专利名称：光谱精准自适应控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光谱控制系统，特别涉及一种光谱精准自适应控制系统。
背景技术：
基于AVR单片机的LED自适应调光系统的主要目的是通过光传感器测量周围的环境亮度，根据测量值改变LED的发光亮度，实现维持周围环境照度在某个水平，构建出让人们心情愉快的工作场合。该技术通过光照度传感器实时自动采集室内环境照度，反馈给控制器，控制器根据现在室内环境照度调节PWM的占空比，进而调节LED的正向电流，使室内环境照度近似等于设定值，最终达到LED自适应调光。光谱特性包含波长特性(复合波长特性)和光强特性等。
背景技术：
仅对光谱特性中的照度(照度依据人眼视觉特性曲线，非物理光强)进行控制，目前主要适用于照明空间，没有对复合波长光谱曲线进行同步精准控制，只可补光不可减弱，不可动态调光(不同时段不同的光照需求)，不适用于生物培养、医疗、科学实验等对光谱精准需求场合(同时可充分利用日光)。目前单光质或局部多种光质精准调控主要在全暗室内进行，为分路调光(多种光质相当于多个单光质照度调控)，不能充分利用目光，光谱局限，浪费能源，且构建暗室增加建造成本，对工作人员的工作环境健康形成影响。
发明内容
针对现有技术仅对照度数据进行采集和校正，不能在有自然光或杂散光条件下调控光谱波长对应光强等精准特性的不足，本发明的目的在于提供一种以光谱图像、光谱数据模型为基础的，可实现根据自然光或人工光或杂散光条件下光谱波长相应光强等因子精准调控的光谱精准自适应控制系统。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下光谱精准自适应控制的系统，包括光谱采集设备、控制系统、灯组、遮光设备和客户端，所述的光谱采集设备与控制系统相连接，灯组、遮光设备及客户端分别和控制系统相连接。控制系统包括光谱采集设备与控制系统通讯模块、和光谱采集设备与控制系统通讯模块相连接的光谱图像实时数据转换与存储模块、和光谱图像实时数据转换与存储模块相连接的和标准光谱图像及数据比对校正模块、和与标准光谱图像及数据比对校正模块相连接的控制系统与灯组、遮光设备及客户端通讯模块。所述光谱采集设备所采集的光谱数据包含但不限于波长、相应光强。所述灯组波段组合、细分标准及光强根据项目需求进行设计，其中可见光以LED为主，部分特殊波段发光设备可采用其它特殊灯具。所述客户端可以显示出光谱图像或曲线，可以查询调光历史记录，提供手动调节窗P。由光谱采集设备采集实时光谱图像，将采集的光谱图像通过光谱采集设备与控制系统通讯模块传送至光谱图像实时数据转换与存储模块，光谱图像实时数据转换与存储模块将进行光谱图像进行图像和数据之间的转换之后，再将转换后的数据与标准光谱图像及数据比对校正模型进行比对校正，并输出校正指令通过控制系统与灯组及遮光设备通讯模块传送至灯组或遮光设备进行调光控制，在客户端可观察到光谱图像或曲线，并可对历史数据进行查询。光谱标准模型为动态模型，以满足不同光周期对应不同光谱的要求。本发明的有益之处在于在自然光或杂散光条件下，通过对光谱进行精准自适应调控，达到光谱与标准光谱模型相对一致的目的，满足生物培养、医疗、实验等光环境精准调控的要求；在人工光环境，不需要光谱采集和数据转换，建立标准光谱模型进行控制即可；节能效果显著，可在最大程度利用自然光或周围杂散光，达到最佳利用能源效果；每种光质的补光精准度(即容差)可根据项目需要进行设置，既可以高质量补充精准光质，也可以低成本补充容差值相对较大的光质；场地建造成本较暗室大幅降低；提高工作人员工作环境，在有自然光下工作，有利于工作人员身心健康。
下面结合附图对本发明进一步的说明。图1为本发明的结构连接示意图；图2为本发明的控制系统的结构连接示意图；图3为本发明的工作流程图。图中各部分对应的名称为1、光谱采集设备；2、控制系统；3、灯组；4、遮光设备；
5、客户端；6、光谱采集设备与控制系统通讯模块；7、光谱图像实时数据转换与存储模块；8、标准光谱图像及数据比对校正模块；9、控制系统与灯组、遮光设备及客户端通讯模块。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明参照图1及图2所示，光谱精准自适应控制的系统，包括光谱采集设备1、控制系统2、灯组3、遮光设备4和客户端5，所述的光谱采集设备I与控制系统2相连接，灯组3、遮光设备4及客户端5分别和控制系统相连接；控制系统2包括光谱采集设备与控制系统通讯模块6、和光谱采集设备与控制系统通讯模块相连接的光谱图像实时数据转换与存储模块7、和光谱图像实时数据转换与存储模块7相连接的标准光谱图像及数据比对校正模块8、和标准光谱图像及数据比对校正模块8相连接的控制系统与灯组、遮光设备及客户端通讯模块9。所述光谱采集设备I所采集的光谱数据包含但不限于波长、相应光强。所述灯组3波段组合、细分标准及光强根据项目需求进行设计，其中可见光以LED为主，部分特殊波段发光设备可采用其它特殊灯具。所述客户端5可以显示出光谱图像或曲线，可以查询调光历史记录，提供手动调节窗口。参照图1、图2及图3所示，由光谱采集设备I实时采集光谱图像，将采集的光谱图像通过控制系统2中的光谱采集设备与控制系统通讯模块6传送至光谱图像实时数据转换与存储模块7，光谱图像实时数据转换与存储模块7将进行光谱图像进行图像和数据之间的转换之后，再将转换后的数据与标准光谱图像及数据比对校正模块8模型进行比对校正，并将输出校正指令通过控制系统与灯组及遮光设备通讯模块9传送至灯组3或遮光设备4进行调光控制，在客户端5可观察到光谱图像或曲线，并可对历史数据进行查询。光谱标准模型为动态模型。以满足不同光周期对应不同光谱的要求。假设根据光谱设备I采集的光谱参数与标准对比得出，其中-为不足，+为溢出420-430NM-500LUX431-440NM-1000LUX441-450NM-1500LUX451-460NM-3000UX540-550NM+3000LUX650-660NM-5000LUX661-670NM-2000UX则适宜采用接近540-550匪滤光材料进行过滤型遮光，再对差值波长进行针对精准补光。补光精准度可根据项目需要进行设置，如红630-670nm波段需要精准至5nm —个波段，580-620nm的需要精准至IOnm —个波段，380_420nm为一个波段，即补光模块的容差值，如上，则在补650匪时，需启动650正负2. 5匪的补光模块；如需补600匪时，则需启动600正负5匪的补光模块，如需补385匪、390匪、415匪时，都可启动380-420匪补光模块。如此，既可有效补充需要精准的光，也可以最低成本的补充精准度要求不高的光。根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式
，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
权利要求
1.一种光谱精准自适应控制系统，其特征在于包括光谱采集设备、控制系统、灯组、遮光设施及客户端；所述的光谱采集设备和控制系统相连接，灯组、遮光设备及客户端分别和控制系统相连接。
2.根据权利要求1所述的光谱精准自适应控制系统，其特征在于控制系统包括光谱采集设备与控制系统通讯模块、和光谱采集设备与控制系统通讯模块相连接的光谱图像实时数据转换模块、和光谱图像实时转换数据模块相连接的和标准光谱图像及数据比对校正模块、和与标准光谱图像及数据比对校正模块相连接的控制系统与灯组、遮光设备及客户端通讯模块。
3.根据权利要求1所述的光谱精准自适应控制系统，其特征在于所述光谱采集设备所采集的光谱数据包含但不限于波长、相应光强。
4.根据权利要求1所述的光谱精准自适应控制系统，其特征在于灯组波段组合、细分标准及光强根据项目需求进行设计，其中可见光以LED为主，部分特殊波段发光设备可采用其它特殊灯具。
5.根据权利要求1所述的光谱精准自适应控制系统，其特征在于客户端可以显示出光谱图像或曲线，可以查询调光历史记录，提供手动调节窗口。
全文摘要
本发明涉及一种光谱精准自适应控制的系统，包括光谱采集设备、控制系统、灯组、遮光设备和客户端，所述的光谱采集设备与控制系统相连接，灯组、遮光设备及客户端分别和控制系统相连接。光谱采集设备采集实时光谱图像，将采集的光谱图像在控制系统中与标准光谱图像及数据模型进行比对校正，并将输出校正指令通过控制系统与灯组及遮光设备通讯模块传送至灯组或遮光设备进行调光控制，在客户端可观察到光谱图像或曲线，对历史数据进行查询，并提供了手动调节窗口。本发明的有益效果是可在自然光或杂散光条件下达到光谱精准自适应控制效果，节能效果显著，较暗室可大幅降低场地建造成本，能有效提高工作人员工作环境。
文档编号H05B37/02GK103037578SQ20121053922
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者彭艳艳, 胡龙 申请人:深圳市纯英新时代科技有限公司