CN117979514A - 模拟日照灯具、模拟日照***及模拟日照方法 - Google Patents

模拟日照灯具、模拟日照***及模拟日照方法 Download PDF

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黄翔宇
孙玉钊
黄志斌
马国书
陈少藩
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Abstract

本发明公开了模拟日照灯具、模拟日照***及模拟日照方法,其中模拟日照灯具包括:控制处理模块;光谱调节模块,与所述控制处理模块连接,所述光谱调节模块用于照明并且调节照明的光谱;存储模块,与所述控制处理模块连接,所述存储模块存储有多组地区时间光谱数据以及所述光谱调节模块的照明光谱数据;输入模块,与所述控制处理模块连接,所述输入模块用于使所述控制处理模块选择读取地区时间光谱数据以根据地区时间光谱数据控制所述光谱调节模块照明。以此,选择不同的光谱进行照明,能够模拟不同地区、时间的日照效果,满足使用者体验不同地区、时间的太阳浴需求,以及模拟不同地区日照对植物进行补光的需求。

Description

模拟日照灯具、模拟日照***及模拟日照方法
技术领域
本发明涉及照明领域,特别涉及模拟日照灯具、模拟日照***及模拟日照方法。
背景技术
目前市面上存在模拟太阳日照效果的灯具,以供人们进行太阳浴体验或者对植物补充光照,但是太阳光日照在不同时间、地区以及受自然环境条件,如海拔、经纬度、气候等因素的影响,日照的光谱会有所差异,现有模拟太阳日照效果的灯具只有一种照明光谱,不能满足人们想体验不同地区太阳浴的需求,以及模拟不同地区日照对植物进行补光的需求。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出模拟日照灯具,其能够选择不同的光谱进行照明。
本发明还提出模拟日照***以及模拟日照方法,其能够模拟不同地区的日照光谱进行照明。
根据本发明第一方面实施例的模拟日照灯具,包括:控制处理模块;光谱调节模块,与所述控制处理模块连接,所述光谱调节模块用于照明并且调节照明的光谱;存储模块,与所述控制处理模块连接,所述存储模块存储有多组地区时间光谱数据以及所述光谱调节模块的照明光谱数据;输入模块,与所述控制处理模块连接,所述输入模块用于使所述控制处理模块选择读取地区时间光谱数据以根据地区时间光谱数据控制所述光谱调节模块照明。
根据本发明实施例的模拟日照灯具,至少具有如下有益效果:使用者通过输入模块选择想要模拟日照的地区和时间,控制处理模块根据输入模块的信号从存储模块读取对应的地区时间光谱数据以及光谱调节模块的照明光谱数据,控制处理模块根据地区时间光谱数据以及照明光谱数据控制光谱调节模块进行照明,使得光谱调节模块进行照明时的光谱接近使用者选择地区、时间对应的日照光谱。以此,选择不同的光谱进行照明,能够模拟不同地区、时间的日照效果,满足使用者体验不同地区、时间的太阳浴需求,以及模拟不同地区日照对植物进行补光的需求。
根据本发明的一些实施例,所述光谱调节模块包括驱动单元以及均与所述驱动单元连接的白光组件、红光组件、绿光组件、蓝光组件和红外组件,所述控制处理模块与所述驱动单元连接。
根据本发明的一些实施例,所述白光组件包括多个串联的白光LED,所述红光组件包括多个串联的红光LED,所述绿光组件包括多个串联的绿光LED,所述蓝光组件包括多个串联的蓝光LED,所述红外组件包括多个串联的红外LED。
根据本发明的一些实施例,所述驱动单元包括与所述白光组件、所述红光组件、所述绿光组件、所述蓝光组件以及所述红外组件一一对应的PWM驱动电路。
根据本发明的一些实施例,还包括检测模块,所述控制处理模块与所述检测模块连接,所述检测模块用于检测所述光谱调节模块的照明状态。
根据本发明的一些实施例,所述检测模块包括亮度传感器,所述控制处理模块与所述亮度传感器连接,所述亮度传感器用于检测所述光谱调节模块的照明亮度。
根据本发明的一些实施例,还包括显示模块,所述控制处理模块与所述显示模块连接。
根据本发明的一些实施例,所述输入模块包括无线通信单元,所述控制处理模块与所述无线通信单元连接,所述无线通信单元用于接收外部无线信号。
根据本发明第二方面实施例的模拟日照***,包括上述的模拟日照灯具,还包括光谱仪以及计算处理设备,所述光谱仪用于检测日照的光谱以及检测所述光谱调节模块的光谱,所述计算处理设备用于根据所述光谱仪检测的日照光谱数据、检测时间以及检测地点生成地区时间光谱数据以及根据所述光谱仪检测的所述光谱调节模块的光谱数据生成照明光谱数据。
根据本发明实施例的模拟日照***,至少具有如下有益效果:在需要模拟日照的地区,通过光谱仪检测日照的光谱,得到当前时间该地区的日照光谱数据,在不同时间进行检测,得到该地区不同时间的日照光谱数据。将对应的日照光谱数据、地区以及时间输入至计算处理设备进行处理,计算处理设备生成地区时间光谱数据。另外,通过光谱仪检测光谱调节模块不同工作状态下的光谱数据,将光谱调节模块的光谱数据输入至计算处理设备进行处理,计算处理设备生成照明光谱数据。将地区时间光谱数据以及照明光谱数据存储至存储模块中。使用者通过输入模块选择想要模拟日照的地区和时间,控制处理模块根据输入模块的信号从存储模块读取对应的地区时间光谱数据以及光谱调节模块的照明光谱数据,控制处理模块根据地区时间光谱数据以及照明光谱数据控制光谱调节模块进行照明,使得光谱调节模块进行照明时的光谱接近使用者选择地区、时间对应的日照光谱。以此,选择不同的光谱进行照明,能够模拟不同地区、时间的日照效果,满足使用者体验不同地区、时间的太阳浴需求,以及模拟不同地区日照对植物进行补光的需求。
根据本发明第三方面实施例应用于上述模拟日照***的模拟日照方法,包括:
光谱仪检测地区日照的光谱,记录检测日照的光谱数据、地点以及时间;
计算处理设备根据日照的光谱数据、地点以及时间生成地区时间光谱数据;
光谱仪检测光谱调节模块不同工作状态的光谱,记录光谱调节模块的光谱数据;
计算处理设备根据光谱调节模块的光谱数据生成照明光谱数据;
将地区时间光谱数据以及照明光谱数据存储于存储模块中;
控制处理模块获取并根据输入模块的信号选择读取地区时间光谱数据;
控制处理模块根据读取的地区时间光谱数据以及照明光谱数据控制光谱调节模块工作照明。
根据本发明实施例的模拟日照方法,至少具有如下有益效果:在需要模拟日照的地区,通过光谱仪检测日照的光谱,得到当前时间该地区的日照光谱数据,在不同时间进行检测,得到该地区不同时间的日照光谱数据。将对应的日照光谱数据、地区以及时间输入至计算处理设备进行处理,计算处理设备生成地区时间光谱数据。另外,通过光谱仪检测光谱调节模块不同工作状态下的光谱数据,将光谱调节模块的光谱数据输入至计算处理设备进行处理,计算处理设备生成照明光谱数据。将地区时间光谱数据以及照明光谱数据存储至存储模块中。使用者通过输入模块选择想要模拟日照的地区和时间,控制处理模块获取并根据输入模块的信号从存储模块读取对应的地区时间光谱数据以及光谱调节模块的照明光谱数据,控制处理模块根据地区时间光谱数据以及照明光谱数据控制光谱调节模块进行照明,使得光谱调节模块进行照明时的光谱接近使用者选择地区、时间对应的日照光谱。以此,选择不同的光谱进行照明,能够模拟不同地区、时间的日照效果,满足使用者体验不同地区、时间的太阳浴需求,以及模拟不同地区日照对植物进行补光的需求。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本发明其中一种实施例的结构示框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
如图1所示,根据本发明实施例的模拟日照灯具,包括:控制处理模块100;光谱调节模块200,与所述控制处理模块100连接,所述光谱调节模块200用于照明并且调节照明的光谱;存储模块300,与所述控制处理模块100连接,所述存储模块300存储有多组地区时间光谱数据以及所述光谱调节模块200的照明光谱数据;输入模块400,与所述控制处理模块100连接,所述输入模块400用于使所述控制处理模块100选择读取地区时间光谱数据以根据地区时间光谱数据控制所述光谱调节模块200照明。
使用者通过输入模块400选择想要模拟日照的地区和时间,控制处理模块100根据输入模块400的信号从存储模块300读取对应的地区时间光谱数据以及光谱调节模块200的照明光谱数据,控制处理模块100根据地区时间光谱数据以及照明光谱数据控制光谱调节模块200进行照明,使得光谱调节模块200进行照明时的光谱接近使用者选择地区、时间对应的日照光谱。以此,选择不同的光谱进行照明,能够模拟不同地区、时间的日照效果,满足使用者体验不同地区、时间的太阳浴需求,以及模拟不同地区日照对植物进行补光的需求。
在本发明的一些实施例中,控制处理模块100可以是包括单片机、嵌入式芯片或FPGA等器件的实施方式,以实现控制、处理的功能。
在本发明的一些实施例中,存储模块300可以是包括易失性或非易失性存储器的实施方式,例如随机存取存储器(RAM)、动态RAM或高速缓存。
参照图1,在本发明的一些实施例中,所述光谱调节模块200包括驱动单元210以及均与所述驱动单元210连接的白光组件220、红光组件230、绿光组件240、蓝光组件250和红外组件260,所述控制处理模块100与所述驱动单元210连接。
控制处理模块100控制驱动单元210工作,以令驱动单元210分别向白光组件220、红光组件230、绿光组件240、蓝光组件250以及红外组件260输出相应电流,进而能够控制白光组件220、红光组件230、绿光组件240、蓝光组件250以及红外组件260的发光强度,以能够混合形成不同的照明光谱。白光组件220提供可见光光谱的基底,红光组件230、绿光组件240以及蓝光组件250能够在基底基础上进行调整,并且红光、绿光、蓝光作为光的三原色,能够方便调整接近选择的地区时间光谱。红外组件260产生红外线能够补充红外光谱部分并且模拟日照温度,根据地区时间光谱数据中的红外光谱部分进行控制,能够令红外线的强度与地区、时间相对应,使照明产生的温度能够模拟日照温度,令太阳浴体验更加接近真实日照。
另外,虽然实际日照的光谱包括紫外部分,但是处于健康、安全等考虑,并没有加入紫外光组件。
在本发明的一些实施例中,所述白光组件220包括多个串联的白光LED,所述红光组件230包括多个串联的红光LED,所述绿光组件240包括多个串联的绿光LED,所述蓝光组件250包括多个串联的蓝光LED,所述红外组件260包括多个串联的红外LED。
采用多个白光LED串联、多个红光LED串联、多个绿光LED串联、多个蓝光LED串联、多个红外LED串联的结构,实现产生白光、红光、绿光、蓝光以及红外光的效果,具有光效高、节能等优点。
参照图1,在本发明的一些实施例中,所述驱动单元210包括与所述白光组件220、所述红光组件230、所述绿光组件240、所述蓝光组件250以及所述红外组件260一一对应的PWM驱动电路211。
通过不同PWM驱动电路211分别驱使白光组件220、红光组件230、绿光组件240、蓝光组件250以及红外组件260工作,控制处理模块100能够通过控制PWM驱动电路211的占空比以控制驱动电流平均大小,进而能够方便控制白光组件220、红光组件230、绿光组件240、蓝光组件250以及红外组件260的发光强度,有利于令控制调节更加简单并且方便调整合成不同光谱。
参照图1,在本发明的一些实施例中,还包括检测模块500,所述控制处理模块100与所述检测模块500连接,所述检测模块500用于检测所述光谱调节模块200的照明状态。
控制处理模块100能够通过检测模块500获知光谱调节模块200的照明状态,进而控制处理模块100根据光谱调节模块200的照明状态进行调整,令光谱调节模块200的照明光谱更加接近所需模拟的日照光谱。
参照图1,在本发明的一些实施例中,所述检测模块500包括亮度传感器510,所述控制处理模块100与所述亮度传感器510连接,所述亮度传感器510用于检测所述光谱调节模块200的照明亮度。
在长期使用后,由于器件老化、光衰等原因,光谱调节模块200的实际照明与光谱调节模块200的照明光谱数据有偏差,因此,通过亮度传感器510能够检测光谱调节模块200的照明亮度,控制处理模块100根据亮度传感器510检测的照明亮度对光谱调节模块200进行调整,以使得实际的照明光谱接近所需要模拟的日照光谱,有利于减小使用老化、光衰的影响。
在本发明的一些实施例中,检测模块500还可以包括温度传感器,温度传感器与控制处理模块100连接,控制处理模块能够通过温度传感器检测红外组件模拟日照的温度,以能够调节红外组件260工作状态,进而更加准确模拟日照温度。
参照图1,在本发明的一些实施例中,还包括显示模块600,所述控制处理模块100与所述显示模块600连接。
控制处理模块100控制显示模块600进行显示,能够显示模拟日照的地区、时间等信息,还可以根据地区时间光谱数据显示当前模拟的光谱信息等,有利于令使用更加便捷。
显示模块600可以是包括液晶屏、数码管等器件的实施方式。显示模块600亦可以是包括触摸屏的实施方式,此时输入模块400与显示模块600为同一物件。
在本发明的一些实施例中,所述输入模块400包括无线通信单元,所述控制处理模块100与所述无线通信单元连接,所述无线通信单元用于接收外部无线信号。
无线通信单元接收外部无线信号并传输至控制处理模块100,控制处理模块100根据无线信号选择读取地区时间光谱数据,进而控制光谱调节模块200工作,以此能够实现无线控制的效果,有利于令使用更加便捷。
在本发明的一些实施例中,输入模块400可以是包括按键组、旋钮组、触摸屏等器件的实施方式。
在商业共享的情况下,输入模块400可以同时包括无线通信单元以及按键组、旋钮组或触摸屏的实施方式。使用者通过手机等设备扫描二维码以与服务器通信,无线通信单元能够从服务器接收信号,以使得控制处理模块100接受按键组、旋钮组或触摸屏受操作产生的指令信号,进而控制光谱调节模块200工作,以此实现商业共享使用的效果。
参照图1,根据本发明的第二方面实施例的模拟日照***,包括上述的模拟日照灯具,还包括光谱仪700以及计算处理设备800,所述光谱仪700用于检测日照的光谱以及检测所述光谱调节模块200的光谱,所述计算处理设备800用于根据所述光谱仪700检测的日照光谱数据、检测时间以及检测地点生成地区时间光谱数据以及根据所述光谱仪700检测的所述光谱调节模块200的光谱数据生成照明光谱数据。
在需要模拟日照的地区,通过光谱仪700检测日照的光谱,得到当前时间该地区的日照光谱数据,在不同时间进行检测,得到该地区不同时间的日照光谱数据。将对应的日照光谱数据、地区以及时间输入至计算处理设备800进行处理,计算处理设备800生成地区时间光谱数据。另外,通过光谱仪700检测光谱调节模块200不同工作状态下的光谱数据,将光谱调节模块200的光谱数据输入至计算处理设备800进行处理,计算处理设备800生成照明光谱数据。将地区时间光谱数据以及照明光谱数据存储至存储模块300中。使用者通过输入模块400选择想要模拟日照的地区和时间,控制处理模块100根据输入模块400的信号从存储模块300读取对应的地区时间光谱数据以及光谱调节模块200的照明光谱数据,控制处理模块100根据地区时间光谱数据以及照明光谱数据控制光谱调节模块200进行照明,使得光谱调节模块200进行照明时的光谱接近使用者选择地区、时间对应的日照光谱。以此,选择不同的光谱进行照明,能够模拟不同地区、时间的日照效果,满足使用者体验不同地区、时间的太阳浴需求,以及模拟不同地区日照对植物进行补光的需求。
在光谱调节模块200包括驱动单元210以及白光组件220、红光组件230、绿光组件240、蓝光组件250和红外组件260的实施例中,光谱仪700对光谱调节模块200检测时,光谱仪700分别单独检测白光组件220、红光组件230、绿光组件240、蓝光组件250以及红外组件260的光谱数据,计算处理设备800能够对单独的光谱数据进行计算处理,以获取白光组件220、红光组件230、绿光组件240、蓝光组件250以及红外组件260共同工作时的光谱数据。
在本发明的一些实施例中,计算处理设备800可以是包括电脑、服务器等设备的实施方式。
根据本发明的第三方面实施例的模拟日照方法,包括:
光谱仪700检测地区日照的光谱,记录检测日照的光谱数据、地点以及时间;
计算处理设备800根据日照的光谱数据、地点以及时间生成地区时间光谱数据;
光谱仪700检测光谱调节模块200不同工作状态的光谱,记录光谱调节模块200的光谱数据;
计算处理设备800根据光谱调节模块200的光谱数据生成照明光谱数据;
将地区时间光谱数据以及照明光谱数据存储于存储模块300中;
控制处理模块100获取并根据输入模块400的信号选择读取地区时间光谱数据;
控制处理模块100根据读取的地区时间光谱数据以及照明光谱数据控制光谱调节模块200工作照明。
在需要模拟日照的地区,通过光谱仪700检测日照的光谱,得到当前时间该地区的日照光谱数据,在不同时间进行检测,得到该地区不同时间的日照光谱数据。将对应的日照光谱数据、地区以及时间输入至计算处理设备800进行处理,计算处理设备800生成地区时间光谱数据。另外,通过光谱仪700检测光谱调节模块200不同工作状态下的光谱数据,将光谱调节模块200的光谱数据输入至计算处理设备800进行处理,计算处理设备800生成照明光谱数据。将地区时间光谱数据以及照明光谱数据存储至存储模块300中。使用者通过输入模块400选择想要模拟日照的地区和时间,控制处理模块100获取并根据输入模块400的信号从存储模块300读取对应的地区时间光谱数据以及光谱调节模块200的照明光谱数据,控制处理模块100根据地区时间光谱数据以及照明光谱数据控制光谱调节模块200进行照明,使得光谱调节模块200进行照明时的光谱接近使用者选择地区、时间对应的日照光谱。以此,选择不同的光谱进行照明,能够模拟不同地区、时间的日照效果,满足使用者体验不同地区、时间的太阳浴需求,以及模拟不同地区日照对植物进行补光的需求。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
当然,本发明创造并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.模拟日照灯具,其特征在于,包括:
控制处理模块(100);
光谱调节模块(200),与所述控制处理模块(100)连接,所述光谱调节模块(200)用于照明并且调节照明的光谱;
存储模块(300),与所述控制处理模块(100)连接,所述存储模块(300)存储有多组地区时间光谱数据以及所述光谱调节模块(200)的照明光谱数据;
输入模块(400),与所述控制处理模块(100)连接,所述输入模块(400)用于使所述控制处理模块(100)选择读取地区时间光谱数据以根据地区时间光谱数据控制所述光谱调节模块(200)照明。
2.根据权利要求1所述的模拟日照灯具,其特征在于:所述光谱调节模块(200)包括驱动单元(210)以及均与所述驱动单元(210)连接的白光组件(220)、红光组件(230)、绿光组件(240)、蓝光组件(250)和红外组件(260),所述控制处理模块(100)与所述驱动单元(210)连接。
3.根据权利要求2所述的模拟日照灯具,其特征在于:所述白光组件(220)包括多个串联的白光LED,所述红光组件(230)包括多个串联的红光LED,所述绿光组件(240)包括多个串联的绿光LED,所述蓝光组件(250)包括多个串联的蓝光LED,所述红外组件(260)包括多个串联的红外LED。
4.根据权利要求2所述的模拟日照灯具,其特征在于:所述驱动单元(210)包括与所述白光组件(220)、所述红光组件(230)、所述绿光组件(240)、所述蓝光组件(250)以及所述红外组件(260)一一对应的PWM驱动电路(211)。
5.根据权利要求1所述的模拟日照灯具,其特征在于:还包括检测模块(500),所述控制处理模块(100)与所述检测模块(500)连接,所述检测模块(500)用于检测所述光谱调节模块(200)的照明状态。
6.根据权利要求5所述的模拟日照灯具,其特征在于:所述检测模块(500)包括亮度传感器(510),所述控制处理模块(100)与所述亮度传感器(510)连接,所述亮度传感器(510)用于检测所述光谱调节模块(200)的照明亮度。
7.根据权利要求1所述的模拟日照灯具,其特征在于:还包括显示模块(600),所述控制处理模块(100)与所述显示模块(600)连接。
8.根据权利要求1所述的模拟日照灯具,其特征在于:所述输入模块(400)包括无线通信单元,所述控制处理模块(100)与所述无线通信单元连接,所述无线通信单元用于接收外部无线信号。
9.模拟日照***,其特征在于:包括如权利要求1至8任一权利要求所述的模拟日照灯具,还包括光谱仪(700)以及计算处理设备(800),所述光谱仪(700)用于检测日照的光谱以及检测所述光谱调节模块(200)的光谱,所述计算处理设备(800)用于根据所述光谱仪(700)检测的日照光谱数据、检测时间以及检测地点生成地区时间光谱数据以及根据所述光谱仪(700)检测的所述光谱调节模块(200)的光谱数据生成照明光谱数据。
10.应用于如权利要求9所述模拟日照***的模拟日照方法,其特征在于,包括:
光谱仪(700)检测地区日照的光谱,记录检测日照的光谱数据、地点以及时间;
计算处理设备(800)根据日照的光谱数据、地点以及时间生成地区时间光谱数据;
光谱仪(700)检测光谱调节模块(200)不同工作状态的光谱,记录光谱调节模块(200)的光谱数据;
计算处理设备(800)根据光谱调节模块(200)的光谱数据生成照明光谱数据;
将地区时间光谱数据以及照明光谱数据存储于存储模块(300)中;
控制处理模块(100)获取并根据输入模块(400)的信号选择读取地区时间光谱数据;
控制处理模块(100)根据读取的地区时间光谱数据以及照明光谱数据控制光谱调节模块(200)工作照明。
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