一种调节老年人阅读时灯光亮度与色温的系统与方法
【专利摘要】本发明公开了一种调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统及方法，该方法包括：微处理器，提供计算力，用于控制照度感应器、色温感应器和光源驱动电路，以及进行分析决策；红外感应器，采用被动红外；照度感应器，用于获取环境的照度信息；色温感应器，用于获取环境的色温信息；散光旋钮，用于获取用户散光度数信息；光源驱动电路，用于开启或关闭RGB三基色光源及控制RGB三基色光源发出合适亮度和色温的光；RGB三基色光源，一个能发出红、绿、蓝三种颜色混合光的LED发光单元。本发明自动调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统与方法，为老年人提供最适宜的阅读光环境。
【专利说明】一种调节老年人阅读时灯光亮度与色温的系统与方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及数字家庭【技术领域】，具体涉及一种调节老年人阅读时灯光亮度与色温的系统与方法。
【背景技术】
[0002]光照强度是指单位面积上所接受可见光的能量，简称照度，单位勒克斯(Lux或Lx)。从理论上讲，人在阅读时，处于照度较高的环境中，能够获得更好的视觉舒适度。但照度不是越高越好，强烈的光线会引起人视觉不舒适感甚至产生眩光。研究发现，照度不太大时视觉舒适度随照度增加而增大，当照度增加到某一值时视觉舒适度达到极大值1，之后当照度继续增加时视觉舒适度逐渐降低。如果在光照条件不好的环境下连续阅读的时间过长，很容易视力疲劳。提高照明质量，改善阅读条件，提供一个舒适、健康的照明环境，已经成为许多老年人普遍重视的一种需求。
[0003]老年人的视力一般来说都有不同程度的退化，多数老年人的眼睛有散光的症状。而不同散光程度的老年人在阅读时对光源的照度有着不同的需求。所以，将光源照度与阅读舒适度相结合显得尤为必要。
[0004]光源的颜色常用色温这一概念来表示。光源的辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。低色温光源的特征是能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称为“暖光”;色温提高后，能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为“冷光”。人对色温的爱好与照度水平有关。1941年德国克吕道夫根据实验，首先定量地提出光色舒适区的范围。在德国克吕道夫的实验中，得出照度、色温与感觉的适应关系。实验表明，不同散光程度的老年人在阅读时对光源的色温也有着不同的需求。
[0005]因此，根据不同光源照度与色温下阅读舒适度变化的规律，可以根据老年人散光程度的不同，选择不同照度与色温的光源，为老年人提供一个舒适的阅读光环境。
[0006]正常情况下，人体的体温恒定并且高于环境温度，会向周围辐射红外线。被动式红外感应器本身不发射任何能量而只被动接收、探测来自环境的红外辐射。一旦有人体红外线辐射进来，经光学系统聚焦就使热释电器件产生突变电信号，而启用负载。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是实现一种基于不同散光程度的老年人在不同照度和色温下阅读舒适度变化规律，自动调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统与方法，为老年人提供最适宜的阅读光环境。
[0008]本发明实施例提供了一种调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统，包括:
[0009]微处理器，整个控制系统的基础，提供计算力，用于控制照度感应器、色温感应器和光源驱动电路，以及进行分析决策；
[0010]红外感应器，采用被动红外，以人体作为红外感应源，用于监测感应范围内是否有人；[0011]照度感应器，用于获取环境的照度信息；
[0012]色温感应器，用于获取环境的色温信息；
[0013]散光旋钮，用于获取用户散光度数信息，旋转按钮共分散光100度、200度、300度、400度、500度五个档位；
[0014]光源驱动电路，用于开启或关闭RGB三基色光源及控制RGB三基色光源发出合适亮度和色温的光；
[0015]RGB三基色光源，一个能发出红、绿、蓝三种颜色混合光的LED发光单元。
[0016]所述红外感应器一直处于监控状态，而照度感应器和色温感应器则是有条件地启动和关闭的。
[0017]系统设计了散光旋钮，作为采集用户散光度数信息。
[0018]系统设计了微处理器，作为控制和分析的功能模块，根据所述系统的散光旋钮、照度感应器和色温感应器采集的信息，结合光源亮度与色温对不同散光程度的老年人在阅读时生理和心理的影响通过光源驱动电路控制RGB三基色光源的亮度和色温，使光源能最大程度上满足人体的舒适感。
[0019]相应的，本发明实施例还提供了一种调节老年人阅读时灯光亮度与色温的方法，包括:
[0020]SOl:红外感应器一直处于监控状态；
[0021]S02:当用户进入红外感应器感应范围时，红外感应器受到触发，向微处理器发送有人进入感应范围的信号；
[0022]S03:微处理器读取散光旋钮中用户选定的散光度数；
[0023]S04:微处理器对比已存储在微控制器里的数据，得出阅读时最舒适的亮度和色温值；
[0024]S05:微处理器启动照度感应器和色温感应器；
[0025]S06:照度感应器和色温感应器开始以固定的频率采集照度及色温信息并发送给微处理器；
[0026]S07:微处理器接收照度感应器和色温感应器的信号，判断当前照度和色温是否已经达到最舒适的亮度和色温值，如果已经达到，则转到S09 ；
[0027]S08:光源驱动电路调整光源的亮度与色温，之后转到S06 ；
[0028]S09:微处理器关闭照度感应器和色温感应器，同时光源调节时间锁进入锁定状态，当光源时间锁处于锁定状态时，不对光源进行调整；
[0029]SlO:经过设定的时间后，光源调节时间锁解除锁定，转到S05，重新调节光源的亮度与色温；
[0030]Sll:当用户离开红外感应器的感应范围时，红外感应器向微处理器发送用户离开感应范围的信号；
[0031]S12:微处理器的计时器开始计时。如果用户在设定的时间内重新进入红外感应器的感应范围，计时器的计时信息归零；如果用户离开红外感应器感应范围的时间超过设定的时间，微处理器向光源驱动电路发送关闭光源的指令；
[0032]S13:光源驱动电路接收到关闭光源的命令，关闭光源。
[0033]结合光源亮度与色温对不同散光程度的老年人在阅读时生理和心理的影响分析得出当前散光程度的老年人阅读时最适合的灯光亮度和色温。
[0034]所述方法中微处理器在调整灯光亮度和色温到最适合的状态后光源调整时间锁进入锁定状态，当时间锁处于锁定状态时不对光源进行调整，在光源调整时间锁解除锁定状态后再重新对光源进行调整。
[0035]当用户离开红外感应器感应范围超过一定的时间后，微处理器关闭光源。
[0036]本发明具有如下有益效果，基于不同散光程度的老年人在不同照度和色温下阅读舒适度变化规律，自动调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统与方法，为老年人提供最适宜的阅读光环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0038]图1是本发明实施例中的调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统结构示意图；
[0039]图2是本发明实施例中的调节老年人阅读时灯光亮度与色温的方法流程图。【具体实施方式】
[0040]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041]本发明的整个控制系统由微处理器、红外感应器、散光旋钮、照度感应器、色温感应器、光源驱动电路和RGB三基色光源组成。
[0042]下面结合图1说明整个控制系统的架构:
[0043]微处理器，整个控制系统的基础，提供计算力，用于控制照度感应器、色温感应器和光源驱动电路，以及进行分析决策；
[0044]红外感应器，采用被动红外，以人体作为红外感应源，用于监测感应范围内是否有人；
[0045]照度感应器，用于获取环境的照度信息；
[0046]色温感应器，用于获取环境的色温信息；
[0047]散光旋钮，用于获取用户散光度数信息；
[0048]光源驱动电路，用于开启或关闭RGB三基色光源及控制RGB三基色光源发出合适亮度和色温的光；
[0049]RGB三基色光源，一个能发出红、绿、蓝三种颜色混合光的LED发光单元；
[0050]红外感应器一直处于监控状态，而照度感应器、色温感应器则是有条件地启动和关闭的。
[0051]本发明还公开了一种调节老年人阅读时灯光亮度与色温的方法。下面结合图2说明:
[0052]SO1:红外感应器一直处于监控状态；
[0053]S02:当用户进入红外感应器感应范围时，红外感应器受到触发，向微处理器发送有人进入感应范围的信号；
[0054]S03:微处理器读取散光旋钮中用户选定的散光度数；
[0055]S04:微处理器对比已存储在微控制器里的数据，得出阅读时最舒适的亮度和色温值；
[0056]S05:微处理器启动照度感应器和色温感应器；
[0057]S06:照度感应器和色温感应器开始以固定的频率采集照度及色温信息并发送给微处理器；
[0058]S07:微处理器接收照度感应器和色温感应器的信号，判断当前照度和色温是否已经达到最舒适的亮度和色温值，如果已经达到，则转到S09 ；
[0059]S08:光源驱动电路调整光源的亮度与色温，之后转到S06 ；
[0060]SO:微处理器关闭照度感应器和色温感应器，同时光源调节时间锁进入锁定状态，当光源时间锁处于锁定状态时，不对光源进行调整；
[0061]SlO:经过设定的时间后，例如5分钟，光源调节时间锁解除锁定，转到S05，重新调节光源的亮度与色温；
[0062]Sll:当用户离开红外感应器的感应范围时，红外感应器向微处理器发送用户离开感应范围的信号。
[0063]S12:微处理器的计时器开始计时。如果用户在设定的时间内，例如5分钟，重新进入红外感应器的感应范围，计时器的计时信息归零；如果用户离开红外感应器感应范围的时间超过设定的时间，微处理器向光源驱动电路发送关闭光源的指令；
[0064]S13:光源驱动电路接收到关闭光源的命令，关闭光源。
[0065]本发明基于不同散光程度的老年人在不同照度和色温下阅读舒适度变化规律，自动调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统与方法，为老年人提供最适宜的阅读光环境。
[0066]本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括:只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。
[0067]以上对本发明实施例所提供的一种调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统，其特征在于，包括: 微处理器，整个控制系统的基础，提供计算力，用于控制照度感应器、色温感应器和光源驱动电路，以及进行分析决策； 红外感应器，采用被动红外，以人体作为红外感应源，用于监测感应范围内是否有人； 照度感应器，用于获取环境的照度信息； 色温感应器，用于获取环境的色温信息； 散光旋钮，用于获取用户散光度数信息，旋转按钮共分散光100度、200度、300度、400度、500度五个档位； 光源驱动电路，用于开启或关闭RGB三基色光源及控制RGB三基色光源发出合适亮度和色温的光； RGB三基色光源，一个能发出红、绿、蓝三种颜色混合光的LED发光单元。
2.如权利要求1所述的调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统，特征在于，所述红外感应器一直处于监控状态，而照度感应器和色温感应器则是有条件地启动和关闭的。
3.如权利要求1所述的调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统，特征在于，系统设计了散光旋钮，作为采集用户散光度数信息。
4.如权利要求1所述的调节老年人阅读时灯光亮度与色温的控制系统，特征在于，系统设计了微处理器，作为控制和分析的功能模块，根据所述系统的散光旋钮、照度感应器和色温感应器采集的信息，结合光源亮度与色温对不同散光程度的老年人在阅读时生理和心理的影响通过光源驱动电路控制RGB三基色光源的亮度和色温，使光源能最大程度上满足人体的舒适感。
5.一种调节老年人阅读时灯光亮度与色温的方法，特征在于，包括: S01:红外感应器一直处于监控状态； S02:当用户进入红外感应器感应范围时，红外感应器受到触发，向微处理器发送有人进入感应范围的信号； S03:微处理器读取散光旋钮中用户选定的散光度数； S04:微处理器对比已存储在微控制器里的数据，得出阅读时最舒适的亮度和色温值； S05:微处理器启动照度感应器和色温感应器； S06:照度感应器和色温感应器开始以固定的频率采集照度及色温信息并发送给微处理器； S07:微处理器接收照度感应器和色温感应器的信号，判断当前照度和色温是否已经达到最舒适的亮度和色温值，如果已经达到，则转到S09 ； S08:光源驱动电路调整光源的亮度与色温，之后转到S06 ； S09:微处理器关闭照度感应器和色温感应器，同时光源调节时间锁进入锁定状态，当光源时间锁处于锁定状态时，不对光源进行调整； S10:经过设定的时间后，光源调节时间锁解除锁定，转到S05，重新调节光源的亮度与色温； S11:当用户离开红外感应器的感应范围时，红外感应器向微处理器发送用户离开感应范围的信号；512:微处理器的计时器开始计时。如果用户在设定的时间内重新进入红外感应器的感应范围，计时器的计时信息归零；如果用户离开红外感应器感应范围的时间超过设定的时间，微处理器向光源驱动电路发送关闭光源的指令； 513:光源驱动电路接收到关闭光源的命令，关闭光源。
6.如权利要求5所述的调节老年人阅读时灯光亮度与色温的方法，特征在于，结合光源亮度与色温对不同散光程度的老年人在阅读时生理和心理的影响分析得出当前散光程度的老年人阅读时最适合的灯光亮度和色温。
7.如权利要求5所述的调节老年人阅读时灯光亮度与色温的方法，特征在于，所述方法中微处理器在调整灯光亮度和色温到最适合的状态后光源调整时间锁进入锁定状态，当时间锁处于锁定状态时不对光源进行调整，在光源调整时间锁解除锁定状态后再重新对光源进行调整。
8.如权利要求5所述的调节老年人阅读时灯光亮度与色温的方法，特征在于，当用户离开红外感应器感应范 围超过一定的时间后，微处理器关闭光源。
【文档编号】H05B37/02GK103596341SQ201310618431
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】林格, 周凡, 武元陟, 王小聪, 王家兴, 练志峰, 赵洁彤 申请人:中山大学, 广州中大电讯科技有限公司