一种脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型制造技术

本发明专利技术公开了一种脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型，包括基于PMW信号的LED照明控制模块、脉冲均分调光的控制优化模块、硬件系统，其特征在于：所述基于PMW信号的LED照明控制模块原理为对正向导通时间进行控制：且所述基于PMW信号的LED照明控制模块为通过

【技术实现步骤摘要】
一种脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型
本专利技术属于照明设备
，具体涉及一种脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型。
技术介绍
传统的照明监控系统存在着诸多缺陷，以城市路灯照明为例，其弊端主要体现在路灯系统的电能利用率偏低，而照明灯具在很大程度上影响着电能利用率[1-3]。因此，一种专利技术LED灯具早已应运而生，同时衍生的还有相对传统照明技术而言更为高效安全且环保耐用的LED照明技术[4-6]。近年来，随着智能家居的不断发展，照明控制模式已经从手动操纵转变为智能控制[7]。目前主流的控制方式为基于传感器的照明控制[8]、基于定时器的照明控制[9]等，并利用可控硅或晶体管[10]进行LED光照强度的调整。此外，国内外专家学者还对LED照明控制进行了很多研究。国外已经提出了不少相关系统，例如C-BUS总线控制系统[11]、I-BUS总线控制系统[12]、HBS协议控制系统[13]、EIB总线控制系统[14]、LonWorks总线控制系统[15]等。相对于国外的研究现状，国内在这方面的研究比较薄弱，比较出色的有HCC住宅智能中心控制系统[16]等。纵观国内外的相关研究基础，LED照明控制系统的发展将以人为本，根据用户的个性化需求来实现控制，并可以对光照的各种参数进行灵活调整[17]；此外，控制系统还将会开发出各种配套的接口，以满足其他智能设备的接入，实现智能家居的最终目的[18]。综上所述，所以我设计了一种脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型。
技术实现思路
为了解决上述存在的问题，本专利技术提供一种脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型。本专利技术是通过以下技术方案实现：一种脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型，包括基于PMW信号的LED照明控制模块、脉冲均分调光的控制优化模块、硬件系统，所述基于PMW信号的LED照明控制模块原理为对正向导通时间进行控制：且所述基于PMW信号的LED照明控制模块为通过和来调节出灯光的视觉度和亮度，并通过L＝SM·2M-1+...+SN·2N-1+...+S1·20来算出有效电流：所述脉冲均分调光的控制优化模块的灰度数据采用分块操作，分为高权值区块(HQ)和低权值区块(LQ)。对于M位的灰度数据，假设LQ的权值为N，则HQ的权值就可以表示为(M-N)，在高权值区块HQ的有效高电平数为LM＝SM·2M-N-1+...+SN+2·21+SN+1·20，低权值区块LQ的有效高电平数可以表示为LL＝SN·2N-1+...+S2·21+S1·20；所述硬件系统主要包括计数器、位移寄存器、锁存器以及PWM信号发生器。作为本专利技术的进一步优化方案，所述硬件系统通过串移时钟CKI的作用，数据从DAI端进入移位寄存器，然后在STI的作用下送入锁存器中，此时重置计数器；当STI起上升作用时，数据传输至PWM信号发生器进行处理；通过STI信号的操控，实现PWM信号的输出控制，从而达到LED照明控制的目的。与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：该专利技术的脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型能针对不同的场景控制LED设备的光照强度，且稳定性较好、鲁棒性更高。附图说明图1是本专利技术的LED照明控制模块过程示意图；图2是本专利技术的脉冲均分调光的控制优化模块优化示意图；图3是本专利技术的硬件系统连接示意图；图4是本专利技术的占比为25％的输出波形；图5是本专利技术的占比为75％的输出波形。图中：1、LED照明控制模块；2、脉冲均分调光的控制优化模块；3、硬件系统。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述：如图1-3所示，一种脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型，包括基于PMW信号的LED照明控制模块(1)、脉冲均分调光的控制优化模块(2)、硬件系统(3)，所述基于PMW信号的LED照明控制模块(1)原理为对正向导通时间进行控制：且所述基于PMW信号的LED照明控制模块(1)为通过和来调节出灯光的视觉度和亮度，并通过L＝SM·2M-1+...+SN·2N-1+...+S1·20来算出有效电流，如果LED照明设备的最大电流为200mA，导通时间的占空比为75％，则该系统的平均电流为150mA，在PWM算法中，每位灰度数据Si的信息都是集中显示，当权值i增加时，对应的显示时间段2i-1将越来越长，这段时间PWM的输出一直为高电平或低电平，使得整体的灰度表现得不均匀，可能会使LED灯产生闪烁感。随着M值的增大，高权值位将会产生更长时间的高电平或低电平，这种缺点表现得会更加明显：所述脉冲均分调光的控制优化模块(2)的灰度数据采用分块操作，分为高权值区块(HQ)和低权值区块(LQ)。对于M位的灰度数据，假设LQ的权值为N，则HQ的权值就可以表示为(M-N)，在高权值区块HQ的有效高电平数为LM＝SM·2M-N-1+...+SN+2·21+SN+1·20，低权值区块LQ的有效高电平数可以表示为LL＝SN·2N-1+...+S2·21+S1·20，高权值区块的灰度值均分为2N个周期，每个周期的时间为LM，LL则分别插入到2N-1段的每个周期前端。每一个周期的LM是等价的，则可以设LQ数据插入后，时间误差为tmin其值可以忽略不计，在脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型中，M的大小决定了灰度数据的大小，N的大小则决定了HQ的迭代次数。本文取M＝8，N＝2来实现整个系统；当M＝8，N＝2时，8位的分辨率可为LED灯提供28种灰度数据，周期为22，则每个周期的HQ位重复8次，脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型的硬件系统，其主要包括计数器、位移寄存器、锁存器以及PWM信号发生器构成。通过串移时钟CKI的作用，数据从DAI端进入移位寄存器，然后在STI的作用下送入锁存器中，此时重置计数器。当STI起上升作用时，数据传输至PWM信号发生器进行处理。通过STI信号的操控，实现PWM信号的输出控制，从而达到LED照明控制的目的；所述硬件系统(3)主要包括计数器、位移寄存器、锁存器以及PWM信号发生器；所述硬件系统(4)通过串移时钟CKI的作用，数据从DAI端进入移位寄存器，然后在STI的作用下送入锁存器中，此时重置计数器；当STI起上升作用时，数据传输至PWM信号发生器进行处理；通过STI信号的操控，实现PWM信号的输出控制，从而达到LED照明控制的目的。所述本专利技术装置在这个实施例中，该专利技术为了检测系统的可靠性，在不同条件下进行了多组实验，测得的结果如表1所示。表1不同环境的光照度Tab1Illuminationofdifferentenvironments然后进行PWM自适应调光仿真，根据所处环境不同，所需的光照度也不同，如表2所示。因此，本文注重对光照度300lx和100lx的环境进行实验仿真。表2不同环境所需的光照度Tab2Illuminationrequiredfordifferentenvironments其中，光照度E的计算公式为：式(7)中，Φ为单个LED光通量，N为LED数，CU为空间利用系数，K为维护系数，S为面积。在教室、自习室等一些场合中，仿真测得的实验结果如表3所示。表3环境1的实验结果Tab3Environmental1experimentalresults另外，假设控制系统要用与走廊、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型，包括基于PMW信号的LED照明控制模块、脉冲均分调光的控制优化模块、硬件系统，其特征在于：所述基于PMW信号的LED照明控制模块原理为对正向导通时间进行控制：且所述基于PMW信号的LED照明控制模块为通过

【技术特征摘要】
1.一种脉冲均分调光的LED照明自适应控制模型，包括基于PMW信号的LED照明控制模块、脉冲均分调光的控制优化模块、硬件系统，其特征在于：所述基于PMW信号的LED照明控制模块原理为对正向导通时间进行控制：且所述基于PMW信号的LED照明控制模块为通过和来调节出灯光的视觉度和亮度，并通过L＝SM·2M-1+...+SN·2N-1+...+S1·20来算出有效电流：所述脉冲均分调光的控制优化模块的灰度数据采用分块操作，分为高权值区块(HQ)和低权值区块(LQ)。对于M位的灰度数据，假设LQ的权值为N，则HQ的权值就可以表示为(M-N)，在高权值区块HQ的有效高电...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗娜，
申请(专利权)人：罗娜，
类型：发明
国别省市：江西,36