一種調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的系統與方法
【專利摘要】本發明公開了一種調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統及方法，該方法包括：微處理器，提供計算力，用于控制照度感應器、色溫感應器和光源驅動電路，以及進行分析決策；紅外感應器，采用被動紅外；照度感應器，用于獲取環境的照度信息；色溫感應器，用于獲取環境的色溫信息；散光旋鈕，用于獲取用戶散光度數信息；光源驅動電路，用于開啟或關閉RGB三基色光源及控制RGB三基色光源發出合適亮度和色溫的光；RGB三基色光源，一個能發出紅、綠、藍三種顏色混合光的LED發光單元。本發明自動調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統與方法，為老年人提供最適宜的閱讀光環境。
【專利說明】一種調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的系統與方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及數字家庭【技術領域】，具體涉及一種調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的系統與方法。
【背景技術】
[0002]光照強度是指單位面積上所接受可見光的能量，簡稱照度，單位勒克斯(Lux或Lx)。從理論上講，人在閱讀時，處于照度較高的環境中，能夠獲得更好的視覺舒適度。但照度不是越高越好，強烈的光線會引起人視覺不舒適感甚至產生眩光。研究發現，照度不太大時視覺舒適度隨照度增加而增大，當照度增加到某一值時視覺舒適度達到極大值1，之后當照度繼續增加時視覺舒適度逐漸降低。如果在光照條件不好的環境下連續閱讀的時間過長，很容易視力疲勞。提高照明質量，改善閱讀條件，提供一個舒適、健康的照明環境，已經成為許多老年人普遍重視的一種需求。
[0003]老年人的視力一般來說都有不同程度的退化，多數老年人的眼睛有散光的癥狀。而不同散光程度的老年人在閱讀時對光源的照度有著不同的需求。所以，將光源照度與閱讀舒適度相結合顯得尤為必要。
[0004]光源的顏色常用色溫這一概念來表示。光源的輻射在可見區和絕對黑體的輻射完全相同時，此時黑體的溫度就稱此光源的色溫。低色溫光源的特征是能量分布中，紅輻射相對說要多些，通常稱為“暖光”;色溫提高后，能量分布中，藍輻射的比例增加，通常稱為“冷光”。人對色溫的愛好與照度水平有關。1941年德國克呂道夫根據實驗，首先定量地提出光色舒適區的范圍。在德國克呂道夫的實驗中，得出照度、色溫與感覺的適應關系。實驗表明，不同散光程度的老年人在閱讀時對光源的色溫也有著不同的需求。
[0005]因此，根據不同光源照度與色溫下閱讀舒適度變化的規律，可以根據老年人散光程度的不同，選擇不同照度與色溫的光源，為老年人提供一個舒適的閱讀光環境。
[0006]正常情況下，人體的體溫恒定并且高于環境溫度，會向周圍輻射紅外線。被動式紅外感應器本身不發射任何能量而只被動接收、探測來自環境的紅外輻射。一旦有人體紅外線輻射進來，經光學系統聚焦就使熱釋電器件產生突變電信號，而啟用負載。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是實現一種基于不同散光程度的老年人在不同照度和色溫下閱讀舒適度變化規律，自動調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統與方法，為老年人提供最適宜的閱讀光環境。
[0008]本發明實施例提供了一種調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統，包括:
[0009]微處理器，整個控制系統的基礎，提供計算力，用于控制照度感應器、色溫感應器和光源驅動電路，以及進行分析決策；
[0010]紅外感應器，采用被動紅外，以人體作為紅外感應源，用于監測感應范圍內是否有人；[0011]照度感應器，用于獲取環境的照度信息；
[0012]色溫感應器，用于獲取環境的色溫信息；
[0013]散光旋鈕，用于獲取用戶散光度數信息，旋轉按鈕共分散光100度、200度、300度、400度、500度五個檔位；
[0014]光源驅動電路，用于開啟或關閉RGB三基色光源及控制RGB三基色光源發出合適亮度和色溫的光；
[0015]RGB三基色光源，一個能發出紅、綠、藍三種顏色混合光的LED發光單元。
[0016]所述紅外感應器一直處于監控狀態，而照度感應器和色溫感應器則是有條件地啟動和關閉的。
[0017]系統設計了散光旋鈕，作為采集用戶散光度數信息。
[0018]系統設計了微處理器，作為控制和分析的功能模塊，根據所述系統的散光旋鈕、照度感應器和色溫感應器采集的信息，結合光源亮度與色溫對不同散光程度的老年人在閱讀時生理和心理的影響通過光源驅動電路控制RGB三基色光源的亮度和色溫，使光源能最大程度上滿足人體的舒適感。
[0019]相應的，本發明實施例還提供了一種調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的方法，包括:
[0020]SOl:紅外感應器一直處于監控狀態；
[0021]S02:當用戶進入紅外感應器感應范圍時，紅外感應器受到觸發，向微處理器發送有人進入感應范圍的信號；
[0022]S03:微處理器讀取散光旋鈕中用戶選定的散光度數；
[0023]S04:微處理器對比已存儲在微控制器里的數據，得出閱讀時最舒適的亮度和色溫值；
[0024]S05:微處理器啟動照度感應器和色溫感應器；
[0025]S06:照度感應器和色溫感應器開始以固定的頻率采集照度及色溫信息并發送給微處理器；
[0026]S07:微處理器接收照度感應器和色溫感應器的信號，判斷當前照度和色溫是否已經達到最舒適的亮度和色溫值，如果已經達到，則轉到S09 ；
[0027]S08:光源驅動電路調整光源的亮度與色溫，之后轉到S06 ；
[0028]S09:微處理器關閉照度感應器和色溫感應器，同時光源調節時間鎖進入鎖定狀態，當光源時間鎖處于鎖定狀態時，不對光源進行調整；
[0029]SlO:經過設定的時間后，光源調節時間鎖解除鎖定，轉到S05，重新調節光源的亮度與色溫；
[0030]Sll:當用戶離開紅外感應器的感應范圍時，紅外感應器向微處理器發送用戶離開感應范圍的信號；
[0031]S12:微處理器的計時器開始計時。如果用戶在設定的時間內重新進入紅外感應器的感應范圍，計時器的計時信息歸零；如果用戶離開紅外感應器感應范圍的時間超過設定的時間，微處理器向光源驅動電路發送關閉光源的指令；
[0032]S13:光源驅動電路接收到關閉光源的命令，關閉光源。
[0033]結合光源亮度與色溫對不同散光程度的老年人在閱讀時生理和心理的影響分析得出當前散光程度的老年人閱讀時最適合的燈光亮度和色溫。
[0034]所述方法中微處理器在調整燈光亮度和色溫到最適合的狀態后光源調整時間鎖進入鎖定狀態，當時間鎖處于鎖定狀態時不對光源進行調整，在光源調整時間鎖解除鎖定狀態后再重新對光源進行調整。
[0035]當用戶離開紅外感應器感應范圍超過一定的時間后，微處理器關閉光源。
[0036]本發明具有如下有益效果，基于不同散光程度的老年人在不同照度和色溫下閱讀舒適度變化規律，自動調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統與方法，為老年人提供最適宜的閱讀光環境。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。
[0038]圖1是本發明實施例中的調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統結構示意圖；
[0039]圖2是本發明實施例中的調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的方法流程圖。【具體實施方式】
[0040]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0041]本發明的整個控制系統由微處理器、紅外感應器、散光旋鈕、照度感應器、色溫感應器、光源驅動電路和RGB三基色光源組成。
[0042]下面結合圖1說明整個控制系統的架構:
[0043]微處理器，整個控制系統的基礎，提供計算力，用于控制照度感應器、色溫感應器和光源驅動電路，以及進行分析決策；
[0044]紅外感應器，采用被動紅外，以人體作為紅外感應源，用于監測感應范圍內是否有人；
[0045]照度感應器，用于獲取環境的照度信息；
[0046]色溫感應器，用于獲取環境的色溫信息；
[0047]散光旋鈕，用于獲取用戶散光度數信息；
[0048]光源驅動電路，用于開啟或關閉RGB三基色光源及控制RGB三基色光源發出合適亮度和色溫的光；
[0049]RGB三基色光源，一個能發出紅、綠、藍三種顏色混合光的LED發光單元；
[0050]紅外感應器一直處于監控狀態，而照度感應器、色溫感應器則是有條件地啟動和關閉的。
[0051]本發明還公開了一種調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的方法。下面結合圖2說明:
[0052]SO1:紅外感應器一直處于監控狀態；
[0053]S02:當用戶進入紅外感應器感應范圍時，紅外感應器受到觸發，向微處理器發送有人進入感應范圍的信號；
[0054]S03:微處理器讀取散光旋鈕中用戶選定的散光度數；
[0055]S04:微處理器對比已存儲在微控制器里的數據，得出閱讀時最舒適的亮度和色溫值；
[0056]S05:微處理器啟動照度感應器和色溫感應器；
[0057]S06:照度感應器和色溫感應器開始以固定的頻率采集照度及色溫信息并發送給微處理器；
[0058]S07:微處理器接收照度感應器和色溫感應器的信號，判斷當前照度和色溫是否已經達到最舒適的亮度和色溫值，如果已經達到，則轉到S09 ；
[0059]S08:光源驅動電路調整光源的亮度與色溫，之后轉到S06 ；
[0060]SO:微處理器關閉照度感應器和色溫感應器，同時光源調節時間鎖進入鎖定狀態，當光源時間鎖處于鎖定狀態時，不對光源進行調整；
[0061]SlO:經過設定的時間后，例如5分鐘，光源調節時間鎖解除鎖定，轉到S05，重新調節光源的亮度與色溫；
[0062]Sll:當用戶離開紅外感應器的感應范圍時，紅外感應器向微處理器發送用戶離開感應范圍的信號。
[0063]S12:微處理器的計時器開始計時。如果用戶在設定的時間內，例如5分鐘，重新進入紅外感應器的感應范圍，計時器的計時信息歸零；如果用戶離開紅外感應器感應范圍的時間超過設定的時間，微處理器向光源驅動電路發送關閉光源的指令；
[0064]S13:光源驅動電路接收到關閉光源的命令，關閉光源。
[0065]本發明基于不同散光程度的老年人在不同照度和色溫下閱讀舒適度變化規律，自動調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統與方法，為老年人提供最適宜的閱讀光環境。
[0066]本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質中，存儲介質可以包括:只讀存儲器(ROM，Read Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盤或光盤等。
[0067]以上對本發明實施例所提供的一種調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在【具體實施方式】及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。
【權利要求】
1.一種調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統，其特征在于，包括: 微處理器，整個控制系統的基礎，提供計算力，用于控制照度感應器、色溫感應器和光源驅動電路，以及進行分析決策； 紅外感應器，采用被動紅外，以人體作為紅外感應源，用于監測感應范圍內是否有人； 照度感應器，用于獲取環境的照度信息； 色溫感應器，用于獲取環境的色溫信息； 散光旋鈕，用于獲取用戶散光度數信息，旋轉按鈕共分散光100度、200度、300度、400度、500度五個檔位； 光源驅動電路，用于開啟或關閉RGB三基色光源及控制RGB三基色光源發出合適亮度和色溫的光； RGB三基色光源，一個能發出紅、綠、藍三種顏色混合光的LED發光單元。
2.如權利要求1所述的調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統，特征在于，所述紅外感應器一直處于監控狀態，而照度感應器和色溫感應器則是有條件地啟動和關閉的。
3.如權利要求1所述的調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統，特征在于，系統設計了散光旋鈕，作為采集用戶散光度數信息。
4.如權利要求1所述的調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的控制系統，特征在于，系統設計了微處理器，作為控制和分析的功能模塊，根據所述系統的散光旋鈕、照度感應器和色溫感應器采集的信息，結合光源亮度與色溫對不同散光程度的老年人在閱讀時生理和心理的影響通過光源驅動電路控制RGB三基色光源的亮度和色溫，使光源能最大程度上滿足人體的舒適感。
5.一種調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的方法，特征在于，包括: S01:紅外感應器一直處于監控狀態； S02:當用戶進入紅外感應器感應范圍時，紅外感應器受到觸發，向微處理器發送有人進入感應范圍的信號； S03:微處理器讀取散光旋鈕中用戶選定的散光度數； S04:微處理器對比已存儲在微控制器里的數據，得出閱讀時最舒適的亮度和色溫值； S05:微處理器啟動照度感應器和色溫感應器； S06:照度感應器和色溫感應器開始以固定的頻率采集照度及色溫信息并發送給微處理器； S07:微處理器接收照度感應器和色溫感應器的信號，判斷當前照度和色溫是否已經達到最舒適的亮度和色溫值，如果已經達到，則轉到S09 ； S08:光源驅動電路調整光源的亮度與色溫，之后轉到S06 ； S09:微處理器關閉照度感應器和色溫感應器，同時光源調節時間鎖進入鎖定狀態，當光源時間鎖處于鎖定狀態時，不對光源進行調整； S10:經過設定的時間后，光源調節時間鎖解除鎖定，轉到S05，重新調節光源的亮度與色溫； S11:當用戶離開紅外感應器的感應范圍時，紅外感應器向微處理器發送用戶離開感應范圍的信號；512:微處理器的計時器開始計時。如果用戶在設定的時間內重新進入紅外感應器的感應范圍，計時器的計時信息歸零；如果用戶離開紅外感應器感應范圍的時間超過設定的時間，微處理器向光源驅動電路發送關閉光源的指令； 513:光源驅動電路接收到關閉光源的命令，關閉光源。
6.如權利要求5所述的調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的方法，特征在于，結合光源亮度與色溫對不同散光程度的老年人在閱讀時生理和心理的影響分析得出當前散光程度的老年人閱讀時最適合的燈光亮度和色溫。
7.如權利要求5所述的調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的方法，特征在于，所述方法中微處理器在調整燈光亮度和色溫到最適合的狀態后光源調整時間鎖進入鎖定狀態，當時間鎖處于鎖定狀態時不對光源進行調整，在光源調整時間鎖解除鎖定狀態后再重新對光源進行調整。
8.如權利要求5所述的調節老年人閱讀時燈光亮度與色溫的方法，特征在于，當用戶離開紅外感應器感應范 圍超過一定的時間后，微處理器關閉光源。
【文檔編號】H05B37/02GK103596341SQ201310618431
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】林格, 周凡, 武元陟, 王小聰, 王家興, 練志峰, 趙潔彤 申請人:中山大學, 廣州中大電訊科技有限公司