[發(fā)明專利]一種基于NB-IOT的室內(nèi)燈具組合調(diào)控系統(tǒng)及方法

有效

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• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111163570B
• 公開（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何乃龍;酈光選;張宇寧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京東暉光電有限公司
• 主分類號: H05B47/11
• 分類號: H05B47/11
• 代理公司: 南京禾易知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32320
• 代理人: 張松云

本發(fā)明涉及一種基于NB?IOT的室內(nèi)燈具組合亮度調(diào)控系統(tǒng)及方法，其中系統(tǒng)包括多個(gè)圖像采集節(jié)點(diǎn)多個(gè)燈具亮度控制節(jié)點(diǎn)、基站和云服務(wù)器。多個(gè)圖像采集節(jié)點(diǎn)安裝在教室上方不同位置，分多路采集教室內(nèi)照度分布數(shù)據(jù)并通過基站將數(shù)據(jù)傳輸至云服務(wù)器，云服務(wù)器融合多路照度分布數(shù)據(jù)后運(yùn)算處理輸出控制信號并經(jīng)基站傳輸至相應(yīng)的燈具亮度控制節(jié)點(diǎn)，每個(gè)燈具亮度控制節(jié)點(diǎn)對應(yīng)連接一路燈具，對燈具的亮度進(jìn)行控制。本發(fā)明的每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備可直接通過NB?IOT通信入網(wǎng)，不需額外的匯聚網(wǎng)關(guān)，減少了設(shè)備成本，部署方便；同時(shí)采用多個(gè)圖像采集節(jié)點(diǎn)協(xié)作采集室內(nèi)照度信息，同時(shí)解決了有人場景下的遮擋問題，系統(tǒng)具有更強(qiáng)的魯棒性，實(shí)現(xiàn)智能化管控。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燈具亮度調(diào)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于NB-IOT的室內(nèi)燈具組合亮度調(diào)控系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

不合理的室內(nèi)照明，會(huì)對人眼健康造成嚴(yán)重?fù)p害，準(zhǔn)確獲取室內(nèi)光分布，并對照明燈具進(jìn)行合理調(diào)節(jié)是非常有意義的。目前的教室燈具幾乎都是采用手動(dòng)控制的熒光燈或LED燈，不具備聯(lián)網(wǎng)的功能，更不具備根據(jù)環(huán)境實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)亮度的功能。因此一個(gè)著眼于學(xué)生視覺健康的智能化節(jié)能燈控系統(tǒng)是現(xiàn)在所急需的。

相比于傳統(tǒng)的Zigbee、藍(lán)牙等短距離通信協(xié)議，NB-IOT具有更廣覆蓋海量連接的能力，更低功耗以及更低的模塊成本，其單個(gè)模塊就具有聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)的能力，不需要額外的網(wǎng)關(guān)，減少了硬件成本，部署方便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于NB-IOT的室內(nèi)燈具組合亮度調(diào)控系統(tǒng)及方法，解決無人場景中對于室內(nèi)光數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集和光照控制，而且在復(fù)雜有人場景中也能實(shí)現(xiàn)較精確的采集和控制。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種基于NB-IOT的室內(nèi)燈具組合亮度調(diào)控系統(tǒng)，包括多個(gè)圖像采集節(jié)點(diǎn)、多個(gè)燈具亮度控制節(jié)點(diǎn)、基站和云服務(wù)器，所述多個(gè)圖像采集節(jié)點(diǎn)安裝在教室上方不同位置，分多路采集教室內(nèi)燈具照度分布數(shù)據(jù)并通過基站傳輸至云服務(wù)器，云服務(wù)器融合多路照度分布數(shù)據(jù)后運(yùn)算處理并經(jīng)基站將控制信號傳輸至對應(yīng)燈具亮度控制節(jié)點(diǎn)，每個(gè)燈具亮度控制節(jié)點(diǎn)對應(yīng)連接一路燈具，對燈具的亮度進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，多個(gè)圖像采集節(jié)點(diǎn)包括第一主控芯片、DRAM存儲模塊、第一NB-IOT通信模塊、多個(gè)成像設(shè)備，每個(gè)成像設(shè)備安裝在教室上方不同位置，將拍攝到的場景圖像經(jīng)第一主控芯片的DMA通道傳輸至DRAM存儲模塊存儲，并讀取每幅場景圖像的曝光時(shí)間數(shù)值；第一主控芯片基于物體識別算法確定場景圖像中的有效區(qū)域并通過成像設(shè)備的曝光時(shí)間和亮度相應(yīng)曲線映射得到每個(gè)像素點(diǎn)對應(yīng)的實(shí)際亮度值，計(jì)算得到實(shí)際場景的亮度矩陣，通過實(shí)際場景的亮度矩陣確定有效區(qū)域工作面的亮度，并根據(jù)有效區(qū)域物體表面材質(zhì)的反射特性計(jì)算出有效區(qū)域工作面的實(shí)時(shí)照度。

進(jìn)一步地，多個(gè)燈具亮度控制節(jié)點(diǎn)包括第二主控芯片、第二NB-IOT通信模塊和多個(gè)大功率MOS管，第二主控芯片通過第二NB-IOT通信模塊接收云服務(wù)器的控制信號并將控制信號處理后產(chǎn)生對應(yīng)頻率和脈沖的PWM波，每個(gè)大功率MOS管根據(jù)PWM波的高低電平控制燈具的直流電，且PWM波頻率控制在2000HZ以上。

進(jìn)一步地，本系統(tǒng)還包括與云服務(wù)器通信連接的上位機(jī)界面，實(shí)時(shí)從云服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)并顯示各個(gè)圖像采集節(jié)點(diǎn)和燈具控制節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述成像設(shè)備選用廣角鏡頭，且設(shè)置成自動(dòng)曝光調(diào)節(jié)模式。

一種基于NB-IOT的室內(nèi)燈具組合亮度調(diào)控方法，包括如下步驟：

步驟一，采集教室場景圖像，并記錄每幅場景圖像的曝光時(shí)間；

步驟二，基于物體識別算法確定場景圖像中的有效區(qū)域，根據(jù)曝光時(shí)間和成像設(shè)備亮度相應(yīng)曲線映射得到每幅場景圖像中每個(gè)像素對應(yīng)的實(shí)際亮度值，計(jì)算得到實(shí)際場景的亮度矩陣；

步驟三，根據(jù)實(shí)際場景的亮度矩陣確定有效區(qū)域工作面的亮度，并根據(jù)有效區(qū)域物體表面材質(zhì)的反射特性計(jì)算有效區(qū)域工作面的實(shí)時(shí)照度；