CN102548110A - 室内情调灯光*** - Google Patents

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刘群
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Abstract

本发明公开了一种室内情调灯光***，其包括：至少一个设于室内的情调灯；一存储有场景文件的遥控器，用于以无线通信的方式控制该至少一个情调灯播放场景文件；一存储有多个场景文件的场景文件数据库，该遥控器以无线通信方式从该场景文件数据库下载场景文件。本发明能够利用情调灯自动调节室内的灯光明暗，实现丰富多彩的灯光场景效果，营造出温馨舒适的灯光氛围，给予住户以崭新的声光互动体验，为生活带来更多的乐趣，提高生活品质。

Description

室内情调灯光***
技术领域
本发明涉及艺术灯光控制技术，特别是涉及一种室内情调灯光***。
背景技术
近年来，随着LED产业的飞速发展，LED照明灯具已经凭借其节能可控等优势在市场上占据了越来越大的份额。目前，LED照明灯具主要集中地应用于高层建筑以及广场等场合中的艺术景观照明。在这样的应用场合中，一方面采用的LED景观灯的数量较多，另一方面利用这些LED景观灯所实现的场景效果也要求有较高的立体感以及震撼力，因此通常需要由专业人员首先编辑生成较为复杂的场景文件，然后再利用功能比较强大的服务器来对该些LED景观灯的运行状态进行实时控制，从而实现对编辑生成的场景文件的流畅播放，最终获得壮观的艺术景观效果。
然而，随着社会的发展以及对生活品质的不断追求，人们开始希望将情境照明的概念拓展到日常的家居生活中，利用LED情调灯自动调节室内的灯光明暗，实现丰富多彩的灯光场景效果，营造出温馨舒适的灯光氛围，从而提高生活品质。
但是，目前市面上专用于室内的以改善情境氛围为目的的情调灯光***还非常稀少，而适用于高层建筑和广场等场合的大型艺术景观照明***又因其技术复杂、控制难度高、成本高昂等缺陷难以直接转用至家居环境。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中仍然欠缺实用的室内情调灯光***的缺陷，提供一种能够自动调节室内的灯光明暗、实现丰富多彩的灯光场景效果的室内情调灯光***。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种室内情调灯光***，其特点在于，其包括：至少一个设于室内的情调灯；一存储有场景文件的遥控器，用于以无线通信的方式控制该至少一个情调灯播放场景文件；一存储有多个场景文件的场景文件数据库，该遥控器以无线通信方式从该场景文件数据库下载场景文件。
较佳地，该遥控器以每秒10帧以上的速度向该至少一个情调灯发送场景文件的各帧效果数据。
较佳地，场景文件的每帧效果数据中包括每个该情调灯的发光色温和发光亮度。
较佳地，每个该情调灯均具有以下运动自由度中的一个或多个：水平移动、上下移动以及发光方向转动，场景文件的每帧效果数据中还包括每个该情调灯的水平位置、高度以及发光方向。
较佳地，每个该情调灯均具有一灯地址，各情调灯的灯地址各不相同。
较佳地，该遥控器与该至少一个情调灯之间以红外方式通信或利用ISM(Industrial Scientific Medical Band，2.4GHz频段)频段通信。
较佳地，该室内情调灯光***还包括一与该场景文件数据库通过互联网相连的无线路由器，该遥控器以WIFI方式通过该无线路由器从该场景文件数据库下载场景文件。
较佳地，该室内情调灯光***还包括一设于室内的PC，该PC包括一用于离线生成场景文件的场景文件编辑模块，该遥控器从该PC下载由该场景文件编辑模块离线生成的场景文件。
较佳地，该场景文件编辑模块以动画文件和/或音频文件为素材离线生成场景文件。
较佳地，该场景文件编辑模块提供对离线生成的场景文件的预览。
较佳地，该遥控器以USB方式从该PC下载由该场景文件编辑模块离线生成的场景文件。
较佳地，该PC通过互联网将由该场景文件编辑模块离线生成的场景文件上传至该场景文件数据库、并从该场景文件数据库下载场景文件，该遥控器还从该PC下载来自该场景文件数据库的场景文件。
较佳地，该遥控器包括一用于采集音频信号的音频信号采集模块，以及一用于根据该音频信号采集模块采集到的音频信号实时生成场景文件的场景文件实时生成模块。
较佳地，该音频信号采集模块从一音响设备处接受音频信号输入，和/或，从一设于室内的微型麦克风处接受音频信号输入。
较佳地，该遥控器还用于接收该至少一个情调灯反馈的运行状态参数。
较佳地，该运行状态参数包括该至少一个情调灯的内部温度值、电流值和场景文件的播放帧数。
较佳地，每个该情调灯均具有至少一个传感器，并根据该至少一个传感器获得的传感信号改变该情调灯的发光色温和/或发光亮度。
较佳地，该至少一个传感器包括：温度传感器、振动监测传感器和无线信号监测传感器。
较佳地，每个该情调灯以及该遥控器均采用单片机、ARM(一种嵌入式处理器)或DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)作为核心CPU。
较佳地，该遥控器具有一用于显示对该至少一个情调灯的控制信息以及用于供用户输入对该至少一个情调灯的控制指令的LCD触摸屏。
较佳地，每个该情调灯的发光源均为彩色LED。
本发明的积极进步效果在于：本发明将情境照明的概念拓展到日常的家居生活中，用户可以从场景文件数据库获得丰富多样的场景文件，利用遥控器对室内的情调灯的运行状态进行灵活多样的实时控制，利用情调灯自动调节室内的灯光明暗，实现丰富多彩的灯光场景效果，营造出温馨舒适的灯光氛围，给予住户以崭新的声光互动体验，为生活带来更多的乐趣，提高生活品质。
附图说明
图1为本发明的该室内情调灯光***的架构示意图。
图2为本发明中的情调灯的结构示意图。
图3为本发明中的遥控器的结构示意图。
图4为本发明中在PC上进行场景文件编辑的流程示意图。
图5为本发明中的场景文件资源网站的架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1所示，本发明的该室内情调灯光***首先包括至少一个设于住户的家居环境中的情调灯，以及一个与该至少一个情调灯相适配的遥控器。本发明对情调灯的数量不做限制，例如可以设置情调灯1a、1b以及1c。该遥控器2中存储有一个或多个场景文件，并且该遥控器2以无线通信的方式实时地控制该些情调灯的运行，以使得该些情调灯对该遥控器2中存储的某一场景文件进行播放，从而在室内实现丰富多彩的灯光场景效果。
该些情调灯可以采用LED情调灯，即其发光源可以为彩色LED，因此该些情调灯将可以实现四色或多色组合的发光效果，甚至可以实现全彩RGB的发光效果，色域范围较广。
为了方便用户使用，该遥控器2可以采用一LCD触摸屏，用户可以在显示屏上直观地获知每个情调灯的运行状态，并且还可以在触摸屏上便捷地对场景文件进行选择，以及对该些情调灯的运行模式进行设定。
当用户选定了希望播放的某一场景文件之后，该遥控器2便将以每秒10帧或更高的速度向各个情调灯发送该场景文件的各帧效果数据，每一帧的效果数据中含有对各个情调灯的控制数据，例如每个情调灯的发光色温以及发光亮度等控制参数。
为了实现更加灵活多样的灯光场景效果，还可以将该些情调灯设计为可以在一个或多个运动自由度上进行受控运动，此时，场景文件的每一帧效果数据中自然应当包含每个情调灯的水平位置、高度和/或发光方向等控制参数，而各个情调灯在收到这样的控制数据之后，便会执行相应的水平移动、上下移动以及发光方向的转动等动作。
由于在场景文件的播放过程中，各个情调灯之间是不会进行任何通信的，因此，根据不同的场景文件，若各个情调灯的运行状态并不是一致改变的，而是需要相互联动同步地执行各不相同、但相互映衬的改变时，便需要给每一个情调灯分别分配一各不相同的灯地址，该灯地址设置功能可以通过例如在灯的外壳上设计相应按键或是拨码开关等结构来实现。这样一来，该遥控器2在对各个情调灯进行控制时，便可以利用不同的灯地址来区分各个情调灯。
另外，该遥控器2不仅能够向该些情调灯发送控制数据，还能够从该些情调灯接收反馈的运行状态参数，例如每个情调灯的内部温度值、电流值以及当前的场景文件播放帧数等等，以便对各个情调灯的工作状态进行良好的监控。
该遥控器与各个情调灯之间可以以红外方式进行通信，也可以利用ISM频段进行通信。
然而，该遥控器2在出厂时自带的场景文件毕竟数量有限，而且其能够实现的灯光场景效果也未必能够完全满足住户的个性化需求，因此为了向用户提供尽可能丰富多样的场景文件资源，该室内情调灯光***还包括有一场景文件资源网站3，该网站3可以由该室内情调灯光***的生产厂商建立并维护一场景文件数据库来实现。将该网站3作为专业人员以及普通用户交流场景文件资源的平台，他们可以将自己编辑的认为有价值的场景文件上传至该网站3，即上传至该场景文件数据库中，并可以同时注明该场景文件的共享是免费的还是收费的，该网站3的审核人员会对上传的该场景文件进行审核，并在审核合格之后将其正式发布在该网站3上。
由此，用户便可以通过该遥控器2以无线通信的方式从该网站3下载各种个性化的场景文件。具体地，该遥控器2可以具备一WIFI接口，当住户家中有一接入互联网的无线路由器4时，住户便可以利用该遥控器2以WIFI方式通过该无线路由器4登陆该网站3，然后选择下载自己喜爱的场景文件。
用户也可以自己在家中编辑生成喜爱的场景文件，该室内情调灯光***的生产厂商会附赠一场景文件编辑软件，住户可以在自家的PC 5上安装该软件，这样一来，住户便可以根据自己的审美情趣在自家的PC 5上离线生成具有理想的灯光场景效果的场景文件，然后利用该遥控器2从住户自家的PC 5中下载住户自行编辑的场景文件，继而应用在自己的家居环境中，该下载过程可以通过例如通用的USB接口实现。
生产厂商附赠的该场景文件编辑软件无需用户具备专业的编辑知识，操作可以非常简便，用户可以以现成的多媒体文件(格式不限，例如flash、avi、wav、mp3等等)，例如动画文件和/或音频文件为编辑素材，还可以凭兴趣结合一定的手动绘制来生成需要的场景文件，并且该软件还可以对制作好的场景文件提供二维或是三维的播放预览功能，供用户对其进行进一步的完善。
当然，当住户自己的该PC 5接入互联网时，住户还可以将自己离线编辑的场景文件上传至该场景文件资源网站3，或者是通过该PC 5从该网站3下载其他人制作好的场景文件，然后再下载至该遥控器2中进行使用。
另外，该室内情调灯光***还可以与住户家中的声音环境进行有趣的互动。此时，该遥控器2需要具有一音频信号采集模块以及一场景文件实时生成模块，该场景文件实时生成模块可以根据该音频信号采集模块实时采集到的音频信号实时地生成场景文件，当住户设定该些情调灯实时地播放该场景文件时，该些情调灯所营造出的灯光环境便会与该音频信号形成互动，由此构成新奇的声光互动体验。该音频信号采集模块可以有两类信号源，一是住户家中的音响设备，此时该些情调灯将随着该音响设备所播放的音乐改变灯光场景效果；二是室内的环境声，该环境声可以利用一设于室内的微型麦克风探测而得，此时该些情调灯将随着住户室内的人声或音乐声的轻重缓急而变换灯光场景效果。
进一步地，每个情调灯还可以具备下列传感器中的一种或多种：温度传感器、振动监测传感器以及无线信号监测传感器等等，并且每个情调灯还能够随着该些传感器的传感信号的改变而变换自己的灯光状态。例如，当该些情调灯中设有振动监测传感器时，当用户随着心情轻轻地敲击情调灯时，情调灯便会瞬间改变其发光色温和/或发光亮度，以与用户形成良好的互动。又例如，当该些情调灯中设有无线信号监测传感器时，当用户的手机接收到短信或是电话时，情调灯便能够瞬间探测到无线信号强度的改变，从而轻柔地改变其发光色温和/或发光亮度，由此以温柔的方式提醒用户及时查看手机信息。
接下来，对本发明中的该些情调灯以及该遥控器2的硬件条件进行简要的说明。
如图2所示，每个该情调灯的控制结构可以分为如下几个部分：
1、数据解析模块
该模块可以采用单片机、ARM或DSP作为其核心CPU，例如采用ARM7系列处理器(如LPC2214)作为情调灯的核心CPU，另外，外扩SRAM(StaticRAM，具有静止存取功能的内存)存储芯片来增加程序运行时的内存。该模块主要是负责进行数据的解压、发送，以及对各种传感器的传感信号进行综合分析。
2、传感器模块
各种传感器通过AD接口(模拟-数字转换接口)采集模拟数据并进行数字化处理，最后送到CPU进行分析。
3、LED驱动模块
为了提高LED的使用寿命、满足预期的亮度要求，并保证各个LED亮度、色温的一致性，可以采用恒流驱动芯片来驱动每颗LED。典型的恒流驱动芯片例如DM413，MBI6651等。
4、无线通信接口
可以采用例如红外或2.4Ghz的ISM频段的无线芯片来实现此功能，无线芯片与该情调灯的CPU之间通过串口进行数据交换。
如图3所示，该遥控器2由以下几部分组成：
1、效果数据生成处理模块
该模块可以采用单片机、ARM或DSP作为其核心CPU，例如采用ARM9芯片作为其核心CPU，并且该遥控器2具备嵌入式linux操作***。
该模块具有：
1)较高的***主频和较大的内存
该模块需要频繁地读取每帧的效果数据进行计算，以及处理音频信号等传感数据，因此对***的主频和内存有一定的要求，此处可以选用ARM9作为其CPU，一般ARM9芯片的主频都在200MHz以上。另外，通过增加64M的SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器)来扩充***的内存。
2)较大的存储器
该模块需要储存程序、配置文件以及场景文件，场景文件一般需要占用较大的空间，因此***中采用64M的Nand Flash(一种非易失闪存技术)来保存程序映像文件，而场景文件和播放列表等则都保存在SD卡中，SD卡的容量一般都比较大，可达1G的空间，足可满足***要求。
3)具备USB接口
该接口用来与PC进行通信，更新场景文件以及播放列表。
2、音频信号采集模块
1)信号源
根据上文所述，该模块支持两类音频信号的输入：通过微型麦克风探测到的环境声，以及，音响设备直接输出的模拟信号。通过音频插头直接输入时域波形，便可以采集到高质量的声音信号。
2)数据采集
接收到的音频信号均为模拟信号，需要通过采样转化为数字信号，以便于对其进行处理，其中采样率动态可设。
3)FFT变换(快速傅里叶变换)
对数字化的音频信号进行快速傅里叶变换，计算出敏感范围内的频率幅值等参数，为场景文件的动态实时生成提供输入参数。
4)场景文件的生成
将处理后的音频信号参数输入场景文件实时生成程序，以生成与声音环境同步变换的场景效果，从而达到声光互动的目的。
3、LCD触摸屏
如上所述，为了提高与用户的交互性，增强用户体验，该遥控器带有一LCD液晶显示屏和触摸屏，液晶屏大小可以为例如2.8英寸，分辨率可以为例如400*240，触摸屏则可以采用电阻式或电容式的感应方式。
4、WIFI接口
该接口为可选接口，为了提高***的场景文件更新能力，可以在该遥控器2上集成WIFI无线模块，通过连接已接入互联网的无线路由器来实现直接从场景文件资源网站下载场景文件，而无需通过PC完成下载。
虽然在PC上编辑场景文件已为本领域技术人员的公知技术，但为了教导普通用户，此处参考图4对该编辑流程进行简要说明。
首先是准备素材，目前常用的多媒体文件都可以作为该场景文件编辑软件的素材。但素材有时并不能直接满足场景效果制作的需要，因此需要对素材进行进一步的修改，另外还可以手动绘制场景效果。场景效果的制作过程是一个采样过程，通过位置匹配，将编辑过后的素材画面像素点颜色值映射到灯点像素颜色值，从而逐帧地完成场景效果的制作。另外也可以通过设置固定旋律发生器参数来生成一些旋律花色，如整体渐变、流水、流星等效果。制作出的场景文件可通过预览模块进行预览，如果还不能满足要求，则重新进行编辑，重复此制作过程，直到满意为止。效果满意后，可以通过下载模块将该场景文件下载到遥控器中。
图5所示则为该场景文件资源网站的运作架构图。
用户在该网站完成注册之后，便可以将制作好的场景文件直接上传到该网站，但此时该场景文件还不是对外开放的，需要等待网站的审核人员进行审核，如果场景效果的描述文字与实际的场景效果一致，并且该场景效果也符合各项法规，则该场景文件便会被正式发布并进入开放状态，而如果未通过审核，则会通知上传用户，并将该场景文件置入草稿箱。
普通用户在登陆该网站后，可以根据自己的喜好选择下载场景文件，有些场景文件是免费的，有些则是收费的，这取决于该场景文件的制作者上传该场景文件时所设置的类别和收费价格。用户在下载收费的场景文件时可以通过网银等在线支付***支付费用给该场景文件的制作上传者，当然该网站为了其自身的运营需要也会收取一定的手续费。
普通用户在下载了场景文件后，便可以通过PC将该场景文件下载到遥控器中，而如果是遥控器直接联网下载，则该场景文件就已经保存在遥控器中了。
需要说明的是，本发明中涉及的各个功能模块均可通过现有硬件芯片的组合以及现有的软件设计手段实现，其具体的电路板设计和具体的编程实现过程在此不做赘述。
综上所述，本发明能够利用情调灯自动调节室内的灯光明暗，实现丰富多彩的灯光场景效果，营造出温馨舒适的灯光氛围，给予住户以崭新的声光互动体验，为生活带来更多的乐趣，提高生活品质。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种室内情调灯光***，其特征在于，其包括：
至少一个设于室内的情调灯；
一存储有场景文件的遥控器，用于以无线通信的方式控制该至少一个情调灯播放场景文件；
一存储有多个场景文件的场景文件数据库，该遥控器以无线通信方式从该场景文件数据库下载场景文件。
2.如权利要求1所述的室内情调灯光***，其特征在于，该遥控器以每秒10帧以上的速度向该至少一个情调灯发送场景文件的各帧效果数据。
3.如权利要求2所述的室内情调灯光***，其特征在于，场景文件的每帧效果数据中包括每个该情调灯的发光色温和发光亮度。
4.如权利要求3所述的室内情调灯光***，其特征在于，每个该情调灯均具有以下运动自由度中的一个或多个：水平移动、上下移动以及发光方向转动，场景文件的每帧效果数据中还包括每个该情调灯的水平位置、高度以及发光方向。
5.如权利要求1所述的室内情调灯光***，其特征在于，每个该情调灯均具有一灯地址，各情调灯的灯地址各不相同。
6.如权利要求1所述的室内情调灯光***，其特征在于，该遥控器与该至少一个情调灯之间以红外方式通信或利用ISM频段通信。
7.如权利要求1所述的室内情调灯光***，其特征在于，该室内情调灯光***还包括一与该场景文件数据库通过互联网相连的无线路由器，该遥控器以WIFI方式通过该无线路由器从该场景文件数据库下载场景文件。
8.如权利要求1所述的室内情调灯光***，其特征在于，该室内情调灯光***还包括一设于室内的PC，该PC包括一用于离线生成场景文件的场景文件编辑模块，该遥控器从该PC下载由该场景文件编辑模块离线生成的场景文件。
9.如权利要求8所述的室内情调灯光***，其特征在于，该场景文件编辑模块以动画文件和/或音频文件为素材离线生成场景文件。
10.如权利要求8所述的室内情调灯光***，其特征在于，该场景文件编辑模块提供对离线生成的场景文件的预览。
11.如权利要求8所述的室内情调灯光***，其特征在于，该遥控器以USB方式从该PC下载由该场景文件编辑模块离线生成的场景文件。
12.如权利要求8所述的室内情调灯光***，其特征在于，该PC通过互联网将由该场景文件编辑模块离线生成的场景文件上传至该场景文件数据库、并从该场景文件数据库下载场景文件，该遥控器还从该PC下载来自该场景文件数据库的场景文件。
13.如权利要求12所述的室内情调灯光***，其特征在于，该遥控器包括一用于采集音频信号的音频信号采集模块，以及一用于根据该音频信号采集模块采集到的音频信号实时生成场景文件的场景文件实时生成模块。
14.如权利要求13所述的室内情调灯光***，其特征在于，该音频信号采集模块从一音响设备处接受音频信号输入，和/或，从一设于室内的微型麦克风处接受音频信号输入。
15.如权利要求12所述的室内情调灯光***，其特征在于，该遥控器还用于接收该至少一个情调灯反馈的运行状态参数。
16.如权利要求15所述的室内情调灯光***，其特征在于，该运行状态参数包括该至少一个情调灯的内部温度值、电流值和场景文件的播放帧数。
17.如权利要求12所述的室内情调灯光***，其特征在于，每个该情调灯均具有至少一个传感器，并根据该至少一个传感器获得的传感信号改变该情调灯的发光色温和/或发光亮度。
18.如权利要求17所述的室内情调灯光***，其特征在于，该至少一个传感器包括：温度传感器、振动监测传感器和无线信号监测传感器。
19.如权利要求1所述的室内情调灯光***，其特征在于，每个该情调灯以及该遥控器均采用单片机、ARM或DSP作为核心CPU。
20.如权利要求1所述的室内情调灯光***，其特征在于，该遥控器具有一用于显示对该至少一个情调灯的控制信息以及用于供用户输入对该至少一个情调灯的控制指令的LCD触摸屏。
21.如权利要求1所述的室内情调灯光***，其特征在于，每个该情调灯的发光源均为彩色LED。
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