一个can。

stm32f103r8t6增强型系列工作于-40℃至+105℃的温度范围，供电电压2.0v至3.6v，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。

如图4所示，所述述恒流驱动单元包括驱动芯片mps24894、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第一稳压管和第一mos管；所述驱动芯片mps24894的in端与rs端并联第三电阻，第三电阻的一端接电源，另一端第三电容的一端，第三电容的另一端与第一电感的一端连接，第一电感的另一端与第一mos管的漏极连接，第一mos管的栅极连接驱动芯片mps24894的dr端，第一电感与第一mos管的公共端连接第一稳压管的正极，第一稳压管的负极连接至驱动芯片mps24894的in端；所述驱动芯片mps24894的dim端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接至控制单元且第二电阻的另一端经第一电阻接地；所述驱动芯片mps24894的vcc端经第一电容接地。

在本实施例中，恒流驱动单元采用mps24894来设计光源恒流驱动，mps24894是一个高效率的降压控制器。mps24894的目的是在连续电流模式(ccm)的高亮度功率led操作与直流6v至60v的宽输入电压范围。mps24894采用滞环控制架构，准确地调节led电流反馈从外部高边电流检测电阻的到来。这种控制方案优化了电路稳定和快速响应时间无环路补偿。它的低200mv的平均反馈电压降低功率损耗，提高转换器的效率。mps24894实现pwm和模拟调光一起通过en/dim引脚，同时可以驱动大于1a的光源。

因此，本实施例通过cpu的pa8(pwm)方式来控制照度或/和者色温的电流值，从而达到改变照度或/和色温的状态。

优选地，所述照明控制器还包括与控制单元连接的用于与外部终端通信的通信模块。

图5为通信模块的电路图，在本实施例中，通信模块为wifi无线模块，采用wifi无线模块usr-322b作为wifi控制芯片，usr-c322b是有人wifi模块c32系列的一款高性能模块。该模块是为实现嵌入式系统的无线网络通讯的应用而设计的一款低功耗802.11b/g/n模块。通过该模块，客户可以将物理设备连接到wifi网络上，从而实现物联网的控制与管理。

在本实施例中，通过控制usart2_rx和usart2_tx来进行wifi的数据收发和处理。

本发明可以调整每一个光源的照度和色温，从而使不同的展品在不同的展台上处于最好的展示状态和减少光辐射对展品的损害。

综上所述，本发明提供的一种博物馆照明驱动控制装置，包括至少一个光源以及照明控制器，所述照明控制器包括控制单元和恒流驱动单元，所述控制单元以pwm的方式对恒流驱动单元进行控制，恒流驱动单元输出光源驱动电流以改变至少一个光源的照度或/和色温。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

实施例二

请参阅图2，本发明还提供一种博物馆照明驱动控制系统，包括至少一个光源以及照明控制器；所述照明控制器以pwm的方式输出光源驱动电流以改变至少一个光源的照度或/和色温。照明控制器包括一控制单元、恒流驱动单元和通信模块。

在本实施例中，控制系统还包括一控制终端，所述控制终端与控制单元通信。

本实施例所述的控制终端包括手机、笔记本、pos机甚至包括车载电脑。在本实施例中，是指手机或者具有多种应用功能的智能手机。

优选地，所述控制终端为一带有可观察和调整光源照度和色温的app的手机，该手机中的app与照明控制器相关联。

照明控制器的作用是当需要通过手机app来改变光源的状态，比如改变光源的照度或/和色温值；同时光源会实时把当前的状态值通过照明控制器反馈给手机app；这样我们在手机app上就可以观察到每一个光源的当前状态值情况。

光源驱动电流分为两路，一路改变光源的照度，另一路改变光源的色温。通过合理的电流设置使展品处于最佳状态。

在本实施例中，控制单元原理如下，控制单元的程序下载用jtag下载方式。

控制单元中的cpu采用st公司的arm32位单片机stm32f103r8t6，它使用高性能的armcortex-m332位的risc内核，工作频率为72mhz，内置高速存储器(高达128k字节的闪存和20k字节的sram)，丰富的增强i/o端口和联接到两条apb总线的外设。所有型号的器件都包含2个12位的adc、3个通用16位定时器和一个pwm定时器，还包含标准和先进的通信接口：多达2个i2c和spi、3个usart、一个usb和一个can。

stm32f103r8t6增强型系列工作于-40℃至+105℃的温度范围，供电电压2.0v至3.6v，一系列的省电模式保证低功耗应用的要求。

如图4所示，所述述恒流驱动单元包括驱动芯片mps24894、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第一电感、第一稳压管和第一mos管；所述驱动芯片mps24894的in端与rs端并联第三电阻，第三电阻的一端接电源，另一端第三电容的一端，第三电容的另一端与第一电感的一端连接，第一电感的另一端与第一mos管的漏极连接，第一mos管的栅极连接驱动芯片mps24894的dr端，第一电感与第一mos管的公共端连接第一稳压管的正极，第一稳压管的负极连接至驱动芯片mps24894的in端；所述驱动芯片mps24894的dim端连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接至控制单元且第二电阻的另一端经第一电阻接地；所述驱动芯片mps24894的vcc端经第一电容接地。

在本实施例中，恒流驱动单元采用mps24894来设计光源恒流驱动，mps24894是一个高效率的降压控制器。mps24894的目的是在连续电流模式(ccm)的高亮度功率led操作与直流6v至60v的宽输入电压范围。mps24894采用滞环控制架构，准确地调节led电流反馈从外部高边电流检测电阻的到来。这种控制方案优化了电路稳定和快速响应时间无环路补偿。它的低200mv的平均反馈电压降低功率损耗，提高转换器的效率。mps24894实现pwm和模拟调光一起通过en/dim引脚，同时可以驱动大于1a的光源。

因此，本实施例通过cpu的pa8(pwm)方式来控制照度或/和者色温的电流值，从而达到改变照度或/和色温的状态。

图5为通信模块的电路图，在本实施例中，通信模块为wifi无线模块，采用wifi无线模块usr-322b作为wifi控制芯片，usr-c322b是有人wifi模块c32系列的一款高性能模块。该模块是为实现嵌入式系统的无线网络通讯的应用而设计的一款低功耗802.11b/g/n模块。通过该模块，客户可以将物理设备连接到wifi网络上，从而实现物联网的控制与管理。

在本实施例中，通过控制usart2_rx和usart2_tx来进行wifi的数据收发和处理。

人机界面采用手机app方式，通过在手机app上可以观察和调整每一个光源的照度和色温，从而使不同的展品在不同的展台上处于最好的展示状态；同时也带来了在同一个展台上更换展品时也不需更换光源，只需通过在手机app调整该光源的照度和色温就能够使展品处于自己的最佳展示状态。

在手机app上，不仅能够观察和调整每一个光源的照度和色温，还可以进行光源的打开与关闭控制，真正起到了每一个展品的光源都能够进行个性化的控制。

在本实施例中，光源照度调整范围：0lx～400lx，光源色温调整范围：2700k～5500k。

光源照度调整范围和光源色温调整范围完全能够满足博物馆照明设计中通常采用一般照明、局部重点照明、背景照明、局部重点照明与一般照明相结合的照明手法，同时兼顾布展、夜间和应急照明模式的区间范围。

实施例三

本发明还提供一种博物馆照明驱动控制方法，该控制方法具体为：

提供至少一光源和照明控制器，所述照明控制器包括控制单元和恒流驱动单元；

检测光源的照度和色温；

所述控制单元根据光源的照度和色温的检测结果以pwm的方式对恒流驱动单元进行控制，恒流驱动单元输出光源驱动电流以改变至少一个光源的照度或/和色温。

所述控制单元以pwm的方式对恒流驱动单元进行控制，恒流驱动单元输出光源驱动电流以改变至少一个光源的照度或/和色温。

提供一与控制单元通信的控制终端，所述控制终端为一带有可观察和调整光源照度和色温的app的手机，该手机中的app与照明控制器相关联。

所述光源的光源照度调整范围：0lx～400lx，光源的色温调整范围：2700k～5500k。

前述的检测光源的色温、照度可以通过人工检测或通过传感器进行自动检测。而在本实施例中，是通过人工检测的方式来判断光源的色温、照度是否满足需求。终端使用者通过在手机app上可以观察和调整每一个光源的照度和色温，如果光源的当前照度或色温不满足相关的要求，那个可以通过app调整该光源的照度和色温，从而使不同的展品在不同的展台上处于最好的展示状态。同时也带来了在同一个展台上更换展品时也不需更换光源，只需通过在手机app调整该光源的照度和色温就能够使展品处于自己的最佳展示状态。

在另一实施例中，提供一种自动检测光源照度、色温的方式，即通过设置检测光源照度和色温的颜色传感器来对光源的照度和色温进行检测。

照明控制器颜色传感器连接，当检测到当前的照度、色温不满足需求时，照明控制器通过恒流驱动电路向光源施加驱动电流，直至照度和色温满足当前需求，使得展品处于自己的最佳展示状态。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。