一种室内光环境智能控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及智能照明应用领域，尤其是在采用LED照明的室内实现光照的色 温和照度随季节、天气、时间以及特定应用来自动调节的智能照明控制系统。
【背景技术】
[0002] 随着社会的不断发展，传统的"日出而作，日入而息"的生活节律已经离我们远去。 当人们深居在高楼大厦中生活、工作时，太阳光对我们的影响也越来越小，取而代之的是全 天候的人工照明，但是目前的人工照明无法实现太阳光对人体的调节功能。
[0003] 据研宄表明光对人体生物节律能起到调节作用，光对人体的体温、代谢、激素的产 生，人的注意力与举止行为的波动等都有一定的影响，对睡眠和觉醒过程的影响尤其大。在 自然界中对人体生物节律影响最为重要的因素就是太阳光，太阳光的色温从早上到晚上是 一直处于不断变化之中的，人的视觉经过长年累月和太阳光的相互作用，适应了这种变化， 这一过程维持着人体正常的生物节律。
[0004] 同时，人体在不同季节、温度、天气以及照度的情况下，受光的色温的影响也是不 一样的。而传统的人工照明无法实现色温与这些因素的变化而变化。
[0005] 申请号为201410191716. 4(申请公布号CN 104010412A)的中国发明专利申请公 开了一种教室光环境的分区自动控制系统及控制方法，该教室光环境的分区自动控制系统 将教室空间分隔成几个区域，并对这些区域内的照明分别采用电磁开关控制器通断，所述 自动控制系统包括信号采集模块和控制器，信号采集模块用于检测教室各分区内是否存在 人以及分区内光强度，并将采集到的信息传递给控制器，控制器中的信号处理模块对收到 的信号进行分析，并由控制器控制相应区域的照明打开或关闭。该技术方案通过逐次检测 室内各分区的光线强度以及是否有人以决定是否开灯，从而节省了电能，提高了智能化程 度。
[0006] 申请号为201010593033. 3(申请公布号CN 102150569A)的中国发明专利申请公 开了一种模拟光环境的方法，包括：在作物所处实际光环境的光谱中分别确定影响作物生 长的光线的光强；依据灯珠输出功率与发光光强的对应关系，调整可发射影响作物生长的 光线的灯珠的输出功率。该模拟光环境的系统，包括：光谱检测装置，用于检测作物所处 实际光环境的光谱；灯具，所述灯具可发射影响作物生长的光线；控制器，用于在所述光谱 中确定影响作物生长的光线的光强，并依据灯具输出功率与发光光强的对应关系，调整所 述灯具的输出功率。该技术方案采用可发射影响作物生长的光线的灯具作为光源，根据作 物所处实际光环境的光谱确定影响作物生长的光线的光强，并据此调整相应灯具的输出功 率，实现光环境的精确模拟，可以对间作套种复合群体内的实际光环境进行精确模拟。
[0007] 上述的技术方案都没有提供为人体生物节律提供最合适的光照条件，真正实现人 工照明模拟太阳光对人体的调节功能的技术方案。 【实用新型内容】
[0008] 本实用新型为解决上述传统人工照明的不足，提供了一种室内光环境控制系统， 将智能照明控制系统与LED灯具及相关设备有机结合，实现室内光环境能随着季节、时间、 天气以及特定应用等自动变化和自由切换。
[0009] 本实用新型提供的室内光环境控制系统采用的技术方案，一种室内光环境智能控 制系统，包括：
[0010] 用于检测环境信息的传感器检测单元；
[0011] 用于接收所述传感器检测单元的环境信息并进行分析处理的系统管理单元；
[0012] 用于发射不同色温和不同光照强度的LED灯具；
[0013] 用于接收所述系统管理单元发送的驱动信号并根据驱动信号驱动LED灯具发出 所需色温和光照强度的LED灯具驱动单元。
[0014] 本实用新型中，通过传感器检测单元得到环境信息，环境信息包括室内温度、室内 湿度、室内光照强度等。系统管理单元预设有预设时间段下色温和光照强度，根据系统管理 单元对环境信息进行分析，其需要控制LED灯具的光照强度为预设的光照强度-室内光照 强度，然后确定相应的光照强度，之后系统管理单元根据所要LED灯具给予的色温和光照 强度发送驱动信号，LED灯具驱动单元驱动LED灯具发出所需色温和光照强度，从而使室内 呈现出理想的光环境。预设时间段下色温和光照强度依据太阳光的变化，从早上到晚上不 断变化不同的色温和不同光照强度，模拟太阳光，为人体生物节律提供最合适的光照条件， 真正实现人工照明模拟太阳光对人体的调节功能。
[0015] 本实用新型中，通过所述系统管理单元预设时间段、循环周期，以及所述传感器检 测单元检测环境温度、湿度、照度等手段，对影响人体生物节律的因数进行数据分析和处 理，所述系统管理单元获取预先设定的相同或相近条件下人体最舒适的光环境数据，并由 所述驱动单元驱动LED灯具及相关设备达到预期效果，实现室内光环境随季节、时间、天气 以及特定应用的变化和切换的控制。
[0016] 作为优选，所述的室内光环境智能控制系统，还包括：电动窗帘以及驱动所述电动 窗帘的电动窗帘驱动单元，电动窗帘控制自然光线的补充，对光环境进行微调。LED灯具驱 动单元对不同色温的所述LED灯具进行调光控制，窗帘驱动单元对所述电动窗帘进行开合 控制，实现室内整体色温和照度的改变，以达到预设值。
[0017] 进一步优选，所述的传感器检测单元，包括：
[0018] 用于检测室内温度的温度传感器；
[0019] 用于检测室内湿度的湿度传感器；
[0020] 用于检测室内光照强度的照度传感器；
[0021] 接收所述的温度传感器的室内温度信息、湿度传感器的室内湿度信息和照度传感 器的室内光照强度信息的微处理单元；
[0022] 以及，与所述微处理单元连接用于无线通讯的无线通讯模块。
[0023] 其中，温度传感器、湿度传感器和照度传感器与微处理单元有线连接，无线通讯模 块与微处理单元有线连接。
[0024] 通过各传感器得到室内温度、室内湿度、室内光照强度，并传送给微处理单元，无 线通讯模块使得传感器检测单元可与外界进行无线通讯。微处理单元即为微处理器。
[0025] 进一步优选，所述的系统管理单元，包括：用于管理预设光环境数据以及进行分析 比较处理的微处理中心；与所述微处理中心连接的无线通信收发模块。其中，微处理中心 与无线通信收发模块有线连接。系统管理单元可通过无线通信收发模块与外界进行无线通 信，进行信息的传输。所述的微处理中心可采用ARM处理器。
[0026] 进一步优选，所述的LED灯具，包括：
[0027] 色温范围2000K?3000K的暖色温LED灯具，用于发出暖色温的光线；
[0028] 色温范围5500K?6500K的冷色温LED灯具，用于发出冷色温的光线。
[0029] 当需要得到不同色温光线时，可采用暖色温LED灯具和冷色温LED灯具混合的形 式，到需要暖色色温时，可只亮暖色温LED灯具，到需要冷色色温时，可只亮暖色温LED灯 具，中间的色温可采用两种混合的形式。到需要保持色温不便，增加光照亮度时，可同比例 增加暖色温LED灯具和冷色温LED灯具的亮度。
[0030] 进一步优选，所述的LED灯具为色温范围3000K?6500K可调节的LED灯具。
[0031] 以上所述LED灯具要求亮度可以0?100%无级调节，其亮度可以根据需要增加。
[0032] 更进一步优选，暖色温LED灯具和冷色温LED灯具安装在室内，要求均匀分布，有 利于其光线混合，得到所需色温的光线。不同色温的LED灯具安装在室内，要求均匀分布， 电动窗帘控制自然光线的补充。
[0033] 所述的传感器检测单元与系统管理单元无线连接，所述的系统管理单元与LED灯 具驱动单元无线连接，所述的系统管理单元与电动窗帘驱动单元无线连接。
[0034] 所述驱动单元（LED灯具驱动单元和电动窗帘驱动单元）预存了各种光环境下所 述LED灯具的亮度和所述电动窗帘的开关状态，并接受来自所述系统管理单元的驱动信 号，实现所述LED灯具及相关设备的亮度和开关状态达到。所示驱动单元是安装在灯具上 的独立的驱动设备或者是安装在灯具内部的辅助设备，通过无线方式接收控制信号，根据 信号的命令来执行相应的操作，保证整体的光照效果达到预设值。
[0035] 与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
[0036] 本实用新型室内光环境智能控制系统，将智能照明控制系统与LED照明有机融 合，实现了室内LED照明能提供一个种对人体生物节律有利的人工照明方式。通过对温度、 湿度、照度等环境参数的检测，以及按照人体的生物节律设定定时时间，来改变室内光照在 不同季节、时间、天气等环境下的色温和照度，为人体生物节律提供最合适的光照条件，真 正实现人工照明模拟太阳光对人体的调节功能。
[0037] 使用本实用新型室内光环境智能控制系统在办公室内照明，也能像太阳光那样， 从早上到晚上不断变换不同色温，从而使人感到轻松，舒适，精神好，促进和改善脑力活动， 提高工作效率。同时还可以降低建筑物的照明能耗。
【附图说明】
[0038] 图1为本实用新型室内光环境智