基于自然采光的室内照明控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于自然采光的室内照明控制系统，该系统包括依次连接的控制器、聚光机构、导光机构和出光机构，以及输入端与聚光器相连、输出端连接至控制器的跟踪机构。其中，所述聚光机构安装于户外高处用于接收控制指令，采集垂直射入的太阳光，并传输到导光机构中；所述跟踪机构跟踪探知太阳位置，并将信号传输至控制器；控制器根据接收跟踪机构采集到的信息，并发送控制指令调整聚光机构的角度；导光机构传输聚光器采集的光线至出光机构。采用本实用新型专利技术提高了太阳光的利用率，减少了能源消耗，通过白天利用太阳自动跟踪系统可以控制太阳光聚光器时刻对准太阳；提高了光线传输效率，采用光纤和液芯光导管，减少了光线在传输过程中的损耗，适于较远距离的传输。

Indoor lighting control system based on natural lighting

The utility model discloses a natural lighting indoor lighting control system based on the system comprises a controller, focusing mechanism, light guiding mechanism and a mechanism, and the input end and the output end is connected to the condenser is connected, the controller tracking mechanism. Among them, the condensing mechanism is arranged in the outdoor height for receiving control instruction, collection of vertical incoming sunlight, and transmitted to the light guiding mechanism; the tracking mechanism to ascertain the position of the sun tracking, and transfer the signal to the controller; the controller based on the receive tracking mechanism to collect information, and send control instructions to adjust the focusing mechanism angle; light to the light body light guiding mechanism transmission concentrator acquisition. The utility model improves the utilization of solar energy, reduce energy consumption, through the solar automatic tracking system can control the solar concentrator at the moment the sun; improve the light transmission efficiency, using fiber and liquid core light pipe, the reduction of the light in the transmission loss process, suitable for long-distance transmission.

【技术实现步骤摘要】
基于自然采光的室内照明控制系统
本技术涉及照明控制领域，尤其涉及一种基于自然采光的室内照明控制系统。
技术介绍
照明耗能在国家能源消费中所占比例越来越大，随着土地资源紧张的问题，现在很多建筑的一侧处于背阴面，室内光线阴暗，所以即使是白天，很多建筑的房间仍然采用人工照明的方式。而太阳光是最重要的自然光源，具有无限性、普遍性、清洁性、经济性等优点。光导照明是目前普遍流行的一种新型照明装置，比较成熟的是利用光导管技术为建筑内部提供照明，采集充足的大自然的太阳光进行白天室内照明。太阳光照角度存在运动规律，在同一天里，太阳从东边升起，西边落下，中午12时升至最高点，但是太阳并不是每天都从正东升起，正西落下，在不同的季节里，日出、日落的方向变化较大。尽管太阳光具有其他能源无可比拟的巨大优点，但是利用太阳光还存在一些难点，比如地区间分布不均匀、能量不稳定、存在白天和黑夜。随着经济的发展，照明能耗在国家的能源消费中所占比例越来越大，开发利用太阳光照明技术不仅表现在节能上，同时在自然光下人们在心理和生理上感到舒服，有利于身心健康，提高视觉功效，符合人类追求生活质量和生活环境的要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是实现节能环保的自然光照明系统，符合太阳运动规律、提高太阳光利用率及传输率从而实现室内自然光照明。为解决上述问题，本技术提供了一种基于自然采光的室内照明控制系统，该系统包括依次连接的控制器、聚光机构、导光机构和出光机构，以及输入端与聚光器相连、输出端连接至控制器的跟踪机构；其中，所述聚光机构安装于户外高处，用于接收控制指令，采集垂直射入的太阳光，并传输到导光机构中；所述跟踪机构：用于跟踪探知太阳位置，并将信号传输至控制器；所述控制器：用于接收跟踪机构采集到的信息，并发送控制指令调整聚光机构的角度；所述导光机构：用于传输聚光机构中采集到太阳光至出光机构。进一步地，所述聚光机构包括聚光器，以及用于控制聚光器转动的步进电机和步进电机驱动器。进一步地，所述跟踪机构包括四个光敏感传感器，所述四个光敏感传感器分别置于聚光器入光口的水平、竖直相互对称的四个位置，用于采集太阳光照强度信息；所述控制器接收到四个方向采集到的太阳光照强度信息的不同，控制聚光机构调整角度，以采集垂直射入的太阳光。进一步地，所述跟踪机构还包括GPS接收器；所述GPS接收器的输出端与控制器通过通信协议方式进行数据传输，GPS接收器的输入端用于采集探测点的地理位置信息；所述控制器接收到GPS接收器探测到的地理位置信息，模拟太阳的运动轨迹来控制聚光机构调整角度，以采集垂直射入的太阳光。进一步地，所述聚光器采用菲涅尔透镜。进一步地，所述导光机构为带有可见光滤光片的液芯光导管或PMMA光纤。进一步地，所述通信协议为NEMA-0183协议。进一步地，所述控制器采用Atmega168芯片。进一步地，所述出光机构为LED光散射器。本技术的有益效果是：(1)系统结构简单、清晰；(2)提高了太阳光的利用率，减少了能源消耗，通过白天利用太阳自动跟踪系统可以控制太阳光聚光器时刻对准太阳；(3)提高了光线传输效率，采用光纤和液芯光导管，减少了光线在传输过程中的损耗，适于较远距离的传输。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本技术实施例的限定。在附图中：图1为本技术的系统结构示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。为实现节能环保的自然光照明系统，符合太阳运动规律、提高太阳光利用率及传输率从而实现室内自然光照明，本技术提供了一种基于自然采光的室内照明控制系统，如图1所示，该系统包括依次连接的控制器、聚光机构、导光机构和出光机构，以及输入端与聚光器相连、输出端连接至控制器的跟踪机构。其中，聚光机构安装于户外高处，用于接收控制指令，采集垂直射入的太阳光，并传输到导光机构中；跟踪机构用于跟踪探知太阳位置，并将信号传输至控制器；控制器用于接收跟踪机构采集到的信息，并发送控制指令调整聚光机构的角度，控制器可采用Atmega168芯片；导光机构用于传输光线；出光机构用于输出采集的太阳光线，可以采用采用LED光散射器。具体实施方式如下：所述聚光机构安装于户外高处，用于接收控制指令，采集户外太阳光进行聚焦，并传输到导光机构中。聚光机构包括聚光器，以及用于控制聚光器转动的步进电机和步进电机驱动器。聚光器尽可能地采集户外的太阳光，将这些光进行聚焦，然后光线进入系统的传光部分中。为了有效采集太阳光，聚光器采用聚光比高的菲涅尔透镜。只有太阳光垂直照射聚光器的表面，聚光器才可能采集最多的太阳光线，而太阳在天空的轨迹是时刻发生变化的，所以要实现聚光器接收太阳光线的垂直照射，必须使用跟踪机构。在聚光器上设置跟踪机构，用于跟踪探知太阳位置，并将信号传输至控制器。跟踪机构包括四个光敏感传感器，所述四个光敏感传感器分别置于聚光器的入光口水平、竖直相互对称的四个位置，用于采集太阳光照强度信息，控制器接收到四个方向采集到的太阳光照强度信息的不同，控制聚光机构调整角度。当太阳光垂直入射的时候，四个光敏感传感器接收到光强相同，输出的信号也相同；当太阳光倾斜入射的时候，聚光器对称两边的光敏感传感器接收到的光强不同，控制器根据对称光敏感传感器的输出不同，控制进步点击左右、或者俯仰转动适当的角度，直到太阳光垂直入射在聚光器表面为止。天气晴朗、光照很好的时候，可以采用光敏感传感器进行探测太阳的位置，调节聚光器的角度，但是如果天气阴暗、光照很弱的时候，采用光敏感传感器则不能有效的探测太阳的位置。此时，可以采用GPS接收器进行探测，GPS接收器的输出端与控制器通过NEMA-0183通信协议方式进行数据传输，GPS接收器的输入端用于采集探测点的地理位置信息：如经纬度、年月日时分秒信息，控制器根据这些信息提前计算出太阳的高度、方位角，然后控制步进电机转动聚光器对准太阳，实现太阳的准确跟踪。采集到太阳光后，需要导光机构，在滤除阳光中红外、紫外线部分后，把光线中的可见光部分传到是室内需要照明的地方。太阳光经过菲涅尔透镜聚焦后，导光机构可以采用带有可见光滤光片的液芯光导管或PMMA光纤，不仅可以滤除掉阳光中的红外线、紫外线部分，保留其中的可见光部分，还可以减少光在传输中的损耗。以上所述的具体实施方式，对本技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本技术的具体实施方式而已，并不用于限定本技术的保护范围，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于自然采光的室内照明控制系统，其特征在于：包括依次连接的控制器、聚光机构、导光机构和出光机构，以及输入端与聚光机构相连、输出端连接至控制器的跟踪机构；其中，所述聚光机构安装于户外高处，用于接收控制指令，采集垂直射入的太阳光，并传输到导光机构中；所述跟踪机构：用于跟踪探知太阳位置，并将信号传输至控制器；所述控制器：用于接收跟踪机构采集到的信息，并发送控制指令调整聚光机构的角度；所述导光机构：用于传输聚光机构中采集到太阳光至出光机构。

【技术特征摘要】
1.一种基于自然采光的室内照明控制系统，其特征在于：包括依次连接的控制器、聚光机构、导光机构和出光机构，以及输入端与聚光机构相连、输出端连接至控制器的跟踪机构；其中，所述聚光机构安装于户外高处，用于接收控制指令，采集垂直射入的太阳光，并传输到导光机构中；所述跟踪机构：用于跟踪探知太阳位置，并将信号传输至控制器；所述控制器：用于接收跟踪机构采集到的信息，并发送控制指令调整聚光机构的角度；所述导光机构：用于传输聚光机构中采集到太阳光至出光机构。2.根据权利要求1所述的基于自然采光的室内照明控制系统，其特征在于：所述聚光机构包括聚光器，以及用于控制聚光器转动的步进电机和步进电机驱动器。3.根据权利要求1或2所述的基于自然采光的室内照明控制系统，其特征在于：所述跟踪机构包括四个光敏感传感器，所述四个光敏感传感器分别置于聚光器入光口的水平、竖直相互对称的四个位置，用于采集太阳光照强度信息；所述控制器接收到四个方向采集到的太阳光照强度信息的不同，控制聚光机构调整角度，以采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：任岳，
申请(专利权)人：重庆汉岳科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50