符合人体生物节律的智能照明装置的制作方法

1.本实用新型涉及照明领域，尤其涉及一种符合人体生物节律的智能照明装置。


背景技术：

2.目前，很多办公大楼办公采用的是荧光灯照明系统，尽管在技术上曾领先了十余年，但随着时间的推移，由于设备的老化和技术进步等因素，目前存在的问题较多，归纳起来主要有三个方面：一是安全运维难度加大。设备老化会导致照明机构及驱动器等关键配件故障频发，造成运维难度和运行成本大幅度增加。二是不够节能。led光源比节能荧光灯更节能，随着led光源的技术进步和成本的降低，用led光源代替荧光灯光源是大势所趋。三是不能完全满足健康需要。现行健康建筑标准要求，健康照明不仅能调光还要能调色温。因此需要一种新的智能照明装置，能够满足使用者更高的使用需求。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种符合人体生物节律的智能照明装置，能够结合环境调节色温和光照强度，满足使用者更高的使用需求。
4.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：符合人体生物节律的智能照明装置，包括：用于根据接收到的信号控制照明机构工作的控制机构，用于发射不同色温和不同光照强度的照明机构，用于检测环境信息的传感器检测机构，用于进行信号传输的通信机构，用于为各机构供电的电源机构。
5.所述控制机构包括：用于与操作者进行互动的控制面板，用于存储各项数据的存储机构，用于对存储数据和检测数据进行对比的比较机构。
6.所述传感器检测机构包括：用于获取当前时间的时间机构，用于获取当前的天气状况的天气机构，用于获取当前光照情况的光感机构；所述控制机构通过通信机构与照明机构、传感器检测机构通信连接，所述照明机构的初始照度≧600lx，光源显色指数ra≧90、r9≧50。
7.进一步的，所述照明机构为嵌入式吸顶灯。所述照明机构包括灯座、灯管、驱动机构和格栅，所述灯管设置在灯座内，所述格栅设置在灯座下端面，所述驱动机构为单电源驱动机构，所述灯管包括暖白led阵列、冷白led阵列，所述单电源驱动机构包括两路输出电流，两路输出电流分别驱动暖白led阵列和冷白led阵列。所述照明机构的额定功率为56瓦，调光范围为1％～100％，调色温范围为2700k～6500k。
8.进一步的，所述照明机构为平板照明灯。所述照明机构包括灯座、灯管、单电源pwm调光驱动电源，所述灯管包括暖白led阵列、冷白led阵列，所述单电源pwm调光驱动电源包括单片机、led调光驱动电源p、反相器、mos功率开关管，所述暖白led阵列和冷白led阵列交替导通的开关频率不低于15k。
9.进一步的，所述照明机构的额定功率为40瓦，调光范围为1％～100％，调色温范围为3000k～6500k。
10.进一步的，所述照明机构为直上式发光、灯罩反射的间接照明灯，所述照明机构包括灯罩、灯板，所述灯板由两种不同色温的led组成，通过调整降压电路的输出电流，从而调整两组不同色温的led的亮度和之间的比例。所述照明机构的额定功率为20瓦，调光范围为5％～100％，调色温范围为2700k～6500k。
11.进一步的，所述照明机构为两侧光学模组斜上发光、灯罩反射、间接照明的格栅灯，所述照明机构的额定功率为48瓦，调光范围为1％～100％，调色温范围为2700k～6500k。
12.本实用新型公开的智能照明装置根据检测得到的时间、天气状况、光照情况等信息，结合设定的照明数值，能够满足室内光的照明和色温需求。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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他的附图。
14.图1为本实用新型的连接框图。
15.图2为实施例1的电连接示意图。
16.图3为实施例2的电连接示意图。
17.图4为实施例3的电连接示意图。
18.图5为实施例4的电连接示意图。
19.图6为实施例1的色温随功率变化情况曲线图。
20.图7为实施例2的色温随功率变化情况曲线图。
21.图8为实施例3的色温随功率变化情况曲线图。
22.图9为实施例4的色温随功率变化情况曲线图。
23.图10为实施例1的功率随色温变化情况曲线图。
24.图11为实施例2的功率随色温变化情况曲线图。
25.图12为实施例3的功率随色温变化情况曲线图。
26.图13为实施例4的功率随色温变化情况曲线图。
27.图14为实施例1的光输出变化率随色温变化情况曲线图。
28.图15为实施例2的光输出变化率随色温变化情况曲线图。
29.图16为实施例3的光输出变化率随色温变化情况曲线图。
30.图17为实施例4的光输出变化率随色温变化情况曲线图。
31.附图标记：1、控制机构，2、传感器检测机构，3、照明机构，4、通信机构。
具体实施方式
32.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能
理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.参照图1
‑
图17，本实用新型涉及符合人体生物节律的智能照明装置，包括：用于根据接收到的信号控制照明机构工作的控制机构，所述控制机构包括：用于与操作者进行互动的控制面板，用于存储各项数据的存储机构，用于对存储数据和检测数据进行对比的比较机构，控制机构可采用现有的控制器，比较机构仅仅起到简单的数值对比作用，不涉及计算机程序的改进。
36.用于发射不同色温和不同光照强度的照明机构，用于检测环境信息的传感器检测机构，传感器检测机构可采用现有的检测机构，所述传感器检测机构包括：用于获取当前时间的时间机构，用于获取当前的天气状况的天气机构，用于获取当前光照情况的光感机构；用于进行信号传输的通信机构，用于为各机构供电的电源机构；所述控制机构通过通信机构与照明机构、传感器检测机构通信连接。
37.所述控制面板包括显示屏、调光按键、调色温按键、手动自动切换按键。手动设置是根据氛围场景需求，办公人员按需自行设置照明色温、亮度。自动运行是将本地的时间、天气、光照与人体生物节律相结合，调节每时每刻照明色温的变化。具体的，若在某一时间点检测到的光照情况与存储机构中光照情况相对应，则控制机构根据预设好的数值调节照明机构；若在某一时间点检测到的光照情况与存储机构中光照情况不对应，则控制机构根据预设好的数值加上某一数值调节照明机构，此添加的数值可为定值；若天气机构获取到出现雨雪天气，则控制机构进入雨雪模式，控制照明机构为恒定的色温和光照强度。上述调节控制不涉及计算机软件程序的改进，仅仅是简单的利用预设的数值进行控制。
38.实施例1：
39.参照附图2，所述照明机构为嵌入式吸顶灯。所述照明机构包括灯座、灯管、驱动机构和格栅，所述灯管设置在灯座内，所述格栅设置在灯座下端面，所述驱动机构为单电源驱动机构，所述灯管包括暖白led阵列、冷白led阵列，所述单电源驱动机构包括两路输出电流，两路输出电流分别驱动暖白led阵列和冷白led阵列。所述照明机构的额定功率为56瓦，调光范围为1％～100％，调色温范围为2700k～6500k。
40.该照明机构是间接照明(反射)与直接照明(直射)相结合的格栅灯。单电源驱动，
输出的两路电流(大小互补，即两路电流之和恒流或总功率恒定)，分别驱动暖白和冷白两个led阵列，通过改变两个驱动电流的占空比例，实现色温调节，调光和调色温互不干扰。
41.实施例2：
42.参照附图3，所述照明机构为平板照明灯。所述照明机构包括灯座、灯管、单电源pwm调光驱动电源，所述灯管包括暖白led阵列、冷白led阵列，所述单电源pwm调光驱动电源包括单片机、led调光驱动电源p、反相器、mos功率开关管，所述暖白led阵列和冷白led阵列交替导通的开关频率不低于15k。所述照明机构的额定功率为40瓦，调光范围为1％～100％，调色温范围为3000k～6500k。
43.该照明机构是侧发光的平板照明灯。采用单电源pwm调光驱动电源方案，并在电源后端电路中增设了色温调节电路，该色温调节电路采用pwm开关调光的方式，利用mos功率开关管调节冷白led阵列和暖白led阵列的导通时间的占空比例，利用人眼存在暂留时间，实现色温调节，调光和调色温互不干扰。为避免人眼近距离能感觉到光线闪烁，冷白和暖白两大led阵列交替导通的开关频率不低于15k。
44.实施例3：
45.参照附图4，所述照明机构为直上式发光、灯罩反射的间接照明灯，所述照明机构包括灯罩、灯板，所述灯板由两种不同色温的led组成，通过调整降压电路的输出电流，从而调整两组不同色温的led的亮度和之间的比例。所述照明机构的额定功率为20瓦，调光范围为5％～100％，调色温范围为2700k～6500k。
46.该照明机构是一款直上式发光、灯罩反射的间接照明灯。采用了单电源驱动，市电输入后，先通过电源内部的隔离电路(isolated)确保后端电路部分都为安全特低电压。同时分别供电给电源内部的处理器电路(mcu)。通过外部的dali信号的接入，内部的处理器来分别控制和调整两路降压电路(buck)的输出电流的大小。照明机构内部的灯板由两种不同色温的led组成，通过调整降压电路的输出电流，从而调整两组不同色温的led的亮度和之间的比例。通过这种方式来实现照明机构的色温和亮度的可调。
47.实施例4：
48.参照附图5，所述照明机构为两侧光学模组斜上发光、灯罩反射、间接照明的格栅灯，所述照明机构的额定功率为48瓦，调光范围为1％～100％，调色温范围为2700k～6500k。
49.该照明机构是一款两侧光学模组斜上发光、灯罩反射、间接照明的格栅灯。单电源驱动，内部由微处理器遵循dali iec62386
‑
209标准，接收来自控制器的亮度水平值指令后，保持2700k与6500k led通道脉宽占比，整体输出电流至相应水平，从而保持色温不变，亮度做相应改变；接收来自控制器的色温值指令后，保持整体输出电流不变，改变2700k与6500k led通道之间脉宽占比，从而保持输出功率不变，色温做相应改变。
50.针对上述四个实施例中的照明机构进行测试，测试其调光和调色温的特性。
51.1.调光线性度
52.调光线性度测试数据表：
[0053][0054][0055]
调光线性度数据越接近0越好。从调光线性度来看，四个实施例中实施例3中的照明机构的线性度最好。
[0056]
2.色温随功率变化情况
[0057]
色温分别在2700k、3000k、4000k、5000k和6500k时，不调节色温，仅调节亮度(可体现为电功率变化)，得出各照明机构的色温随功率变化的数据。
[0058]
色温随功率变化测试数据表：
[0059][0060]
色温随功率变化百分比数据越接近0越好。在照明机构20％～100％功率输出过程中，色温的最大偏差百分比(与100％输出时的色温相比)。
[0061]
由附图6
‑
附图9和检测数据看出：四个照明机构的色温随功率变化都不大，其中实施例2和实施例3色温随功率变化幅度相对较小。
[0062]
3.功率随色温变化情况
[0063]
功率分别在20％、40％、60％、80％和100％输出时，不调节亮度，仅调节色温，得出各照明机构的功率随色温变化的数据和曲线。
[0064]
功率随色温变化测试数据表：
[0065][0066]
由附图10
‑
附图13和检测数据及曲线看出：从功率随色温变化情况来看，实施例3的照明机构功率随色温变化幅度最小。
[0067]
4.光输出变化率随色温变化情况
[0068]
功率分别在20％、40％、60％、80％和100％输出时，不调节亮度，仅调节色温，看光输出的最大偏差值。得出各照明机构的光输出变化率随色温变化的数据和曲线。
[0069]
光输出变化率随色温变化测试数据表：
[0070][0071]
在给定的功率输出条件下，当照明机构色温从2700k变化至6500k过程中，光输出变化率的最大值(与平均值相比)。
[0072]
由附图14
‑
附图17和检测数据及曲线看出：从光输出变化率随色温变化情况来看，实施例3中的光输出变化率随色温变化幅度最小(
±
5％以内)。
[0073]
本实用新型照明机构的驱动电源符合dali 2.0，dt8驱动电源标准。该驱动电源可工作于dt8模式，也可工作于两个dt6电源模式。当驱动电源工作在两个dt6模式下，可兼容dali 1.0控制系统，可实现调光调色温功能，并且调光和调色温互不干扰。而工作于dt8模式下，该驱动电源仅占用一个dali地址(调光和调色温两路信号共享一个地址)，可实现调光调色温功能，并且在调节亮度时色温不变，在调节色温时亮度不变。dali协议规定，一条dali总线最多只能管辖64个地址。一条dali 1.0的总线最多只能管辖具有调光与调色温功能的照明机构32套。
[0074]
本实用新型提供了四种照明机构，并对四种照明机构进行了实际测试，测试其调光和调色温的特性。本实用新型不涉及计算机程序的改进，可使用现有的计算机程序，实现
简单的控制功能。
[0075]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。