用于管理照明系统的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及照明领域，更具体地，涉及一种管理光以便提供增大的发光效能和降 低的成本的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 现有的照明系统，例如办公楼、家庭、停车场、车库等等中的照明系统，提供了其中 人们可以生活和工作的安全且舒适的环境条件。
[0003] 然而，常规的照明系统使用大量的能量，因为甚至在光源无需操作时，照明源也可 能在操作。例如，在具有窗口的办公室或家庭中，自然光进入办公室中可以缓解对于照明系 统操作的需求。
[0004] 因此，存在被采用来降低照明源的能耗以及甚至对于照明源操作的需求的许多技 术。例如，荧光和CFL(紧凑型荧光灯）照明源正在代替白炽照明源。LED(发光二极管）是 一种正被作为照明源应用的可用技术。
[0005] 此外，为了控制照明源的操作（不管照明源的类型如何)，运动传感器用来在用户 进入一定区域中时接通照明源。当用户离开该区域并且没有检测到后续的运动时，关断照 明。类似地，光传感器用来基于照明源周围的外界光条件降低光源的强度。
[0006] 因此，尽管照明源类型的变化和照明源的操作正在提供显著的成本和能量降低， 但是在工业中仍然存在对于降低能耗和成本方面的进一步改进的需求。
【发明内容】
[0007] 要求保护的本发明的目的是提供一种提供人造照明源的特性的动态调节的方法 和系统，以便提供可接受的照明条件，同时在创建可接受的照明条件中降低操作成本。
[0008] 在本发明的一个方面中，一种用于管理环境中的照明的方法，该方法包括：接收与 所述环境内的至少一个人造照明源关联的照度信息；确定与自然光源关联的照度值；确定 所述自然光源的所述照度相对于混合光的照度的度量，所述混合光代表所述至少一个人造 照明源和所述自然光源；调节所述至少一个人造光源的所述照度以便实现所述混合光的目 标照度水平；以及基于所述至少一个人造光源和所述自然光源的相应至少一个附加特性确 定所述混合光的至少一个附加特性；以及调节所述至少一个人造光源的所述至少一个附加 特性以便维持所述至少一个附加特性的目标水平，其中所述调苄基于所述自然光源的照度 相对于混合光的所述照度的所述确定的度量。
[0009] 应当理解的是，术语人造照明源可以表示一种或者多种不同类型的照明源，例如 发光二极管（LED)和其他类似类型的电光源。
[0010] 在本发明的另一个方面中，公开了一种用于管理环境内的照明的系统。该系统包 括所述环境内的多个传感器单元；与所述多个传感器单元和存储器通信的计算机或处理 器，该存储器包括代码，该代码在由所述处理器访问时，使得所述处理器执行以下步骤：接 收来自所述多个传感器单元中的选定传感器单元的输入；确定来自至少一个人造照明源和 自然光源的每个照度；确定与由所述自然光源提供的照度相对于由所述自然光源和所述至 少一个人造照明源的组合提供的总照度的百分比关联的因子；以及基于所述自然光源的所 述照度和与所述自然光源关联的至少一个附加特性将所述至少一个人造光源的照度和所 述至少一个人造光源的相应至少一个附加特性中的至少一个调节到相应目标水平，其中所 述至少一个附加特性的所述调苄基于所述确定的因子。
[0011] 在本发明的另一个方面中，所述特性可以基于自然照明条件、需求响应信号、占用 性感侧、调度和操作条件进行调节。
【附图说明】
[0012] 本发明的优点、性质和各种不同的附加特征在考虑到要结合附图详细描述的说明 性实施例时将显得更加完整，其中，贯穿整个附图，相似的附图标记用来标识相似的元素： 图1A图示出一种示例性电网络配置； 图1B图不出一种不例性光管理系统； 图2图示出图1A中所示的示例性电网络配置的扩展视图； 图3图示出依照本发明原理的示例性过程的流程图； 图4-7图示出用于要求保护的本发明的示例性应用的曲线图； 图8和图9图示出依照本发明一个方面的状态转变图； 图10和图11图示出依照本发明另一个方面的状态转变图；以及 图12-14图示出依照本发明又一个方面的状态转变图。
【具体实施方式】
[0013] 应当理解的是，这里描述的本发明的附图和说明书经过简化以便说明对于清楚理 解本发明相关的元素，同时出于清楚的目的消除了许多其他的元素。然而，由于这些元素是 本领域中公知的，并且由于它们并不促进更好地理解本发明，因而这里不提供对于这样的 元素的讨论。本文的公开内容也针对本领域技术人员已知的变型和修改。
[0014] 图1A表示一种示例性电网络100,包括电源110,接收来自电源110的功率并且将 该功率提供给相应区域130、140内的多个负荷设备的电网120。电源110可以是燃煤发电 厂、核电发电厂、水电发电厂或任何其他传统发电厂中的一个或多个。此外，电源110可以 是更新能源发电厂。例如，风、太阳能、生物燃料等等。
[0015] 区域或环境130、140可以表示办公楼、购物中心、家庭、车库、停车场、隧道以及需 要电力以提供一个或多个区域中的光照的其他类似区域。例如，区域130描绘了不同的封 闭区域134、136、138和两个开放区域135、137。功率经由功率分配系统132提供给这些区 域中的每一个。类似地，区域140图示出三个封闭区域144、146、148和两个开放区域145、 147,其从功率分配系统142接收功率。应当理解的是，区域130、140以及这些区域130、140 中的每一个内的封闭和开放区域的数量仅仅说明本发明的原理，并且每个区域130、140内 的封闭和开放区域以及区域的数量可以变化，而不改变要求保护的本发明的范围。
[0016] 图1B图示出一种示例性光管理系统150。图1B图示出一种适合于诸如134之类 的区域的光管理系统，该区域包括提供自然光进入该区域的入口的窗口。然而，应当认识 到，图1B中描绘的光管理系统150的原理也适用于适当包括或者移除了百叶窗控制器165 以及具有对设定点198的相应调节的其他区域(例如136和138)。
[0017] 在图1B中，自然光160典型地通过一个或多个窗口和/或天窗进入一定区域(或 者空间或地带)。进入的自然光的照度可以通过一个或多个外部传感器或者太阳跟踪器155 测量。来自外部传感器的信息例如可以提供给百叶窗控制器165,该控制器向电动百叶窗 170提供控制信号以便增加和/或减少进入所述空间或环境的自然光的量。百叶窗控制器 可以例如包括处理器，该处理器基于希望的自然光水平确定位置(百叶窗元件的高度和板 条角度)。该希望的自然光水平可以基于例如时间预先确定，或者可以由外部输入提供(未 示出）。
[0018]此外，电光(人造光）控制器180向一个或多个电光源或人造光源190提供控制信 号。这些控制信号可以用来调节人造光源的照度，以及如将关于要求保护的本发明所描述 的，人造或电光源190的一个或多个附加特性。
[0019]然后，通过电动百叶窗170提供的自然光和通过电光源190提供的人造光的组合 通过光传感器195测量。光传感器可以弄清楚日光和人造光对于整体照度的贡献。然后， 光传感器190的输出提供给该说明性实例中的加法器197,加法器基于希望的设定点198确 定人造或电光源190的照度(和其他附加特性)的希望的水平。设定点198可以基于诸如占 用性、日时、公用事业定价、用户输入等等之类的准则确定。
[0020] 尽管图1B图示出作为加法器的元件197,但是应当认识到，元件197也可以表示处 理数字地提供的信息的处理器。类似地，设定点元件198、电光控制器180和百叶窗控制器 165也可以由处理以数字方式提供的信息的一个或多个处理器表示。
[0021] 此外，用于电光源的照度和其他附加特性的设定点可以以预定的方式或者在例如 基于日时的调度中设定，或者可以响应于要求基于变化的条件调节电光源或人造光源的接 收的命令(未示出）而设定。例如，在紧急的情况下，公用事业供应商可以要求电消耗降低， 并且因此发布使得设定点改变并且因而覆盖任何先前预定的调度的命令。或者，可以基于 在预定调度未能考虑空间或区域被占用的时间期间该空间或区域是否仍然被占用，从该预 定调度改变设定点。或者，可以基于接收的输入值从预定调度改变设定点。例如，当空间未 被占用时，未被占用的空间可能操作于低照明条件模式下(例如博物馆)。然而，可能(从运 动传感器）接收到指示该空间可能被占用并且光条件可以上升到更高或者更舒适的照明模 式的输入。在另一个实例中，被占用的空间可能操作于舒适照明模式下，但是可能根据需要 要求进一步更高的照明条件。在这种情况下，可以处理造成甚至更高的照明水平实现的输 入。
[0022] 图2图示出区域130内的区域134、135、136的扩展视图。例如，区域134包括至 少一个窗口 220和门210。窗口 220允许自然光进入区域130中。区域130进一步包括向 该区域提供照明的至少一个光照或照明元件240。开关230接通或者关断区域130内的照 明元件240中的选定照明元件。开关230可以是常规的接通/关断开关、运动传感器开关 以及可以控制照明元件240的光照输出的外界光传感器或其他设备之一。
[0023] 区域135是一个也包括至少一个照明元件