1.本技术涉及led调光领域，特别是涉及一种室内调光系统。
背景技术：2.灯具是为室内空间提供照明功能和装饰效果的基础设施，在进行灯光设计时需综合考虑场所、不同使用环境的视觉需求，例如展厅、医院、学校、图书馆、办公室等场所的照明环境，若照明效果不佳极容易引起视觉疲劳，造成损害视力、降低学习工作效率等问题。
3.但现有的室内照明未考虑到自然光的光照强度、光线入射方向、室内环境采光等多个外部因素对室内照明环境的影响，从而导致室内光照度不佳、分布不均匀等问题。
技术实现要素：4.鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供模型预测的室内调光方法、系统、终端及介质，用于解决现有的室内照明未考虑到自然光的光照强度、光线入射方向、室内环境采光等多个外部因素对室内照明环境的影响，从而导致室内光照度不佳、分布不均匀等问题。
5.为实现上述目的及其他相关目的，本技术的第一方面提供一种基于模型预测的室内调光方法，包括：将一室内空间中指定位置的预设照明参数作为预训练照明参数预测模型的输出参数，以反向获得多个作为模型输入参数的所述室内空间中多个采集点的理论照明参数；所述控制模块获取多个采集点的理论照明参数，并根据各采集点的理论照明参数来相应调节所述照明组件，以将所述指定位置的实测照明参数调整至与预设照明参数相一致。
6.于本技术的第一方面的一些实施例中，所述控制模块与照明组件、传感组件之间通过集成的通信模块时间通信连接，通信方式包括无线通信和有线通信；所述通信模块包括蓝牙通讯模块、wifi通讯模块、移动网络通讯模块、zigbee通讯模块、nb-iot通讯模块、或者mavlink通讯模块。
7.于本技术的第一方面的一些实施例中，所述照明组件包括一或多个照明灯具；在调光过程中，将照明灯组作为调光对象进行分组调光，和/或将单个照明灯具作为调光对象进行单独调光。
8.于本技术的第一方面的一些实施例中，所述照明灯具的类型包括天花灯、吸顶灯、吊灯、壁灯、射灯、台灯、落地灯、教室灯、建筑灯、工矿灯中的一种或多种组合。
9.于本技术的第一方面的一些实施例中，所述传感组件包括如下任一种或多种的组合：照度传感器、湿度传感器、温度传感器。
10.于本技术的第一方面的一些实施例中，所述照明参数包括如下任一种或多种参数的组合：照度、照度均匀度、色温、显色指数、光通量、亮度。
11.于本技术的第一方面的一些实施例中，所述控制模块包括中央处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、分立门或者晶体管逻辑器件或者分立硬件组
件。
12.于本技术的第一方面的一些实施例中，所述传感组件用于采集所述室内空间中多个采集点的实测照明参数，并将所述实测照明参数传输至所述控制模块，供输入一深度神经网络中进行训练后得到该室内空间中任一指定位置的照明参数预测模型。
13.如上所述，本技术的一种室内调光系统，具有以下有益效果：本技术针对周围环境照明变化，利用传感组件、控制模块和照明组件所构建的调光系统实时调整室内照明参数，以便对不同环境下的室内环境、某一指定区域/平面/位置进行恒照度照明控制，室内始终保持高效照明、均匀照度、视觉舒适的照明环境，有效降低照明能耗，提高照明光源的有效利用率。
附图说明
14.图1显示为本技术一实施例中室内调光系统的结构示意图。
15.图2显示为本技术一实施例中教室照明应用场景的示意图。
具体实施方式
16.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
17.需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本技术的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本技术的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本技术的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本技术。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
18.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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技术中的具体含义。
19.再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
20.为解决上述背景技术中的技术问题，本实用新型提供一种融合环境的室内恒照度调光系统和方法，可使室内空间、某一指定区域、平面或位置始终保持恒照度照明。为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定实用新型。
21.如图1所示，展示了本实用新型在一实施例中室内调光系统的结构示意图。所述调光区域协同控制系统包括至少一个照明组件11、至少一个传感组件12和控制模块13。所述照明组件11设于室内空间中，用于为室内空间提供照明；所述传感组件12也位于室内空间中，用于监测照明参数；所述控制模块13通信连接所述照明组件11和传感组件12。
22.需说明的是，所述控制模块13与传感组件12、照明组件11之间可通过集成的通信模块实现通信连接，通信方式包括无线通信连接和有线通信连接，例如：蓝牙通讯模块、wifi通讯模块、移动网络通讯模块、zigbee通讯模块、nb-iot通讯模块、或者mavlink通讯模块等，本实施例不做限定。
23.每个所述照明灯组11包括至少一盏照明灯具，照明灯具的类型包括但不限于天花灯、吸顶灯、吊灯、壁灯、射灯、台灯、落地灯、教室灯、建筑灯、工矿灯中的一种或多种组合。在调光过程中，可将照明灯组作为调光对象进行分组调光，和/或将单个照明灯具作为调光对象进行单独调光。
24.当多个灯具分别单独受控时，即控制模块分别控制多个所述灯具中的任一灯具，每一灯具分别接收控制模块所发送的控制信号，并按照控制信号对应调控灯具的照明状态；当多个灯具分组受控时，即控制模块分别控制多个所述灯具中的任一组灯具，每组灯具分别接收控制模块发送的控制信号，并按照控制信号对应调控灯具的照明状态。需要说明的是，灯具可按布局方式、照明区域等规则分组设置。例如，将室内灯具中的同一排灯具设置为同组灯具，并分为第一排灯具、第二排灯具和第三排灯具，每排灯具作为同组灯具受控，控制模块可向任一排灯具发送控制信号，在第二排灯具接收到控制模块发送的控制信号后，按照该控制信号调控第二排灯具的照明状态。
25.所述传感组件12主要用于采集室内环境的照明参数，可根据室内面积或实际使用需求配备一个或多个传感器。其中，传感器的类型包括但不仅限于如照度传感器、湿度传感器、温度传感器等。照度传感器用于实时采集室内环境中的照明参数，所谓照明参数包括但不仅限于照度、照度均匀度、色温、显色指数等；湿度传感器和温度传感器分别用于采集室内环境的湿度参数和温度参数。可选的，传感器之间可通过有线或无线的方式互联，从而使各传感器之间协同布置和信息共享。
26.进一步地，当配备有一个照度传感器时，照度传感器优选安装于照明参数采集面、区域或位置，或者安装于室内天花板上并朝向照明参数采集面、区域或位置。当配备有多个照度传感器时，照度传感器可按照环境分别设置于不同位置，例如，安装于照明参数采集面、安装在室内天花板上、朝向采光窗安装等。
27.所述控制模块13可以为单独设立的硬件处理元件，也可以通过集成于芯片(system-on-a-chip，简称soc)上的等硬件设备实现，其具有信号的处理能力；控制模块包括但不仅限于集成有中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegrated
circuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
28.需说明的是，当对室内的照明组件进行控制时，可用室内其他任意一位置的照度值代替平面任意一点的照度值，即安装于任意一个位置的传感组件可以与某一平面/某一区域产生唯一对应的照度传递比。
29.在一些示例中，所述控制模块13获取多个采集点的理论照明参数，并根据各采集点的理论照明参数来相应调节所述照明组件11，以将所述指定位置的实测照明参数调整至与预设照明参数相一致；各采集点的理论照明参数通过将所述预设照明参数作为预训练照明参数预测模型的输出参数来反向获得。其中，调节所述照明组件11主要是指控制模块13按照各采集点的理论照明参数生成各照明组件11的照明控制指令，照明组件11接收到所述照明控制指令后调整至对应的照明状态，以实现保持恒照度，即随着室内环境的变化自动进行照度补偿。
30.值得强调的是，本实用新型提供的室内调光系统是一套硬件系统，其包含的照明组件、传感组件及控制模块也都是硬件模块，该硬件系统可以单独使用，也可以结合软件或程序使用，用于实现训练深度神经网络的功能。但应理解的是，本实用新型本身要保护的，不涉及任何软件技术的更新。举例来说，所述传感组件12用于采集所述室内空间中多个采集点的实测照明参数，并将所述实测照明参数传输至所述控制模块13，供所述控制模块13将所述实测照明参数输入一深度神经网络中进行训练，以得到该室内空间中任一指定位置的照明参数预测模型。需说明的是，所述控制模块可自行训练深度神经网络，也可以将接收到的实测照明参数传至外部设备(例如上传至一云端服务器)，供外部设备来训练深度神经网络。
31.在一些示例中，所述照明参数包括如下任一种或多种参数的组合：照度、照度均匀度、色温、显色指数、光通量、亮度，本实施例不做限定。另外，所述照明组件11设调整至对应的照明状态包括调整照明光通量、照明色温、照明颜色、照明时间中的任一种或多种组合。
32.为便于理解，控制模块13结合软件或程序可实现如下的建模过程：预设室内某一指定位置的照明参数。采集室内环境中的多个采集点的实测照明参数参数x1…
xn。将采集到的所述实测照明参数参数x1…
xn输入深度神经网络中进行训练，以得到各个指定位置所对应的照明参数预测模型。使用所述照明参数预测模型对待预测照度的空间位置进行预测，并输出所述待预测照度的空间位置的照度预测结果，并轻载化输出轻量拟合方程y＝model(x)。将指定位置的预设照度作为y值代入上述轻量拟合方程中，反向预测该指定位置在照明参数y时所对应的多个采集点的理论照明参数。根据反向预测得到的多个采集点的理论照明参数来调控室内照明状态，从而使室内环境中指定位置保持预设恒照度。
33.需说明的是，所述深度神经网络是机器学习领域中的一种技术，其可以理解为很多隐藏层的神经网络，包括dnn前向传播算法或dnn反向传播算法(back propagation bp算法)。由于bp神经网络的恒照度模型能够自适应，自主学习，拥有较强的非线性映射能力，以及较强的泛化能力。
34.进一步地，控制模块13接收传感组件12所采集的第一照明参数，以第一照明参数作为bp神经网络的输入值进行反复学习训练，得到室内环境中任一指定位置(如任一区域、任一平面或任一点位)的照明参数与所述第一照明参数之间对应的预测模型。利用该预测
模型即可实现对室内任一指定位置的照明参数进行预测，再按照实时采集的室内环境中的照明参数来反向预测出某一指定位置所需的理论照明参数，以理论照明参数作为目标值来调整各照明组件，生成控制信号并发送至对应的照明组件，使相应的照明组件在接收到控制信号后调整其照明状态，直至室内指定某一平面、某一区域或某一位置保持预设恒照度。
35.为便于理解，下文以教室照明为应用场景并结合图2来进行解释说明。需说明的是，教室照明和室内常规照明不同，为保障教室整体空间的照明质量，照明系统除了在照度、均匀度等一些硬性指标要达标外，还应考虑照明光对人体健康的影响，例如桌面平均照度、眼部垂直照度、光源的显色性等视觉需求指标，教室内不同位置的桌面照度不同，有的位置亮有的位置暗，存在照度分布不均匀的情况，不均匀的光照分布对于座位不同的学生来说，很大程度上伤害了视力。
36.在图2中所展示的教室内部布局中，教室顶部安装有三列等距纵向排布的9个灯具，将9个灯具按三列纵向排布分为灯组1、灯组2、灯组3，灯组1、灯组2、灯组3分组受控，将1个传感器布置在教室中部的横梁处，各灯组、传感器和控制模块之间通信连接。
37.本实施例以预设教室内课桌高度70cm的桌面照度维持500lux为例进行说明，如图中所示，图中x11-x33代表9个分别处于不同位置的桌面照度，位于教室中央的传感器采集室内环境中x11-x33各位置的实时照度值，将传感器实时照度值传输至控制模块，控制模块将传感器采集的多个照度值输入bp神经网络，从而学习训练出室内环境中各位置的照度预测模型，为使教室中x11-x33各位置都能保持同一照度，实时采集室内环境中的照明参数，使用照度预测模型来反向预测出桌面高度保持同一照度时室内x11-x33各位置上的所需桌面照度值，进而以不同位置的桌面照度值计算灯组1、灯组2、灯组3的照度调整值，并生成控制信号分别传输至灯组1、灯组2和灯组3，使灯组1、灯组2和灯组3按照控制信号对应调整灯具的照明亮度，例如灯组1增加照明亮度，灯组2、灯组3减小照明亮度，使教室中的学生桌面高度平面始终保持500lux的照度值。
38.再次说明的是，本实用新型提供的是一套硬件系统，其可与软件或程序结合使用，但其本身并不涉及任何软件技术的更新。另外，本实用新型所提供的智能照明技术和原有的灯具单控开关的灯控技术不同，需要考虑不同环境条件下的照明效果，使室内照明能满足多色温、可调光条件，实现白天、夜间、投影分时段、分模式调光以及白天、夜间时段的智能色温调节。正基于此，本实用新型提供一种融合环境的室内恒照度调光系统和方法，从而对不同环境下的室内场所、某一指定区域、某一指定平面或某一指定位置进行恒照度照明控制。
39.综上所述，本技术提供一种室内调光系统，本技术针对周围环境照明变化，利用传感组件、控制模块和照明组件所构建的调光系统实时调整室内照明参数，以便对不同环境下的室内环境、某一指定区域/平面/位置进行恒照度照明控制，室内始终保持高效照明、均匀照度、视觉舒适的照明环境，有效降低照明能耗，提高照明光源的有效利用率。所以，本技术有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
40.上述实施例仅例示性说明本技术的原理及其功效，而非用于限制本技术。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本技术的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本技术所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本技术的权利要求所涵盖。
技术特征：1.一种室内调光系统，其特征在于，包括：至少一个照明组件，设于室内空间中；至少一个传感组件，设于所述室内空间中，用于检测照明参数；控制模块，通信连接所述照明组件和传感组件；所述控制模块获取多个采集点的理论照明参数，并根据各采集点的理论照明参数来相应调节所述照明组件，以将所述指定位置的实测照明参数调整至与预设照明参数相一致。2.根据权利要求1所述室内调光系统，其特征在于，所述控制模块与照明组件、传感组件之间通过集成的通信模块时间通信连接，通信方式包括无线通信和有线通信；所述通信模块包括蓝牙通讯模块、wifi通讯模块、移动网络通讯模块、zigbee通讯模块、nb-iot通讯模块、或者mavlink通讯模块。3.根据权利要求1所述室内调光系统，其特征在于，所述照明组件包括一或多个照明灯具；在调光过程中，将照明灯组作为调光对象进行分组调光，和/或将单个照明灯具作为调光对象进行单独调光。4.根据权利要求3所述室内调光系统，其特征在于，所述照明灯具的类型包括天花灯、吸顶灯、吊灯、壁灯、射灯、台灯、落地灯、教室灯、建筑灯、工矿灯中的一种或多种组合。5.根据权利要求1所述室内调光系统，其特征在于，所述传感组件包括如下任一种或多种的组合：照度传感器、湿度传感器、温度传感器。6.根据权利要求1所述室内调光系统，其特征在于，所述照明参数包括如下任一种或多种参数的组合：照度、照度均匀度、色温、显色指数、光通量、亮度。7.根据权利要求1所述室内调光系统，其特征在于，所述控制模块包括中央处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列、分立门或者晶体管逻辑器件或者分立硬件组件。8.根据权利要求1所述室内调光系统，其特征在于，所述传感组件用于采集所述室内空间中多个采集点的实测照明参数，并将所述实测照明参数传输至所述控制模块，供输入一深度神经网络中进行训练后得到该室内空间中任一指定位置的照明参数预测模型。
技术总结本申请提供一种室内调光系统，包括：至少一个照明组件，设于室内空间中；至少一个传感组件，设于所述室内空间中，用于检测照明参数；控制模块，通信连接所述照明组件和传感组件；所述控制模块获取多个采集点的理论照明参数，并根据各采集点的理论照明参数来相应调节所述照明组件，以将所述指定位置的实测照明参数调整至与预设照明参数相一致；各采集点的理论照明参数是通过将所述预设照明参数作为预训练照明参数预测模型的输出参数来反向获得的。本申请针对周围环境照明变化，利用传感组件、控制模块和照明组件所构建的调光系统实时调整室内照明参数，对不同环境下的室内环境进行恒照度照明控制，有效降低照明能耗，提高照明光源的有效利用率。光源的有效利用率。光源的有效利用率。
技术研发人员：姜玉稀 陈琪 帅应红 文星
受保护的技术使用者：上海三思电子工程有限公司
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/7/5
