[發明專利]具有多點傳感器校準的開環閉環集成日光和人造光控制

有效

• 申請號: 201280046951.1
• 申請日: 2012-09-24
• 公開（公告）號: CN103814626A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: D.伯魯;Y.文
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: H05B37/02
• 分類號: H05B37/02;E06B9/32;G05D25/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 孫之剛;汪揚

本發明涉及照明控制，并且更具體地涉及用于在包括多個安裝光源和外部光源的空間中控制光分布的方法和系統。

有越來越多的證據表明日光和對外視野改善健康狀況、幸福感和生產力。在這點上，現有的自動窗飾（window?treatment）控制和光控電照明系統遠遠不是最佳的。它們的操作通常不受用戶的欣賞，從而導致用戶禁用它們，這就造成失去營造舒適和高能效的照明環境的機會。其中一個問題源于獨立受控的日光（窗飾）和電燈控制器的部署。

大多數現有的窗飾是手動操作的，從而導致失去在節能以及舒適性方面的機會。存在朝向對用于房間中的高效日光集成的這些系統的自動控制的增長動向。在現代商業建筑物中安裝這樣的系統。這些系統通常使用基于太陽時鐘的形式、建筑物的模型及其周圍環境的開環控制來進行操作。據報道，這樣的系統的實際測試造成低于標準的性能：

-相鄰房間中的相同百葉窗表現不同

-在晴天的情況下，百葉窗允許陽光直射到內部（從而產生令人不適的眩光），而在陰天的情況下，即使室內光水平非常低，百葉窗也不完全打開?。

該問題的一個原因是該系統是在關于內部和外部環境的某些假設下設計用于開環操作的。這些假設通常不是必然正確的，或者當環境改變（示例：樹、建筑或拆除等）時會出現問題。

最近，在一些美國專利中公開了“集成”控制系統。以下是兩個示例。

美國專利號7111952?B2公開了一種用于窗飾和電燈的組合式控制器。該系統包含日光感測以控制房間中的電燈的調光水平和日光量。該系統使用中央控制器以控制子系統。然而，操作是順序的，即，首先調節窗飾直到其完全打開/關閉，并且然后調節電燈以提供所需要的其余光。

美國專利號7566137?B2公開了一種基于單個傳感器或多個傳感器的組合式電燈和窗飾控制器。電燈被分組到具有單個傳感器或多個傳感器的區段中。在多個傳感器的情況下，將這些傳感器的輸出簡單地進行平均。通過存在于每個區段中的預編程控制器實現多區段控制。所述組合式窗飾和電燈控制器是基于順序操作的：例如，首先關閉或打開百葉窗，然后調節電燈。

上述系統的一個共同缺點在于它們順序地操作，例如，首先完全關閉/打開百葉窗，之后操作電燈。這樣的系統可能令用戶不滿。例如，當用戶改變設定點或占用傳感器檢測到環境改變并且需要改變設定（例如從斷路到接通位置）時，用戶將不得不等待直到順序操作完成為止以查看是否滿足照明優選項。因為窗飾操作緩慢，所以總等待時間可能長達幾秒鐘，甚至一分鐘或更長。隨著當今對快速響應的需求，用戶可能無法忍受這樣長的等待時間，并將最終恢復到完全手動控制。

在非均勻日光分布的情況下，美國專利號7566137提出對每個區段中的電照明使用預設值。這樣的系統是昂貴的，因為它需要在安裝期間進行校準，并且當建筑物條件（內部或外部）改變時需要持續的維護。該專利提及一種多感官方法，但主要目的是通過簡單平均這些傳感器的輸出來提高魯棒性。這樣的平均對于均勻分布光要求可能有用，但對于受控非均勻分布沒有用。此外，這樣的系統在節能方面不是最佳的。

較優的解決方案是閉環百葉窗控制，其基于內部照明條件調節百葉窗高度和板條角度，以及用于避免附加眩光的補充開環控制。然而，這樣的系統不能安裝在其中還存在閉環電燈控制的空間中，因為將存在明顯的性能問題。更優的解決方案是集成控制器，其控制窗飾和電燈二者。然而，這需要控制系統的集成，而這需要一個制造商應對這兩種系統。

在照明方面，最近的調查研究指出，大部分先進的光控照明控制系統不能滿足性能預期。特別地，它們的性能在典型地還配備有百葉窗簾的日光點亮空間中發生降級。當空間中的板條角度和太陽定位改變時，性能故障的基本原因是環境中的反射改變。空間反射中的這樣的變化未被現有系統適當地應對。較好的解決方案是知道百葉窗的定位、日光量以及太陽的入射角。這在多個傳感器的情況下被稱為工作面亮度估計，或者在單個光感測環境的情況下被稱為多點校準。但是，這樣的系統需要日光照明環境的知識。

因此，存在對集成日光和人造光控制系統的需要，該系統利用多點傳感器校準設備。

本公開包含一種基于照明系統（電和日光/百葉窗控制器二者）之間的信息交換的系統，以用于具有多點傳感器校準（動態傳感器增益）和工作面照度估計的閉環開環系統。日光/百葉窗控制包含百葉窗簾、卷簾、電致變色窗等。然而，在不失一般性的情況下，我們將使用術語?“百葉窗簾”或簡稱為“百葉窗”。

在照明控制部分中，實現用于電照明和遮光簾板條角度控制的（閉環）照明控制單元以執行：