一种节能照明控制方法及系统的制作方法

一种节能照明控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于照明控制技术领域，更为具体地讲，涉及一种节能照明控制方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 能源短缺已经成为人类不得不面临的重大问题，如何减少能源消耗，已经成为各 行各业面临的首要问题。据统计，中国建筑能耗占全社会能耗总量的24%以上，而照明能耗 占建筑能耗的30%以上[赵东来，胡春雨，柏德胜，李武峰.我国建筑节能技术现状与发 展趋势[J].建筑节能.2015, 43(289) : 116-120.]，因此改进现有照明系统是降低能耗的一 种有效方法。对于室内照明可以通过将外界光引入，配合室内灯光能够达到一定的节能效 果。但优化灯光照明策略还可通过进一步研究来降低能耗。
[0003] 传统照明控制，最早是通过简单控制灯的亮灭来满足室内照度需求，一方面无法 调节灯的照度，另一方面也不能实现对室内区域照度的准确控制。作为发展，当前一些照明 控制可以实现对照度的调节，满足了一定的照度需求，但自动控制方法较为复杂，而且能耗 的降低程度不是很大。如何在现有照明控制的基础上简化控制，并且实现二次节能是需要 研究的重点。

【发明内容】

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种节能照明控制方法及系统，以 实现能耗的进一步降低。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明节能照明控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] (1)、结合室内环境配置及先验信息，将室内划分为m个区域；
[0007] (2)、对于m个区域中的某一个区域i，根据该区域i的位置以及室内灯具的分布情 况，将室内的所有灯具分为Λ个组，这样每个区域都对应一个灯具分组信息；将划分的m个 区域中的每个区域对应的灯具分组信息存储到关系型数据库中；
[0008] (3)、根据用户发送的所需区域和相应照度值的用户指令，首先查询关系型数据库 获取所需区域的灯具分组信息，然后根据灯具分组信息，调节灯组亮度，寻找出使照度满足 所需区域需求即照度值且总能耗相对最小的灯组亮度组合，并按照该灯组亮度组合进行输 出，控制各灯组亮度。
[0009] 本发明还提供一种节能照明控制系统，包括：中央控制模块、灯具调节模块，其特 征在于，还包括：
[0010] -关系型数据库，用于存放室内划分的m个区域中的每个区域对应的灯具分组信 息；
[0011] 所述m个区域为结合室内环境配置及先验信息进行划分的，并且对于m个区域中 的某一个区域i，根据该区域i的位置以及室内灯具的分布情况，将室内的所有灯具分为Λ 个组，这样每个区域都对应一个灯具分组信息；
[0012] 用户发送所需区域和相应照度值的用户指令给中央控制模块，中央控制模块接收 到用户指令后，发送查询指令给关系型数据库，查询关系型数据库并获取所需区域的灯具 分组信息，然后根据灯组分组信息，控制输出亮度调节指令到灯具调节模块，调节所需区域 对应灯具分组的各灯组亮度；
[0013] 一光照采集模块，用于采集所需区域的照度值，并发送给中央控制模块；
[0014] 所述中央控制模块根据采集的所需区域的照度值，寻找出使照度满足所需区域需 求即照度值且总能耗相对最小的灯组亮度组合，并按照该灯组亮度组合输出亮度指令给灯 具调节模块，控制各灯组亮度。
[0015] 本发明的目的是这样实现的。
[0016] 本发明节能照明控制方法及系统，根据室内环境配置以及先验信息对室内区域进 行了划分，这样照明控制时，只需考虑所需区域的照度需求，无需考虑其他区域，缩小了控 制区域，能够实现节能。同时，针对室内某一个区域，对整个室内所有灯具进行分组；同时， 对于室内其它每一个区域，室内所有灯具也同样进行了分组，但分组的情况是不同的；这样 相比于对室内所有灯具同时控制，分组控制更加灵活；相比于对室内所有灯具分别单独控 制，分组控制能降低系统的复杂度，而且控制更为容易。最后，本发明能够根据所需区域的 照度需求，通过调节所需区域相对应的灯组亮度来满足该区域的照度需求，并能够从满足 所需区域照度需求的众多灯组亮度组合中，找出相对总能耗最小的灯组亮度组合并输出， 从而进一步节约能源。本发明融合了区域划分、灯具分组和能耗优化控制，能够实现以相对 最小的能耗来满足某一所需区域的照度需求，从而实现二次节能。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明节能照明控制方法及系统中将室内划分为m个区域的示意图；
[0018] 图2是区域i、灯组及灯具个数一种分组具体方式示意图；
[0019] 图3是区域i的照度需求及各个灯组亮度示意图；
[0020] 图4是本发明节能照明控制方法一种【具体实施方式】流程图；
[0021] 图5是本发明节能照明控制系统一种【具体实施方式】原理图。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】进行描述，以便本领域的技术人员更好地 理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许 会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0023] -、控制原理
[0024] 1、区域划分
[0025] 本发明主要是针对大型室内场所，如企业办公室、学校图书馆、教室的照明提出的 一种控制技术方案。首先根据室内环境配置和先验信息，对室内进行区域划分，如根据室内 面积、室内布局等，将整个室内分为m个区域，如图1所示。例如一企业办公室内环境包括 会议点、工作点、休息点，那么我们就可以针对这三个点将室内划分为三个区域。
[0026] 当目标进入某一个区域i时，我们只需考虑区域i的照明，而无需考虑其它的区 域。
[0027] 2、灯具分组
[0028] 对于目标所在的区域i，现在常规情况下是对室内所有灯具同时控制，此时所有的 灯具亮度是一致且同时变化的，但是缺乏控制灵活性；当然也可以对室内所有灯具分别进 行单独控制，此时每个灯具亮度可能是不同的，但是增大了控制的复杂度。
[0029] 由于考虑到，距离区域i较近的灯具对其的影响较大，距离区域i相对较远的灯具 对其的影响较小。所以我们先对灯具进行分组，再对各个灯组进行控制。相比于灯具同时 控制，分组控制具有更好的灵活性。相比于对灯具分别单独控制，分组控制更容易，能够降 低系统的复杂度。
[0030] 通过分组控制，我们既能实现对灯具的灵活控制，又能减少计算量，降低系统的复 杂度。
[0031] 对于室内的某一区域i，考虑区域i和整个室内的灯具分布情况，将室内所有的灯 具分为Λ(下标i表示灯具分组所对应的区域i)个组。例如，对于室内的区域1，可以将室 内所有灯具中对其照度影响较大的灯具分为一组，对其影响适中的灯具分为一组，而对其 影响很小的灯具分为一组，在此种情况下，针对区域1，室内所有灯具分为Λ= 3个组，即此 时的灯组个数Λ就为3。
[0032] 对于每一个区域，我们都是将室内所有的灯具进行分组，并不是只针对这个区域 上方的灯具。将区域、灯具分组信息存储在关系型数据库中，以便调用。
[0033] 在本实施例中，区域以及灯具分组信息如表1所示。其中Λ表示对于区域i，室内 所有灯具的分组个数（即灯组个数），下标i表示灯具分组所对应的区域i;贫用来表示在Λ个灯组中的第k灯组序号，上标k表示第k个灯组，下标i表示灯具分组所对应的区域i; Α?,4用来表示第k个灯组所包含的灯具个数，上标k表示第k个灯组，下标i表示灯具分组 所对应的区域i;例如：对于区域1，根据区域1的位置以及室内所有灯具的分布情况，将室 内灯具分为3组，其中第1个组包含4个灯具，第2个组包含8个灯具，第3个组包含5个 灯具，那么1的值为3。区域1所对应的室内所有灯具的分组信息可用 <、宥、震表示， 灯组中灯具个数可用JC1、Mf、表示，即选定区域1为目标区域时，欠表示3个灯组中 的第1个灯组，Μ丨表示第1个灯组中灯具个数，值为4 ;f表示3个灯组中的第2个灯 组，表示第2个灯组中灯具个数，Aff值为8 ;和表示3个灯组中的第3个灯组，财f表示 第3个灯组中灯具个数，值为5。
[0034]
[0035] 表 1
[0036] 对于办公室内的某一区域i，灯组以及每个灯组中的灯具个数示意如下图2所示。
[0037] 所述的灯组信息包括灯组个数、每个灯组中有多少盏灯具以及这些灯具的位置等 信息。其中，灯具的位置信息有利于尽快寻找到满足照度值的灯组亮度组合。
[0038] 3、灯组亮度组合寻找
[0039] 对于某一个区域i，调用这一区域的灯具分组信息，通过控制这1个灯组的亮度， 来达到该区域对照度的需求。
[0040] 然而这Λ个灯组存在很多种亮度组合能够满足该区域的照度需求，从众多种灯组 亮度组合中寻找出总能耗相对最小的一种亮度组合并进行输出，这样既能满足对该区域的 照度需求，又能最大限度的降低能耗。
[0041] 某一区域i的Λ个灯组中，流过第k个灯组的电流记为/f，其中，下标表示区域i， 上标表示第k个灯组，则总电流为：
[0042] ?-1
[0043] 则流过第k个灯组的电流=μ; · / ,，其中?：^表示流过第k个灯组电流占总电流 的比例，下标表示区域i，上标表示第k个灯组，其中，^^为：
[0044]
[0045] 那么总能耗E可用下式表示：
[0046]
[0047] 区域i的灯组个数为Λ，这Λ个灯组的亮度可以用（,/-)，.来表示，记为 0J=U，···,忑:,下标表示区域i，上标表示第k个灯组。那么这1个灯组的亮度可用一个 亮度组合矩阵Q来表示，其中…区域i的照度需求记