基于颜色的半寿命预测系统技术方案

公开了一种用于控制发光系统并且预测多个照明设备的预期寿命的系统和方法。该系统可以包括：至少一个网关，其控制照明设备的调光水平；以及多个照明器和LED中的至少一个，其经由调光控制接口与网关通信。该系统还可包括：传感器子系统，其感测颜色通道并实时监控环境中的至少一个变化；以及至少一个功率计，其实时测量功率，每个功率计都连接到网关。至少一个服务器可以连接到网关，并且可以计算和预测照明器和LED的流明衰减，以及报告和改变与照明器和LED相关联的显示信息。

Color-based Half-life Prediction System

A system and method for controlling a luminous system and predicting the life expectancy of multiple lighting devices are disclosed. The system may include at least one gateway that controls the dimming level of lighting devices, and at least one of a plurality of illuminators and LEDs that communicate with the gateway via a dimming control interface. The system can also include a sensor subsystem, which senses the color channel and monitors at least one change in the environment in real time, and at least one power meter, which measures power in real time, and each power meter is connected to the gateway. At least one server can be connected to the gateway and can calculate and predict the lumen attenuation of the illuminator and the LED, as well as report and change the display information associated with the illuminator and the LED.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于颜色的半寿命预测系统相关申请的交叉引用本申请要求2016年3月11日提交的编号为62/306,636的美国临时专利申请的优先权，并且其全部内容通过引用并入本文。领域广泛地描述了一种用于识别流明强度随时间的衰减的系统。特别地，公开了一种用于预测多个照明器的预期寿命的系统和方法。背景传统光源(例如白炽灯、荧光灯和高强度放电灯)的寿命通过工业标准灯评级程序估算。通常，大量的、具有统计显著性的的灯(lamp)样本运行至其中约50％失效，在该时间时刻，从运行时间的角度，定义了该灯的“额定寿命”。随着灯或灯具(lightfixture)在足够长的时间段内运行，可能会出现流明输出降低。基于传统光源的多年经验，照明专家经常使用灯寿命评级以及已知的流明衰减曲线来设计用于期望空间的照明，并且确定重新照明调度和经济回报。这方面，即光源的预测寿命或半寿命，对于发光二极管(LED)并不怎么正确，与传统光源相比，发光二极管(LED)可以在非常低的发光水平下继续运行，并且严重失效的风险较小。LED的寿命终止可以根据流明通量衰减到制造商或标准测试方法定义的特定水平来测量。根据固态照明系统和技术联盟(ASSIST)，人眼可以检测到的光输出减少的阈值大约是70％流明维持率。ASSIST进行的进一步研究表明，在通常的照明应用中，30％的光输出减少是可以被大多数使用照明器(也称为照明设备或灯具，并且被定义为完整的电子发光单元，该电子发光单元包括任何类型的光源，例如白炽灯、荧光灯、高强度放电灯、LED等)的人所接受的，然而，ASSIST建议考虑用于某些类型的应用的更高和更低的数值的流明维持率。这些应用可以包括，例如，墙壁清洗应用，其中光线可以被用户并排地看到，这可能需要有待计算的流明使用寿命为较高数值，例如，通常为80％的流明维持率。在一些应用中，光输出并不重要，例如装饰灯系统，较低的流明维持率阈值可能是可接受的。ASSIST建议使用两个坐标(L70和L50)来表示LED部件的使用寿命。额定流明维持率寿命以小时为单位进行测量，其中，相关的光输出的百分比，以Lp表示。换句话说，30,000小时的L70意味着被测试LED在30,000小时时产生70％的初始光输出。如果LED具有30,000小时的L50，则它的流明输出衰减比具有30,000小时的L70的LED的更快。由于设备的温度可能会影响这些数值，因此设备的散热设计至关重要，但是可能还不够。照明设备的调光水平和平均功率(例如，使用水平)可以指示它的L70和L50。电流的变化也可能影响LED设备的L50。对于恒定电流可能也是如此，其中温度变化将影响L50的值。参考图15和图16，飞利浦(Philips)发布了一份技术白皮书，题为“了解电源LED寿命分析(UnderstandingPowerLEDLifetimeAnalysis)”，日期未知，其中提供了影响LED寿命的因素的典型图表。根据图15，如果温度恒定，则电流的变化将影响LED设备的L50。对于恒定电流也是如此，(参见图16，在1.5A的情况下)，其中温度变化将影响L50的值。两张图表均取自上述飞利浦(Philips)白皮书。LED通常不像传统光源那样突然失效；相反，它们的光输出随着时间缓慢地减少。此外，LED光源可以具有如此长的寿命，以至于关于长期可靠性的寿命测试和获取实际应用数据变得很难，即在当前产品被进行全面测试之前，新版本的产品就已经可以获得。LED光输出和使用寿命高度依赖于由照明器和系统设计确定的电气和热条件，以增加了更多的挑战。这一结论反映在飞利浦(Philips)技术白皮书中，标题为“(UnderstandingPowerLEDLifetimeAnalysis)了解电源LED寿命分析”，其可在www.lrc.edu/programs/solidstate/assist/index.asp上找到。当前LED系统和方法的缺点在于目前没有用于报告LED寿命和/或流明衰减曲线的标准格式。根据美国能源部发表的一篇论文，标题为“LED照明器可靠性(LEDLuminaireReliability)”，并可从http://ephesuslighting.com/wp-content/uploads/2014/01/Fact-Sheet-LED-Luminaire-Reliability.pdf获取，“北美照明工程学会(IESNA)目前开发的测试程序(特指LM-80，IESNA批准的用于测量LED光源的流明维持率的方法)将提供在LED设备、阵列或模块级别上进行流明维持率测量的通用程序”。此外，美国能源部的论文指出：“LM-80测试程序只针对于LED照明器的寿命中的一个因素，即在规定的测试周期上的LED设备的流明衰减。”对于LED光源，LM-80将流明维持率寿命定义为“达到流明衰减或流明维持率的特定百分比所经过的工作时间，以小时表示”。与额定寿命不同，额定流明维持率寿命被定义为“LED光源将维持其初始光输出的百分比(p)所经过的工作时间。”这种方法的一个缺点是，当LED安装在可能影响流明衰减率或灾难性故障可能性的照明器或系统中时，通常会考虑许多附加因素，并且该测试方法无法针对于这些附加因素。这些附加因素可包括温度极限、湿度、水分侵入、电压或电流波动、驱动器或其他电气部件的故障、覆盖LED的封装材料的损坏或退化，将LED连接到灯具的焊线的损坏，和磷光体(phosphor)的退化。当前的流明衰减模型仅可以应用于光源(即LED芯片)，而不可以应用于照明器。光源在三个温度下以指定电流驱动：55摄氏度、85摄氏度和第三方制造商指定的温度。光源可在100％输出下被驱动最少6,000小时。根据所收集的数据，可以进行关于光源的寿命终止的预测。光源的寿命预测可以源自于安装有测试光源的照明器。该预测可能未考虑可能影响预测的附加因素。这些因素可以包括制造缺陷，例如散热/热管理、安装的环境温度、甚至是运行中的照明器的控制策略，所有这些都会对流明衰减产生正面和负面影响。LM-82-12是用于“作为温度函数的电气和光照特性的LED光引擎和LED灯的特征”的批准的方法，其针对/涵盖光引擎/照明器和集成灯的测试。虽然LM-82-12可能涵盖这些附加因素，但对于照明器制造商而言可能成本过高，因此，经证实在照明器内在某一温度下运行的LM-80预测可能是常态。LM-82测试的另一个缺点是，即使进行了LM-82测试，它也是在设定的条件下完成的，且不能补偿不同的调光水平(即瓦数和温度随时间的变化)。鉴于现有技术状态，显然需要一种解决方案，其允许用户/客户能够预测何时发生明显的流明退化，使得需要采取行动来更换光源，除非对运行条件和时间的更坏情况的假设被承认为事实。可能需要安装大量照明器(例如数以万计的照明器系统)的客户需要有一种方法来预测每个照明器何时随时间退化以及退化了多少。缺乏明确和具体的指导会导致照明器可能被提前更换、被更换的太晚、和/或维护成本增加/更高。此外，需要一种系统和方法，该系统和方法实时识别照明器的当前状态，并且通知维护团队何时更换照明器，同时向照明器的制造商提供关于当前状态、环境读数，以及它们的安装在用户地点的设备的统计行为的数据。如这里所使用的，所提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于预测多个照明器的预期寿命的系统，所述系统包括：网关，其被配置以控制调光控制器，以向多个照明器提供多个调光水平，所述网关还被配置以接收与所述多个照明器相关的信息，所述信息包括当前调光水平、颜色强度、以及至少一个环境条件，并且所述网关还被配置以将所述信息转发到至少一个服务器；和至少一个传感器子系统，其用于通过检测所述照明器中至少一个的当前条件来检测所述信息，所述传感器子系统包括用以检测所述颜色强度的第一传感器和用以检测所述环境条件中的至少一个变化的第二传感器，其中所述信息被转发到所述网关；其中，所述服务器包括：照明器数据库，其被配置以接收和存储所述信息；和处理器，其被配置以接收和使用所述信息来计算和预测所述照明器的所述预期寿命，并生成预期寿命报告，并将所述预期寿命报告转发给用户。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 US 62/306,636;2016.11.23 US 15/360,8791.一种用于预测多个照明器的预期寿命的系统，所述系统包括：网关，其被配置以控制调光控制器，以向多个照明器提供多个调光水平，所述网关还被配置以接收与所述多个照明器相关的信息，所述信息包括当前调光水平、颜色强度、以及至少一个环境条件，并且所述网关还被配置以将所述信息转发到至少一个服务器；和至少一个传感器子系统，其用于通过检测所述照明器中至少一个的当前条件来检测所述信息，所述传感器子系统包括用以检测所述颜色强度的第一传感器和用以检测所述环境条件中的至少一个变化的第二传感器，其中所述信息被转发到所述网关；其中，所述服务器包括：照明器数据库，其被配置以接收和存储所述信息；和处理器，其被配置以接收和使用所述信息来计算和预测所述照明器的所述预期寿命，并生成预期寿命报告，并将所述预期寿命报告转发给用户。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述服务器包括云服务器和本地服务器中的至少一个。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信息还包括所述照明器的当前功率水平，所述系统还包括至少一个功率计，用于测量所述当前功率水平以及用于将所述当前功率水平转发到所述网关。4.根据权利要求3所述的系统，其中，并且所述服务器是云服务器，并且所述服务器还包括调度，所述调度用于经由所述传感器子系统监控在多个调光水平下的所述信息，其中所述调度包括初始化和调整与所述照明器的接口。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述云服务器和/或所述网关基于所述信息的变化，和/或所述照明器、所述网关和/或所述传感器子系统的硬件或软件的变化，连续地监控所述信息，并触发所述照明器的接口的所述初始化和/或调整。6.根据权利要求1所述的系统，其中，通过所述传感器子系统检测的所述信息包括在多个照明水平下的所述照明器的基线条件，并且所述传感器子系统经由所述网关将所述信息的基线消息转发到所述服务器。7.根据权利要求6所述的系统，其中，通过所述传感器子系统检测的所述信息随后检测所述照明器的所述当前条件，并且经由所述网关将至少一个所述信息的更新消息转发到所述服务器。8.根据权利要求7所述的系统，其中，用于计算和预测所述照明器的所述预期寿命的所述信息包括当前调光水平和调度、所述基线消息、所述更新消息和制造商的规格信息。9.根据权利要求8所述的系统，还包括调度数据库，所述调度数据库用于存储用于进行信息检测的时间调度，其中所述服务器访问所述调度数据库，并发送调度消息以记录所述当前调光水平，并通过所述传感器子系统检测所述照明器的所述当前条件。10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信息还包括从位于不同地理位置的照明器收集的信息。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个传感器子系统检测多个颜...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·库姆斯，乔纳森·靠驰，本杰明·休斯，什穆埃尔·西尔弗曼，
申请(专利权)人：古伊有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB