CN103237391A - 一种利用led模仿自然光的方法及*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用LED模仿自然光的方法及***，其特征在于：包括微处理器、LED灯、传感器、数据库，所述传感器有光线传感器、温度传感器、湿度传感器；所述LED灯内设有2000K、5700K、7000K三种或更多种色温的灯珠和多路调光电源；所述数据库内有全年各种变化模式和时间点对应的亮度和色温的数据；各传感器采集的室内各参数传送到微处理器，微处理器控制LED灯内三种灯的发光比例显示出不同的亮度下的不同色温。本发明可以将大自然四季和昼夜的变化产生的不同的光，在脱离阳光的情况下在室内体现出来，从而人们可以在没有阳光照射的地方也能够感受到光的自然规律，舒适、健康的生活。

Description

一种利用LED模仿自然光的方法及***
技术领域
本发明涉及一种利用LED模仿自然光的方法及***。
背景技术
在许多的城市里，许多的商场和写字楼存在一个共同的现象，不分昼夜，室内永远灯火通明。然而这种完全依赖人工光和空调通风的现代建筑，导致生活在其中的人们患上一种现代建筑综合征（SBS）。其症状表现为头痛、恶心、嗓子痛、哮喘发作等，如果人们长期感觉不到自然现象（如日光）的变化，建筑综合征就会加剧。所以自然光对人们的身体、心理和生活的意义重大、不容忽视。实验一：1971年，英国科学家奥德斯沃斯和布里德格斯通过对一个24小时运转的电力公司的员工的调查，发现长时间在一成不变的电灯照明下工作会导致感官灵敏度下降，从而降低生产力。实验二：1995年，美国加利福尼亚州首府萨克拉曼多的马洪工作室做了一项调查，在沃尔玛连锁仓储超市中，位于天窗下、靠自然光照明的收银台比其他的位置多收40%。实验三：在1998年和2002年，马洪工作室又作了另一项调查，分别对两万名来自加利福亚州、科罗拉多州和马萨诸塞州的学进行了调查，结果显示：在标准的统一考试中，约有26%的在日光照明教室上课的学生，比在人工照明教室上课的学生成绩好。通过以上三个实验可以得出人离不开自然光，通过光谱分析自然光成分和白炽灯的发出光线的成分基本一致，而不同就在于自然光是变化的，人工光源是不变化的。根据一年四季的季节变化和一日里的昼夜交替，人体自然形成了特有的与大自然和谐相处的生物钟，若长期处于不同于自然光的光照下人就会出现异常情况。于是有人直接将太阳光通过折射和反射引入室内使用。这方法虽然是节能环保，纯自然，但是在没有阳光的时候就无法有自然光照明。有的科学家想办法通过灯光将自然光在脱离太阳的情况下在室内模拟出来，但是通过转换后已经不再是自然光。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以在没有阳光照射的地方也能够感受到光的自然规律，将大自然四季和昼夜的变化产生的不同的光，在脱离阳光的情况下在室内体现出来的利用LED模仿自然光的***。
本发明采用的技术方案是：一种利用LED模仿自然光的方法，其特征在于：⑴将全年天气按四季和天气状况分成多组不同的变化模式，并采集每个变化模式中时间点对应的亮度和色温的数据，将变化模式和时间点对应的亮度、色温和室内的温度、度湿度的数据做成数据库；⑵用户通过按键设置所需的时间点及变化模式，微处理器通过控制总线在当前模式下根据用户设定的模式控制各LED灯发出对应亮度和色温的光，以及控制空调、湿度控制器、音箱灯配件调节温度、湿度、和大自然声音；⑶传感器采集室内各参数传送到微处理器，微处理器根据采集的各参数与数据库中的数据进行比对，根据比对结果实现对各LED灯进行微调。
一种利用LED模仿自然光的***，其特征在于：包括微处理器、LED灯、传感器、数据库，所述传感器有光线传感器、温度传感器、湿度传感器；所述LED灯内设有2000K、5700K、7000K三种或更多种色温的灯珠和多路调光电源；所述数据库内有全年各种变化模式和时间点对应的亮度和色温的数据；各传感器采集的室内各参数传送到微处理器，微处理器控制LED灯内各灯的发光比例显示出不同的亮度下的不同色温。
本发明还设有湿度控制器、空调和音响，以便实现湿度、温度和声音的变化。
本发明采用的LED是新一代固态照明光源，是21世纪最具发展和潜力的高新技术，其长寿命（5万小时）、节能（比白炽灯耗电量减少80%）、绿色环保、不含有害金属汞、无红外线和紫外线辐射等显著特点。控制器可通过调整两种极端色温LED光源的发光比率调节出不同的色温。彩色LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理，在微控制器控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256=16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像，而且LED显色指数可达到90%以上。
本发明是根据光成分不同会影响人体分泌的褪黑激素的量，而发出的不同色温的灯。比如，睡眠的时候需要低色温的灯，低色温的灯会使人体产生更多的褪黑激素，从而人更容易睡着。而在工作的时候需要较高色温的光线，人体分泌的褪黑激素会减少，从而工作效率升高。
本发明可以将大自然四季和昼夜的变化产生的不同的光，在脱离阳光的情况下在室内体现出来，从而人们可以在没有阳光照射的地方也能够感受到光的自然规律，舒适、健康的生活。
附图说明
图1是本发明照明***的结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明作进一步说明：
从图1可知，本发明包括如下部分：
1、微控制器：通过控制总线在当前模式下根据用户设定的模式控制各灯灯发出对应强度和色温的光，以及控制空调、湿度控制器、音响灯配件调节温度、湿度、和大自然声音；
2、各种传感器：设有光线传感器、温度传感器、湿度传感器用来检测室内光的亮度、温度和湿度；
3、LED灯：每个LED灯内设有2000K、5700K、7000K三种或更多种色温的灯珠和多路调光电源，调光电源可以接收***总线控制信号控制三种灯的发光比例显示出不同的亮度下的不同色温；微处理器将“传感器—用户数据—灯具”形成一个闭环，自动调节到对应数据，可在相应的时间模拟出与大自然变化相似的光源。若想达到更真实的效果，还可在总线上接入空调和空气湿度控制器、空调、音响等；
4、数据库：本发明将全年通过四季和不同天气分成16或32或更多组不同的变化模式，然后将在每个模式下对应的时间点的光的亮度、色温和室内温度、湿度采集，再将不同的变化模式及每个模式下对应的时间点的光的亮度、色温和室内温度、湿度数值形成一个数据库。例如春天的一个晴天的变化趋势如表1所示，用户设置好模式后，微处理器根据设定好的模式自自动控制LED灯以及其他部件模拟出季节和昼夜的变化。
 表1
时间 色温变化趋势 亮度变化（最大为1） 温度 湿度
0：00-5：00 色温大于7000K 黑暗0%（灯关闭） 15℃ 40%
5：00-7：00（日出） 色温降低到3000K 亮度增加0%~50% 15℃~20℃ 42%
7：00-9：00 色温升高到6500K 亮度增加50%~80% 20℃~23℃ 45%
9：00-12：00 色温降低到5500K 亮度增加80%~100% 23℃~26℃ 55%
12：00-15：00 色温升高到6500K 亮度降低100%~80% 26℃~23℃ 50%
15：00-17：00 色温降低到5500K 亮度降低80%~60% 23℃~20℃ 46%
17：00-19：00（晚霞） 色温降低到2700K 亮度降低60%~0 20℃~18℃ 43%
19：00-2400 色温大于7000K 黑暗0（灯关闭） 18℃~15℃ 40%
 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。 

Claims (3)

1.一种利用LED模仿自然光的方法，其特征在于：⑴将全年天气按四季和天气状况分成多组不同的变化模式，并采集每个变化模式中时间点对应的亮度和色温的数据，将变化模式和时间点对应的亮度、色温和室内的温度、度湿度的数据做成数据库；⑵用户通过按键设置所需的时间点及变化模式，微处理器通过控制总线在当前模式下根据用户设定的模式控制各LED灯发出对应亮度和色温的光，以及控制空调、湿度控制器、音箱灯配件调节温度、湿度、和大自然声音； ⑶传感器采集室内各参数传送到微处理器，微处理器根据采集的各参数与数据库中的数据进行比对，根据比对结果实现对各LED灯进行微调。
2.一种利用LED模仿自然光的***，其特征在于：包括微处理器、LED灯、传感器、数据库，所述传感器有光线传感器、温度传感器、湿度传感器；所述LED灯内设有2000K、5700K、7000K三种或更多种色温的灯珠和多路调光电源；所述数据库内有全年各种变化模式和时间点对应的亮度和色温的数据；各传感器采集的室内各参数传送到微处理器，微处理器控制LED灯内三种灯的发光比例显示出不同的亮度下的不同色温。
3.根据权利要求2所述利用LED模仿自然光的***，其特征在于：还设有湿度控制器、空调和音响。
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