一种智能控制LED照明强度的方法与系统技术方案

本发明专利技术属于光电控制技术领域，提供了一种智能控制LED照明强度的方法与系统。本发明专利技术所述方法包括智能控制系统启动程序，初始化；声敏传感器和光敏传感器分别同时采集外部环境的声音数据和光照数据，并将采集到的声音数据和光照数据传送给中央控制单元；中央控制单元根据内设的模糊控制程序对所述声音数据和光照数据进行处理，并根据处理结果向LED照明驱动单元发出不同脉宽或不同频率的控制信号；LED照明驱动单元根据控制信号调整输出电流的大小，实现对LED照明强度的动态控制。本发明专利技术根据外界环境变化以及实际需求，通过模糊控制程序来计算并得到精确的输出控制量，从而调节输出电流的大小，实现动态控制LED照明强度的同时，也能节能降耗。也能节能降耗。也能节能降耗。

【技术实现步骤摘要】
一种智能控制LED照明强度的方法与系统


[0001]本专利技术涉及光电控制
，具体而言，涉及一种智能控制LED照明强度的方法与系统。

技术介绍

[0002]LED被称为第四代照明光源或绿色光源，具有光效高、工作电压低、耗电量小、体积小、结构坚固且寿命长等特点；同时，LED光源本身不含汞、铅等有害物质，没有红外线和紫外线的辐射，不会在生产和使用中产生对外界的污染，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。因此，与传统的白炽灯、荧光灯光源相比，LED光源“节能、环保、寿命长、易控制”等优点有着不可比拟的优越性，是光源领域发展的必然趋势。
[0003]LED照明灯的照明强度与输入功率成正比，在许多情况下大功率LED照明灯不需要达到额定功率即可满足照明要求，但目前现有的LED照明灯无法跟随外界环境的变化而改变其照明强度；同时，很多地方和场合大多数采用比较简单的方式(如：通过控制开闭时间、通过人工干预等)来控制LED照明灯的工作状态，但这些控制方式无法根据实际需求来实时的监控和控制，不能有效地达到节能降耗的目的。
[0004]因此，我们需要开发出一种智能控制LED照明强度的方法与系统，能够对LED照明灯的工作状态进行实时的监控，并根据外界环境的变化以及实际需求来动态控制其照明强度，实现自动、智能的控制LED照明灯并达到节能降耗的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种智能控制LED照明强度的方法与系统，以解决上述
技术介绍
中提到的现有控制方式无法实现实时动态的控制以及不能有效达到节能降耗目的的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]根据本专利技术的一个方面，提供一种智能控制LED照明强度的方法，所述方法具体步骤如下：
[0008]智能控制系统启动程序，初始化；
[0009]声敏传感器和光敏传感器分别同时采集外部环境的声音数据和光照数据，并将采集到的声音数据和光照数据传送给中央控制单元；
[0010]所述中央控制单元根据内设的模糊控制程序对所述声音数据和光照数据进行处理，并根据处理结果向LED照明驱动单元发出不同脉宽或不同频率的控制信号；
[0011]所述LED照明驱动单元根据所述控制信号调整输出电流的大小，实现对LED照明强度的动态控制。
[0012]根据本专利技术的另一个方面，提供一种智能控制LED照明强度的系统，所述系统包括：声敏传感器、光敏传感器、中央控制单元以及LED照明驱动单元。其中：
[0013]上述声敏传感器，用于采集外部环境的声音数据，并传送给所述中央控制单元；
[0014]上述光敏传感器，用于采集外部环境的光照数据，并传送给所述中央控制单元；
[0015]上述中央控制单元，用于根据内设的模糊控制程序对所述声音数据和光照数据进行处理，并根据处理结果向LED照明驱动单元发出不同脉宽或不同频率的控制信号；
[0016]上述LED照明驱动单元，用于根据所述控制信号来调整输出电流的大小，实现对LED照明强度的动态控制；
[0017]基于前述方案，所述智能控制LED照明强度的系统的外部电路中还包括：保护电路单元和LED照明灯；其中，所述声敏传感器和所述光敏传感器的输出端与所述中央控制单元的输入端连接，所述中央控制单元的输出端与所述LED照明驱动单元的输入端连接，所述LED照明驱动单元的输出端与LED照明灯连接，所述保护电路单元的输出端与所述中央控制单元的输入端连接。
[0018]基于前述方案，所述保护电路单元用于实时检测电路的工作状态，保护智能控制系统以及LED照明灯的正常工作。
[0019]基于前述方案，所述LED照明驱动单元是以DC
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DC模式结构为核心的驱动电路，采用开关电源恒流驱动方式对LED照明灯进行驱动控制；其中，在所述恒流驱动方式中，采用峰值电流控制模式来实现对LED照明强度的动态控制。
[0020]基于前述方案，所述中央控制单元包括：A/D转换模块、微处理器以及PWM调制信号模块。
[0021]基于前述方案，当所述声敏传感器和所述光敏传感器将采集到的外部环境声音数据和光照数据传送给所述中央控制单元后，通过A/D转换模块转换为对应的声音数据信号和光照数据信号，并发送给所述微处理器；所述微处理器根据预先设定的模糊控制程序对所述声音数据信号和光照数据信号进行分析处理后，通过所述PWM调制信号模块输出不同占空比的PWM信号，并发送给所述LED照明驱动单元，改变输出电流的大小，实现对LED照明强度的动态调节。
[0022]基于前述方案，所述模糊控制程序内嵌在微处理器的模糊控制单元中，所述模糊控制单元由模糊语言值、模糊控制规则、隶属度函数以及去模糊算法构成。
[0023]基于前述方案，所述模糊控制程序的处理步骤包括：
[0024]将所述光敏传感器采集的外界环境光照数据作为实际光照强度值，将所述声敏传感器采集的外界环境声音数据经线性变换后作为光照强度的期望值；
[0025]根据所述实际光照强度值和所述光照强度的期望值得到光照偏差值e和光照偏差变化率ec；
[0026]将所述光照强度值e和所述光照偏差变化率ec作为所述模糊控制程序中的两个连续输入量，并经过量化后转化为语言变量E和EC；
[0027]通过所述隶属度函数对所述语言变量E和EC进行模糊化处理，得到所述模糊语言值；定义所述语言变量E和EC的论域，根据论域范围划分所述模糊语言值的级数，得到所述E和EC论域上的模糊语言子集；
[0028]根据所述模糊控制规则，得到与所述模糊语言子集相对应的模糊输出语言值，通过所述隶属度函数和所述去模糊算法对所述模糊输出语言值进行清晰化处理，得到精确的输出控制量；
[0029]通过所述精确的输出控制量来调用PWM调制信号模块输出不同占空比的PWM信号。
[0030]基于前述方案，所述隶属度函数为三角形隶属度函数或梯形隶属度函数或正态分布隶属度函数；所述去模糊算法为加权平均法或重心法。
[0031]由上述技术方案可知，本专利技术与现有技术相比，至少具备以下优点和积极效果：
[0032](1)本专利技术通过声敏传感器和光敏传感器实时采集外界环境的声音数据和光照数据，使中央控制单元通过外界环境的变化动态地向LED驱动单元发出不同脉宽的控制信号，能够实现智能调光，有效地进行节能降耗。
[0033](2)本专利技术通过对外界环境的声音、光照数据进行处理，并利用PWM调制信号模块输出不同占空比的PWM信号，改变输出电流的大小，能够实现对LED照明灯的实时动态控制。
[0034](3)本专利技术采用开关电源恒流驱动方式对LED照明灯进行驱动控制，既能满足大功率LED照明灯对输出功率和输出电流的要求，保证大功率LED照明灯的正常工作，又能保持很高的效率和恒流精度，实现高能量利用率。
[0035](4)本专利技术采用峰值电流控制模式来进行恒流反馈控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能控制LED照明强度的方法，其特征在于，包括如下步骤：智能控制系统启动程序，初始化；声敏传感器和光敏传感器分别同时采集外部环境的声音数据和光照数据，并将采集到的声音数据和光照数据传送给中央控制单元；所述中央控制单元根据内设的模糊控制程序对所述声音数据和光照数据进行处理，并根据处理结果向LED照明驱动单元发出不同脉宽或不同频率的控制信号；所述LED照明驱动单元根据所述控制信号调整输出电流的大小，实现对LED照明强度的动态控制。2.根据权利要求1所述的一种智能控制LED照明强度的方法，其特征在于，所述中央控制单元包括：A/D转换模块、微处理器以及PWM调制信号模块。3.根据权利要求1或2所述的一种智能控制LED照明强度的方法，其特征在于，所述中央控制单元向LED照明驱动单元发出控制信号，具体包括以下步骤：所述A/D转换模块接收所述声音数据和光照数据，转换为对应的声音数据信号和光照数据信号后发送给所述微处理器；所述微处理器根据预先设定的模糊控制程序对所述声音数据信号和光照数据信号进行分析处理，并调用所述PWM调制信号模块；所述PWM调制信号模块根据所述微处理器的处理结果，输出不同占空比的PWM信号，并发送给所述LED照明驱动单元。4.根据权利要求3所述的一种智能控制LED照明强度的方法，其特征在于，所述模糊控制程序内嵌在所述微处理器的模糊控制单元中，所述模糊控制单元由模糊语言值、模糊控制规则、隶属度函数以及去模糊算法构成。5.根据权利要求1或4所述一种智能控制LED照明强度的方法，其特征在于，所述模糊控制程序的处理步骤包括：将所述光敏传感器采集的外界环境光照数据作为实际光照强度值，将所述声敏传感器采集的外界环境声音数据经线性变换后作为光照强度的期望值；根据所述实际光照强度值和所述光照强度的期望值得到光照偏差值e和光照偏差变化率ec；将所述光照强度值e和所述光照偏差变化率ec作为所述模糊控制程序中的两个连续输入量，并经过量化后转化为语言变量E和EC；通过所述隶属度函数对所述语言变量E和EC...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄冠江，陈建农，何境开，
申请(专利权)人：深圳市巧精灵照明有限公司，
类型：发明
国别省市：