CN112218403A - 智能灯具及其亮度色温调节方法、计算机可读存储介质 - Google Patents

智能灯具及其亮度色温调节方法、计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种智能灯具及其亮度色温调节方法、计算机可读存储介质，该方法包括获取设定的目标亮度值及目标色温值，并获取环境光线的第一实际亮度值及第一实际色温值；根据目标亮度值、目标色温值以及第一实际亮度值、第一实际色温值获取智能灯具的亮度调节变化曲线，并获取智能灯具的色温调节变化曲线；根据亮度调节变化曲线调节智能灯具的亮度变化，根据色温调节变化曲线调节智能灯具的色温变化。本发明还提供实现上述方法的智能灯具及计算机可读存储介质。本发明能够实现智能灯具的亮度、色温的智能化调节，使得亮度、色温的调节更加准确，且避免亮度、色温的突变，较少对使用者造成的不适感。

Description

智能灯具及其亮度色温调节方法、计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及智能灯具的控制技术领域，具体地，是一种智能灯具的亮度色温调节方法以及实现这种方法的智能灯具、计算机可读存储介质。
背景技术
随着智能家居技术的发展，现在的家用电器越来越智能化，智能灯具是一种常见的智能电器。为了实现灯具的智能化控制，现有的智能灯具大多集成了无线通信模块，人们可以通过遥控器或者智能手机等智能终端设备对智能灯具的亮度、色温进行调节。
目前，工业、商用或者家用照明使用的智能灯具，大多是需要人工手动的对智能灯具的亮度、色温进行调节，例如当室内的环境或者应用场景发生改变时，需要手动的对智能灯具的亮度、色温进行调节，如需要播放电影时，需要将智能灯具的亮度调节；或者，室外环境亮度发生较大的变化，如太阳升起或者太阳下山后，由于室外环境亮度发生重大变化，因此室内的智能灯具的亮度也需要相应调节。
由于目前对智能灯具的亮度、色温调节都是人工手动进行的，这种调节方式存在明显的缺点：第一，智能灯具的亮度、色温的每次调节都需要手动进行，这样，如果室内的人员离开或者忘记关闭智能灯具，就会浪费电能同时也可能会带来安全隐患；第二，对于不同场合需要不同的灯光效果的，人工调节就很难每次都精确调节到位，难免导致调节后的亮度、色温出现偏差；第三，常常在会议、工作、看电影娱乐时，外界环境光发生变化了，例如太阳升起，外部环境光强过于强烈，或者太阳下山后，外部环境光强变小，为了应对外部环境的变化，需要对智能灯具的亮度或色温进行调节。但手动调节往往不够精确，且如果贸然对智能灯具的亮度、色温进行调节，往往导致室内环境光亮度、色温发生突变，会破坏已有的会议的气氛，或者影响当前的工作状态。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种可以根据室内环境智能化的对智能灯具的亮度以及色温进行调节的智能灯具亮度色温调节方法。
本发明的第二目的是提供一种实现上述智能灯具的亮度色温调节方法的智能灯具。
本发明的第三目的是提供一种实现上述智能灯具的亮度色温调节方法的计算机可读存储介质。
实现本发明的第一目的，本发明提供的智能灯具的亮度色温调节方法包括获取设定的目标亮度值及目标色温值，并获取环境光线的第一实际亮度值及第一实际色温值；根据目标亮度值、目标色温值以及第一实际亮度值、第一实际色温值获取智能灯具的亮度调节变化曲线，并获取智能灯具的色温调节变化曲线；根据亮度调节变化曲线调节智能灯具的亮度变化，根据色温调节变化曲线调节智能灯具的色温变化。
由上述方案可见，在使用者发出了目标亮度值及目标色温值的指令信息后，智能灯具还获取当前的第一实际亮度值及第一实际色温值，并获取亮度调节变化曲线以及色温调节变化曲线，从而对智能灯具的亮度、色温进行调节。这样，当使用者设定好目标亮度以及目标色温后，智能灯具将自动的对亮度值以及色温值进行调整，不需要手动的调节亮度以及色温，即使外界的环境发生变化，智能灯具仍然能够自动的对亮度、色温进行调节。
一个优选的方案是，根据亮度调节变化曲线调节智能灯具的亮度变化包括：在智能灯具的亮度调节过程中，实时获取环境光线的第二实际亮度值，并根据第二实际亮度值调节智能灯具的亮度变化。
由此可见，在智能灯具的亮度调节过程中通过实时获取环境光线的第二实际亮度值，并根据第二实际亮度值调节智能灯具的亮度变化，可以避免智能灯具的亮度发生突变，而是缓慢的改变，避免引起会议气氛突变的情况，减少使用者的不适感。
进一步的方案是，根据第二实际亮度值调节智能灯具的亮度变化包括：应用第二实际亮度值以及目标亮度值作为PID控制参数，计算智能灯具的亮度值。
可见，通过PID算法对智能灯具的亮度进行调节，实现亮度调节的反馈控制，使得亮度调节更加准确。
更进一步的方案是，根据色温调节变化曲线调节智能灯具的色温变化包括：在智能灯具的色温调节过程中，实时获取环境光线的第二实际色温值，并根据第二实际色温值调节智能灯具的色温变化。
由此可见，智能灯具的色温调节过程中通过实时获取环境光线的第二实际色温值，并根据第二实际色温值调节智能灯具的色温变化，可以避免智能灯具的色温发生突变，而是缓慢的改变，减少室内人员的不适感。
更进一步的方案是，根据第二实际色温值调节智能灯具的色温变化包括：应用第二实际色温值以及目标色温值作为PID控制参数，计算智能灯具的色温值。
由于PID算法简单且易于实现，通过PID算法对智能灯具的亮度进行调节，实现亮度调节的反馈控制，使得亮度调节更加准确。
更进一步的方案是，获取智能灯具的亮度调节变化曲线以及色温调节变化曲线包括：将目标亮度值、目标色温值以及第一实际亮度值、第一实际色温值发送至云端服务器，从云端服务器获取智能灯具的亮度调节变化曲线以及色温调节变化曲线。
可见，从云端服务器获取亮度调节变化曲线以及色温调节变化曲线，可以减少智能灯具本地存储器的存储数据量，并且云端所存储的亮度调节变化曲线以及色温调节变化曲线也便于更改，使得智能灯具的亮度、色温调节更加灵活。
更进一步的方案是，云端服务器所存储的亮度调节变化曲线为预先设定的亮度调节变化曲线；云端服务器所存储的色温调节变化曲线为预先设定的色温调节变化曲线。
使用者可以通过智能终端设备预先设定亮度调节变化曲线以及色温调节变化曲线，使得智能灯具的亮度、色温调节方案更加个人化，满足不同场景、不同使用者的需求。
更进一步的方案是，第一实际亮度值由光亮度传感器获取，第一实际色温值由色温传感器获取。
为实现上述的第二目的，本发明提供的智能灯具包括LED发光芯片，并且设置有处理器及存储器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的智能灯具的亮度色温调节方法。
为实现上述的第三目的，本发明提供计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述智能灯具的亮度色温调节方法的各个步骤。
附图说明
图1是本发明智能灯具实施例与服务器、智能终端的电气连接示意图。
图2是本发明智能灯具的亮度色温调节方法实施例的流程图。
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
本发明的智能灯具的亮度色温调节方法应用智能灯具上，智能灯具可以接收蓝牙信号、红外信号或者WIFI信号等无线信号，并且可以与云端服务器进行通信。优选的，智能灯具设置有处理器以及存储器，存储器上存储有计算机程序，处理器通过执行该计算机程序实现上述的智能灯具的亮度色温调节方法。
智能灯具及其亮度色温调节方法实施例：
参见图1，本实施例的智能灯具15具有主控制器16，并且设置有多颗LED发光芯片21、22、23，主控制器16可以控制多颗LED发光芯片21、22、23的发光亮度以及色温，例如调节加载到各LED发光芯片21、22、23的电压或者电流，从而改变各LED发光芯片21、22、23的发光亮度以及色温。
智能灯具15内还设置有光亮度传感器17以及色温传感器18，光亮度传感器17采集智能灯具15所在区域的环境光线的光亮度，并且将所采集的数据发送至主控制器16，色温传感器18采集智能灯具15所在区域的环境光线的色温值的数据，并且将所采集的数据发送至主控制器16。优选的，将光亮度传感器17以及色温传感器18设置在智能灯具15的外壳上，这样，光亮度传感器17以及色温传感器18实际上是采集智能灯具15的LED发光芯片所发出的光线的光亮度以及色温。
为了实现对智能灯具15的控制，智能灯具15与云端服务器11及智能终端12进行无线通信，例如，智能灯具15内设置WIFI模块、蓝牙模块等无线通信模块，智能灯具15通过无线通信模块与云端服务器11及智能终端12进行无线通信。例如，使用者可以通过智能手机、平板电脑等智能终端12向智能灯具15的主控制器16发送控制信号，例如发送包含有目标亮度值以及目标色温值的控制信号，智能灯具15将LED发光芯片的发光亮度调节至目标亮度值，并且将LED芯片的色温调节至目标色温值。
为了检测LED芯片的发光亮度以及色温是否已经到达目标亮度值以及目标色温值，主控制器16获取光亮度传感器17以及色温传感器18所采集的数据，并且根据光亮度传感器17以及色温传感器18所采集的数据对LED发光芯片的亮度、色温进行调节。
对LED发光芯片的亮度、色温进行调节的过程中，如果智能灯具15的发光亮度或者色温发生突变，将会给使用者造成不适，为了避免对使用者造成不适，智能灯具15的发光亮度、色温是逐渐调节的，并不是一下子调节到位，这样，可以避免使用者感觉不适。智能灯具15的发光亮度、色温改变的过程可以是多种多样的，使用者可以根据自己的喜好，设置个性化的亮度、色温调节方案，即设置个性化的亮度调节变化曲线、色温调节变化曲线，智能灯具15的亮度变化将根据该亮度调节变化曲线进行调节，智能灯具15的色温变化将根据该色温调节变化曲线进行调节。
优选的，使用者预先设定多个亮度、色温调节方案，并且将多个亮度、色温调节方案存储在云端服务器11中，即云端服务器11存储有多条亮度调节变化曲线以及多条色温调节变化曲线。优选的，每一条亮度调节变化曲线对应有目标亮度值以及实际亮度值，每一条亮度调节变化曲线对应有目标亮度值以及实际亮度值，亮度调节变化曲线对应的目标亮度值、实际亮度值可以是一个数值范围；相同的，每一条色温调节变化曲线对应有目标色温值以及实际色温值，色温调节变化曲线对应的目标色温值、实际色温值可以是一个数值范围。
进一步的，针对相同的目标亮度值、实际亮度值，可以对应于二条以上的亮度调节变化曲线，针对相同的目标色温值、实际色温值，可以对应于二条以上的色温调节变化曲线。使用者可以从多条预先设定的亮度调节变化曲线、色温调节变化曲线选取其中一条亮度调节变化曲线、色温调节变化曲线作为当前需要进行亮度、色温调节的方案。当用户选定一条亮度调节变化曲线、色温调节变化曲线后，云端服务器11将所选定的亮度调节变化曲线、色温调节变化曲线发送至智能灯具15的主控制器16，主控制器16根据亮度调节变化曲线对智能灯具15的亮度进行调节，并且根据色温调节变化曲线对智能灯具15的色温进行调节。
下面结合图2介绍智能灯具15的亮度、色温调节的过程。首先，执行步骤S1，获取使用者设定的目标亮度值以及目标色温值，其中，目标亮度值以及目标色温值是使用者通过智能终端12发送至智能灯具15的主控制器16的亮度值以及色温值。
然后，智能灯具15执行步骤S2，获取第一实际亮度值以及第一实际色温值，第一实际亮度值是智能灯具15接收到需要对亮度进行调节的时候的亮度值，即智能灯具15接收到目标亮度值后，首先通过光亮度传感器17采集周边环境的光线的亮度数据，该亮度数据即为第一实际亮度值。第一实际色温值是智能灯具15接收到需要对色温进行调节的时候的色温值，即智能灯具15接收到目标色温值后，首先通过色温传感器18采集周边环境的光线的色温数据，该色温数据即为第一实际色温值。
接着，智能灯具15将目标亮度值、目标色温值以及第一实际亮度值、第一实际色温值的数据发送至云端服务器11，并且从云端服务器11中获取亮度调节变化曲线以及色温调节变化曲线。例如，云端服务器11根据目标亮度值、第一实际亮度值获取相匹配的一条亮度调节变化曲线，如果该目标亮度值、第一实际亮度值对应的亮度调节变化曲线有多条，可以将多条亮度调节变化曲线反馈至智能终端12，由使用者从多条亮度调节变化曲线选择其中一条作为设定的亮度调节变化曲线。相同的，云端服务器11根据目标色温值、第一实际色温值获取相匹配的一条色温调节变化曲线，如果该目标色温值、第一实际色温值对应的色温调节变化曲线有多条，可以将多条色温调节变化曲线反馈至智能终端12，由使用者从多色温度调节变化曲线选择其中一条作为设定的色温调节变化曲线。
智能灯具15接收到亮度调节变化曲线、色温调节变化曲线，根据所获取的亮度调节变化曲线、色温调节变化曲线对智能灯具的亮度、色温进行调节。为了避免智能灯具15的亮度、色温发生突变，在对亮度、色温调节的过程中，实时获取智能灯具15周边环境的亮度值以及色温值，实时获取的亮度值以及色温值为第二实际亮度值、第二实际色温值。因此，智能灯具15执行步骤S4，通过光亮度传感器17、色温传感器18实时的获取第二实际亮度值、第二实际色温值。
然后，执行步骤S5，计算智能灯具的亮度值以及色温值。为了使得智能灯具的实际亮度值最接近目标亮度值，智能灯具的实际色温值最接近目标色温值，同时过滤外界的干扰，如人员走动、窗帘拉开等，本实施例通过一个闭环控制***对智能灯具15的亮度值以及色温值进行计算，具体的，引入PID控制算法进行计算。
具体的，PID控制算法的计算公式如下：
Figure BDA0002776680410000071
式1中，u(t)为PID控制的输出信号，Kp为比例增益系数，Tt为积分时间常数，TD为微分时间常数，e(t)为给定值r(t)为与测量值之差。
将PID控制算法应用在智能灯具的控制中，可以将u(t)设定为智能灯具的输出，例如是智能灯具的亮度值与色温值的输出值，将给定值r(t)设定为目标亮度值、目标色温值，测量值就是实时获取的第二实际亮度值、第二实际色温值，而Kp、Tt与TD则是根据实际环境预先设定的控制常量。
进一步的，根据智能灯具输出调节的方式，可以选择使用PID增量式算法来实现PID控制，例如使用下面的公式进行控制：
△u(k)＝u(k)-u(k-1) (式2)
其中，u(k)为当前时刻的输出值，即当前时刻的亮度值或者色温值，而u(k-1)为上一时刻的输出值，即上一时刻的亮度值或者色温值，根据计算的差值△u(k)来对智能灯具15的亮度值或者色温值进行调节，即根据△u(k)来决定智能灯具15输出亮度或者色温，通过这样的调节方式使得智能灯具15的亮度、色温逐步接近目标亮度值、目标色温值。
本实施例通过引入PID控制算法，加强了整个智能灯具15对亮度值、色温值调节的稳定性，整个智能灯具15的调节过程处于闭合控制中，可以有效减少误差，减少外界的干扰，最终使环境光的状态达到设定的期望状态。
接着，执行步骤S6，根据计算的亮度值、色温值对智能灯具15的亮度、色温进行调节，例如主控制器16调节对各LED发光芯片21、22、23加载的电压、电流。最后，执行步骤S7，通过光亮度传感器17获取智能灯具周边环境的亮度值，并且通过色温传感器18获取周边环境的色温值，判断周边环境的亮度值是否达到目标亮度值，周边环境的色温值是否达到目标色温值，如是，停止对智能灯具的亮度、色温的调节，否则，返回执行步骤S4，继续获取第二实际亮度值、第二实际色温值，并且继续对实际亮度值、实际色温值进行调节，直至到达目标亮度值、目标色温值为止。
本实施例中，主控制器16可以包括一个处理器以及一个存储器，处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，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。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。
存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(FlashCard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
由于智能灯具在对光亮度、色温进行调节的过程中，根据预先设定的亮度调节变化曲线、色温调节变化曲线进行调节，满足使用者的个性化需求。此外，调节过程中不断获取实际的亮度值、色温值并且根据PID控制算法对亮度值、色温值进行调整，可以避免智能灯具的亮度、色温发生突变，避免使用者感到不适。
计算机可读存储介质实施例：
上述计算机装置所存储的计算机程序如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述智能灯具的亮度色温调节方法的各个步骤。
其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
最后需要强调的是，本发明不限于上述实施方式，例如智能灯具内设置的LED发光装置的数量的改变，或者预先存储在云端服务器的亮度调节变化曲线、色温调节变化曲线的数量的改变，这些改变也应该包括在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能灯具的亮度色温调节方法，其特征在于，包括：
获取设定的目标亮度值及目标色温值，并获取环境光线的第一实际亮度值及第一实际色温值；
根据所述目标亮度值、所述目标色温值以及所述第一实际亮度值、所述第一实际色温值获取所述智能灯具的亮度调节变化曲线，并获取所述智能灯具的色温调节变化曲线；
根据所述亮度调节变化曲线调节所述智能灯具的亮度变化，根据所述色温调节变化曲线调节所述智能灯具的色温变化。
2.根据权利要求1所述的智能灯具的亮度色温调节方法，其特征在于：
根据所述亮度调节变化曲线调节所述智能灯具的亮度变化包括：在所述智能灯具的亮度调节过程中，实时获取环境光线的第二实际亮度值，并根据所述第二实际亮度值调节所述智能灯具的亮度变化。
3.根据权利要求2所述的智能灯具的亮度色温调节方法，其特征在于：
根据所述第二实际亮度值调节所述智能灯具的亮度变化包括：应用所述第二实际亮度值以及所述目标亮度值作为PID控制参数，计算所述智能灯具的亮度值。
4.根据权利要求1所述的智能灯具的亮度色温调节方法，其特征在于：
根据所述色温调节变化曲线调节所述智能灯具的色温变化包括：在所述智能灯具的色温调节过程中，实时获取环境光线的第二实际色温值，并根据所述第二实际色温值调节所述智能灯具的色温变化。
5.根据权利要求4所述的智能灯具的亮度色温调节方法，其特征在于：
根据所述第二实际色温值调节所述智能灯具的色温变化包括：应用所述第二实际色温值以及所述目标色温值作为PID控制参数，计算所述智能灯具的色温值。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的智能灯具的亮度色温调节方法，其特征在于：
获取所述智能灯具的亮度调节变化曲线以及色温调节变化曲线包括：将所述目标亮度值、所述目标色温值以及所述第一实际亮度值、所述第一实际色温值发送至云端服务器，从所述云端服务器获取所述智能灯具的亮度调节变化曲线以及色温调节变化曲线。
7.根据权利要求6所述的智能灯具的亮度色温调节方法，其特征在于：
所述云端服务器所存储的所述亮度调节变化曲线为预先设定的亮度调节变化曲线；
所述云端服务器所存储的所述色温调节变化曲线为预先设定的色温调节变化曲线。
8.根据权利要求1至5任意一项所述的智能灯具的亮度色温调节方法，其特征在于：
所述第一实际亮度值由光亮度传感器获取，所述第一实际色温值由色温传感器获取。
9.智能灯具，其特征在于，包括LED发光芯片，并且设置有处理器及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现如权利要求1至8中任意一项所述的智能灯具的亮度色温调节方法。
10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述的智能灯具的亮度色温调节方法的各个步骤。
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