一种LED灯光照调控系统及方法.pdf

本发明涉及一种LED灯光照调控系统及方法。所述系统包括：主控单元、控制总线、分控单元和LED灯，其中，控制总线与主控单元串联连接，控制总线分设有多跟支路，各支路相互间为并联连接，在各支路上设置有分控单元和LED灯。光照调控方法包括步骤：一、通过主控单元输入对LED灯光照效果进行调节的控制指令；二、通过控制总线将控制指令传送到相互并联的各支路上；三、通过分控单元将控制指令传送给相应的LED灯；四、各LED灯单独受控进行色温和/或亮度的变化输出。本发明系统结构简单，LED灯光照调控方法更加智能，可以根据人的不同活动内容设定不同的场景照明，满足人的生理需要，保护人的生理健康。

权利要求书
1.  一种LED灯光照调控系统，其特征在于：所述LED灯光照调控系统包括：
用于对所述LED灯光照调控系统进行控制的主控单元；
用于传送控制指令的控制总线(3)；
用于接收控制指令的分控单元(5)；
和用于执行控制指令，提供色温和/或亮度变化的LED灯(4)；
其中，所述控制总线(3)与所述主控单元串联连接，
所述控制总线(3)分设有多跟支路(6)，各支路(6)相互间为并联连接，
在各所述支路(6)上设置有至少一个分控单元(5)和至少一个LED灯(4)。

2.  根据权利要求1所述LED灯光照调控系统，其特征在于：所述主控单元包括：用于输入控制指令的控制面板(1)，用于对输入的控制指令进行运算的控制器(2)，所述控制面板(1)与所述控制器(2)连接，所述控制器(2)与所述控制总线(3)连接。

3.  根据权利要求2所述LED灯光照调控系统，其特征在于：所述LED灯光照调控系统包括多个控制器(2)，各所述控制器(2)相互间为串联连接。

4.  根据权利要求2所述LED灯光照调控系统，其特征在于：所述LED灯光照调控系统包括多个控制器(2)，各所述控制器(2)相互间为并联连接。

5.  根据权利要求1所述LED灯光照调控系统，其特征在于：在各所述支路(6)上设置的分控单元(5)数量与LED灯(4)数量相同，所述分控单元(5)一对一的控制所述LED灯(4)，所述分控单元(5)具有唯一地址码。

6.  根据权利要求5所述LED灯光照调控系统，其特征在于：所述分控单元(5)与所述LED灯(4)为一体式设计。

7.  根据权利要求1至6其中之一所述LED灯光照调控系统，其特征在于：所述LED灯(4)亮度的可调范围为0-100％输出，色温的可调范围为2400k-10000k。

8.  一种LED灯光照调控方法，其特征在于：所述LED灯光照调控方法运用了权1所述LED灯光照调控系统，具体包括步骤：
A：通过主控单元输入对LED灯(4)光照效果进行色温和/或亮度调节的控制指令；
B：通过控制总线(3)将所述控制指令传送到相互并联的各支路(6)上，通过设置在支路(6)上的分控单元(5)接收该控制指令；
C：通过所述分控单元(5)将控制指令传送给相应的LED灯(4)；
D：各LED灯(4)单独受控，独立或与其它LED灯(4)联合进行色温和/或亮度的变化输出。

9.  根据权利要求8所述LED灯光照调控方法，其特征在于：所述步骤A具体包括步骤：
A1：通过控制面板(1)输入控制指令，该控制指令为根据时间、地点、光亮度、红外感应、温度和/或外部声音变化而对LED灯(4)的色温和/或亮度进行调控的程序源代码；
A2：通过控制器(2)对输入的控制指令进行运算，输出对LED灯光照效果进行色温和/或亮度调节的控制指令。

10.  根据权利要求8所述LED灯光照调控方法，其特征在于：所述步骤C具体为通过具有唯一地址码的所述分控单元(5)将控制指令传送给与其相对应的LED灯(4)。

说明书一种LED灯光照调控系统及方法
【技术领域】
本发明属于LED照明领域，具体涉及一种LED灯光照调控系统及方法。
【背景技术】
自然界的照明主要靠太阳光，不同天气、不同季节、不同时段内太阳光的亮度、色温都不一样，这样就构成了人类最初始的照明环境。人类在几千年的进化过程中生理上已经适应了这种不断变化的照明环境。
但目前的室内照明系统，亮度恒定，色温恒定，缺少必要的变化。如果长期生活、工作在亮度恒定、色温恒定的照明环境下，不符合人类原始的生理需求，会对人体健康造成不良影响，例如人体昼夜生物规律紊乱，环境温度变化时的身体温度及皮肤温度失衡。
现有技术中智能调光主要是针对白炽灯和荧光灯进行亮度调节，以省电为主要目的，不能对LED灯进行亮度、色温综合调节。特别是以满足人的生理需要，保护人的生理健康为目的的亮度、色温综合调控系统现在还没有。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种在室内环境下模拟自然光照明的特点，解决现有技术中存在的不能对LED灯进行亮度、色温综合调节的技术问题，并以满足人的生理需要，保护人的生理健康为目的的亮度、色温综合调控系统及调控方法。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案为：提供了一种LED灯光照调控系统，所述LED灯光照调控系统包括：用于对所述LED灯光照调控系统进行控制的主控单元；用于传送控制指令的控制总线；用于接收控制指令的分控单元和用于执行控制指令，提供色温和/或亮度变化的LED灯；其中，所述控制总线与所述主控单元串联连接，所述控制总线分设有多跟支路，各支路相互间为并联连接，在各所述支路上设置有至少一个分控单元和至少一个LED灯。
根据本发明的优选技术方案：所述主控单元包括：用于输入控制指令的控制面板，用于对输入的控制指令进行运算的控制器，所述控制面板与所述控制器连接，所述控制器与所述控制总线连接。
根据本发明的优选技术方案：所述控制器设有至少一个端口，所述端口连接一根控制总线。
根据本发明的优选技术方案：所述LED灯光照调控系统包括多个控制器，各所述控制器相互间为串联连接。
根据本发明的优选技术方案：所述LED灯光照调控系统包括多个控制器，各所述控制器相互间为并联连接。
根据本发明的优选技术方案：所述LED灯为单个的LED灯点。
根据本发明的优选技术方案：所述LED灯为多个LED灯点组成的灯组。
根据本发明的优选技术方案：在各所述支路上设置的分控单元数量与LED灯数量相同，所述分控单元一对一的控制所述LED灯，所述分控单元具有唯一地址码。
根据本发明的优选技术方案：所述分控单元与所述LED灯为一体式设计。
根据本发明的优选技术方案：所述分控单元设置在支路上并与该支路上设置的LED灯串联连接。
根据本发明的优选技术方案：所述LED灯亮度的可调范围为0-100％输出，色温的可调范围为2400k-10000k。
本发明还提供了一种LED灯光照调控方法，所述LED灯光照调控方法运用了权1所述LED灯光照调控系统，具体包括步骤：第一步、通过主控单元输入对LED灯光照效果进行色温和/或亮度调节的控制指令；第二步、通过控制总线将所述控制指令传送到相互并联的各支路上，通过设置在支路上的分控单元接收该控制指令；第三步、通过所述分控单元将控制指令传送给相应的LED灯；第四步、各LED灯单独受控，独立或与其它LED灯联合进行色温和/或亮度的变化输出。
根据本发明的优选技术方案：所述第一步具体包括步骤：一、通过控制面板输入控制指令，该控制指令为根据时间、地点、光亮度、红外感应、温度和/或外部声音变化而对LED灯的色温和/或亮度进行调控的程序源代码；二、通过控制器对输入的控制指令进行运算，输出对LED灯光照效果进行色温和/或亮度调节的控制指令。
根据本发明的优选技术方案：所述第三步具体为通过具有唯一地址码的所述分控单元将控制指令传送给与其相对应的LED灯。
本发明技术方案的有益效果在于：LED灯光照调控系统结构简单，回路只需一根控制总线即可对系统内LED灯进行亮度和/或色温的单独或联合调控，布线非常简单；LED灯光照调控方法采用程序设计，控制更加智能，可以预先设定系统内每个LED灯在不同时间的亮度和/或色温，并将多个不同位置的LED灯设定成不同亮度和/或色温组成的场景，根据人的不同活动空间设定不同的场景照明，满足人的生理需要，保护人的生理健康。
【附图说明】
图1.本发明一种LED灯光照调控系统原理结构示意图；
图2.本发明一种LED灯光照调控系统第一实施例结构示意图；
图3.本发明一种LED灯光照调控系统第二实施例结构示意图；
图4.本发明一种LED灯光照调控系统第三实施例结构示意图；
图5.本发明一种LED灯光照调控方法流程图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明技术方案进行详细说明：
请参阅图1本发明一种LED灯光照调控系统原理结构示意图。如图1所示，本发明提供了一种LED灯光照调控系统，所述LED灯光照调控系统包括：用于对所述LED灯光照调控系统进行控制的主控单元；用于传送控制指令的控制总线3；用于接收控制指令的分控单元5和用于执行控制指令，提供色温和/或亮度变化的LED灯4；其中，所述控制总线3与所述主控单元串联连接，所述控制总线3分设有多跟支路6，各支路6相互间为并联连接，在各所述支路6上设置有至少一个分控单元5和至少一个LED灯4。
在本发明的优选技术方案中所述主控单元包括：用于输入控制指令的控制面板1，用于对输入的控制指令进行运算的控制器2，所述控制面板1与所述控制器2连接，所述控制器2与所述控制总线3连接。主控单元根据输入面板设定的数据，产生控制信号，通过控制总线3发送给各支路6上设置的分控单元5，并通过所述分控单元5将控制信号的指令供给LED灯4进行色温和/或亮度的变化输出。
该控制面板1可以输入用于控制LED灯4独立或与其它LED灯4联合进行色温和/或亮度的变化输出的程序命令，可以提供各种输入接口，包括手动、遥控、声控、光控、红外感应或定时，通过该控制面板1首先设定场景，然后设定每个LED灯4的发光效果，包括：亮度可以从0-100％输出，色温从2400k-10000k平滑转换调节。
该控制器2包括控制电路、通讯电路，内置时钟和存储器，存储器可以存储设定值和定时调用设定值等各种控制指令。
所述控制器2设有至少一个端口，所述端口连接一根控制总线3，每根控制总线3上设有多根分支线路，各支路6相互间并联，在各所述支路6上设置的分控单元5数量与LED灯4数量相同，所述分控单元5一对一的控制所述LED灯4，所述分控单元5具有唯一地址码。
在本发明的技术方案中所述LED灯4可以为单个的LED灯点，也可以为多个LED灯点组成的灯组。
在本发明的技术方案中所述分控单元5与所述LED灯4可以为一体式设计，也可以相互独立设计，通过所述支路6的连接线串联连接在一起。
在图1中，所述控制器2设有一个端口，该端口连接一根控制总线3，在控制总线3上设有多根支路6，各支路6相互间并联，在各所述支路6上设置有一个分控单元5和一个LED灯4，该分控单元5与所述LED灯4没有集成为一体，采用的是分体式结构设计，通过所述支路6的连接线串联连接在一起，所述分控单元5具有唯一地址码，当所述分控单元5接收到控制总线3传输的控制指令后，将对与其在所述支路6上对应的LED灯4进行一对一的控制。
为了更好地传输控制信号，在本发明的技术方案中所述控制总线3使用两芯铜线。
请参阅图2本发明一种LED灯光照调控系统第一实施例结构示意图。如图2所示，在图2中主控单元包括用于输入控制指令的控制面板1；用于对输入的控制指令进行运算的控制器2，所述控制面板1与所述控制器2连接，所述控制器2与控制总线3连接，控制器2设有一个端口，该端口连接一根控制总线3，在控制总线3上设有多根支路6，各支路6相互间并联连接，在各支路6上设置有至少一个分控单元5和至少一个LED灯4，在各支路6上的分控单元5和LED灯4相互串联连接。
在使用过程中，根据需要可以在支路6上设置一个分控单元5和一个LED灯4，所述分控单元5具有唯一地址码，当所述分控单元5接收到控制总线3传输的控制指令后，将对与其在支路6上对应的LED灯4进行一对一的控制。
当然，根据需要在所述支路6上也可以设置两个分控单元5和两个LED灯4，此时，所述分控单元5和所述LED灯4在所述支路6上的排列顺序可以依次为分控单元5、分控单元5、LED灯4和LED灯4，也可以是分控单元5、LED灯4、分控单元5和LED灯4。
在所述支路6上也可以设置一个分控单元5和两个以上的LED灯4，此时，支路6上的所述分控单元5仍然具有唯一地址码，当所述分控单元5接收到控制总线3传输的与其地址码相对应的控制指令后，将对与其设置在同一支路6上的两个以上的LED灯4进行单独或联合控制。
在本发明的优选技术方案中所述LED灯光照调控系统包括多个控制器2，各所述控制器2相互间为串联连接，具体结构可以参阅图3，在图3中，各所述控制器2上均设有一个端口，该端口连接一根控制总线3，在控制总线3上设有多根支路6，各支路6相互间并联，在各所述支路6上设置有至少一个分控单元5和至少一个LED灯4，各所述支路6上设置的所述分控单元5和所述LED灯4相互串联连接。
在本发明的优选技术方案中所述LED灯4光照调控系统包括多个控制器2，各所述控制器2相互间通过交换机并联连接，具体结构可以参阅图4，在图4中，各所述控制器2上均设有一个端口，该端口连接一根控制总线3，在控制总线3上设有多根支路6，各支路6相互间并联，在各所述支路6上设置有分控单元5和LED灯4，各所述支路6上设置的分控单元5和LED灯4相互串联连接。
为了实现对LED灯4亮度和/或色温的逐个单独调控，在本发明的优选技术方案中设置在支路6上的所述分控单元5具有唯一地址码，采用本发明技术方案后，所述LED灯4亮度的可调范围为0-100％输出，色温的可调范围为2400k-10000k。
请参阅图5本发明一种LED灯光照调控方法流程图。如图5所示，本发明还提供了一种LED灯光照调控方法，所述LED灯光照调控方法运用了权1所述LED灯光照调控系统，具体包括步骤：第一步、通过主控单元输入对LED灯4光照效果进行色温和/或亮度调节的控制指令；第二步、通过控制总线3将所述控制指令传送到相互并联的各支路6上，通过设置在支路6上的分控单元5接收该控制指令；第三步、通过所述分控单元5将控制指令传送给相应的LED灯4；第四步、各LED灯4单独受控，独立或与其它LED灯4联合进行色温和/或亮度的变化输出。
在本发明的优选技术方案中，所述第一步具体包括步骤：一、通过控制面板1输入控制指令，该控制指令为根据时间、地点、光亮度、红外感应、温度和/或外部声音变化而对LED灯4的色温和/或亮度进行调控的程序源代码；二、通过控制器2对输入的控制指令进行运算，输出对LED灯4光照效果进行色温和/或亮度调节的控制指令。
在本发明的优选技术方案中，所述第三步具体为通过具有唯一地址码的所述分控单元5将控制指令传送给与其相对应的LED灯4。
本发明LED灯4光照调控系统兼容标准TCP/IP协议，兼容现有以太网，兼容RS485方式传输。
LED灯4光照调控系统中设置的LED灯4可以为LED筒灯、LED日光灯、LED灯4条或LED灯4带。
采用本发明所述技术方案在客厅照明中的实例可以通过编程设计成：
起床场景：起床后房间LED灯4光亮度输出30％，色温2700k；过五分钟后，LED灯4光亮度平滑过渡到输出50％，色温4000k；过十五分钟后，LED灯4光亮度平滑过渡到输出80％，色温5500k。
晚餐聚会场景：餐桌照明LED灯4光亮度输出100％，色温6000k；客厅穹顶亮度输出60％，色温3000k，客厅角落、边缘照明灯输出30％，色温3000k。
电视休闲场景：电视机前照明LED灯4光亮度20％输出，其它LED灯10％输出。
采用本发明所述技术方案在夜间房间照明中的实例可以通过编程设计成：
夜晚起来上厕所，起床后通过声控，说：灯！房间内的LED灯4只亮一盏天花灯，色温2700k，亮度10％，房间照度3lux，相当于一个蜡烛的亮度。因为人眼刚睁开，如果一下子把房间内的灯全开亮，眼睛不能适应，反而影响人的行动。
从卧室到厕所的通道有1-2盏走道灯，亮度依次为10lux、30lux，等人到了厕所，厕所灯打开到50％输出，色温3500k，人眼已经完全适应环境光。
用完后，只需要按下开关，厕所灯亮度从50％-0，缓慢熄灭。人走回床上，走道灯和卧室灯先后自动熄灭，人又从新回到梦乡。
本发明技术方案的有益效果在于：LED灯光照调控系统结构简单，回路只需一根控制总线3即可对系统内LED灯4进行亮度和/或色温的单独或联合调控，布线非常简单；LED灯光照调控方法采用程序设计，控制更加智能，可以预先设定系统内每个LED灯4在不同时间的亮度和/或色温，并将多个不同位置的LED灯4设定成不同亮度和/或色温组成的场景，根据人的不同活动空间设定不同的场景照明，满足人的生理需要，保护人的生理健康。
而且，系统内LED灯4和控制电路分离，不同支路6上的各LED灯4相互间的连接方式为并联，不会相互影响，单个LED灯4的损坏不会影响其它LED灯4的正常工作，维修时只需单独更换受损LED灯4即可。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。