智能化照明系统的研究
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Ｄ
Ｉ Ｉ
光 源 和传 感 器 的分 布 须遵 循 以下 原则 ： （） １灯具 布置 需满 足 工 作 、生 活 需求 ； （） ２ 传感 单 元 的分 布 必 须能 真 实 反 映室 内照度 ； （ ） 源 与传 感单 元 之 间 须 无 障 碍 ，传感 单 元 的 分 ３光 布位 置 在 满 足前 一条 件 的 基础 上 可适 当调 节 。 在 满 足 以上 原 则 的 情 况 下 ，本 设 计 以 点 光 源 分 布 为例 予 以说 明 。 光 源 采 用 多 点 均 匀 分 布 ，传 感 单 元 则
内 光 照 强 度 ， 以 满 足 人 们 对 照 明 的 不 同 需 求 ，并 可 通 过 系 统 编 程 改 变 照 明 模 式 ，具 有 无 阶 跃 的 光 亮 度 调 节 方 式 ，使 照 明 区 域 内 的 光 线 更 趋 于 人 性 化 和 个
性 化
ｏ 一传感器 ０ 一光源
图 １ 光源与传感器分布图
列 ，分 布 于顶 上 天花 板 。
１ １ ２ 照 度计算 ．．
如 图 ２所 示 ，设 传 感 单 元 受 光 面 为 Ｓ，取 其 中 一 个 微 面元 ｄ ，它 对 点 光 源 Ａ 的微 立 体 角 元 为 ｄ， Ｓ ａ ，则 ｄ， ｄ Ｌ ａ 一 Ｓ 。点 光 源 Ａ 在 微 立 体 角元 范 围 内射 向被
Ｉ １ Ｊ ２
● ●
ＥＭ ８
９
、ｖ＾ｃ ｉａ ｔ ｅ 电工技术 １ ＾饥， ｈｎ ｅ． ｔ ， ． ｎ Ｉ
建 筑 电气
Ｐｌ Ｐｌ １ ２
－， ．。．．． ．．．，．． ．．．．．．．． ．． 。 ．．． 。Ｊ ，．． ．． ．． ．
Ｐｌ ９
１
Ａ 的光 强 Ｌ ，增 加 量 为 △ ７ ， ，重 新 测得 △ ，将
△ Ｅ￣ 蛄、 △ 、 △ 进行重新判断 ，并作为第二级 Ｅ心 Ｅ 调节的依据。假设 △ ＜Ｏ Ｅ ，其余均大于 ０ ，则第二
级 调节 时 ，只需增 加 Ａ 的光 强 Ｊ ，增加 量 为 △ 。两 。 次 调节 增加 量关 系应为 ：
（） ２
△１ ７：ＡＩ ８一 Ｐ６ ７：Ｐ６ ８
照面 Ｎ 的光 通 量 为 ｄ ，由光 强定 义 可 知 ：
， ＝ ｄ （ × ｓ ０ 二 ／ ｄ ＝ ｉ ） ｎ
我们以图 １ 为例进行说明。其中 ｉ 表示传感器的阿 拉 伯数 字 标识 ， ｊ 表示 光 源 的 阿拉 伯 数字 标 识 ，则 ：
Ｅ ＥＭ ２
×
● ● ● ●
Ｅ —ｓｉ＝ Ｌ・０ｄ Ｍ ＩＭ ＝害量 ｓｏＳ ｓ Ｅｄ＝ ｏｉ・ Ｓ』 ｎ
当传感单元距光源 足够 远时 ，可将传感 单元视 为一个
点 ，有 ：
ＥＭ 一 ＩＥＭｄ Ｓ— Ｅｗ （） １
所示 ） 为例 予 以进 一步说 明。将 传感 器分 布于 墙体 四
周 ，距 地 面 ２ 以上 同 一 水 平 面处 。光 源采 用 ３ ｍ ×３阵
Ｐ２ Ｐ２ １ ２
● ● ● ● ● ● ຫໍສະໝຸດ Ｐ２ ９ ● ● ●
１ ２
×
●
【
～
即： —ＰＸＪ
Ｐ８ Ｐ ２ ｌ ８
Ｐ８ ９
Ｉ ９
式中，Ｐ为光通传递矩 阵， Ｐ 表示光源 到传感器 ｉ
处的光通传递函数。当光源和传感 器分布 固定 时， Ｐ
视室 内面积 和 光 源 数 目而 定 ，如 在 厂 房 中 ，为 实 现 无
图 ２ 点 光 源 指 向 传 感 单 元 处 照 度
那 么 ， 由照度 的定 义可 求 得 点 光 源 Ａ 在微 面元 ｄ Ｓ
上 产 生 的照 度 Ｅ ，有 ：
Ｅ 一 ｖ 一
照度为 ：
一ｏ 一 ｓ Ｉ ｓ ｉ ｎ 旁ｉ ｎ
１ 研 究 方 法 分 析
，
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ｚ ／
，
ｌ
ｊ ｌ
ｊ ｌ
Ｉ Ｈ
１ １ 智 能化 照明 的实现 ． 为实现智能化 照明 ，首先应 解决光 源 、光传感 器
的分布 及 光 源光 强 度 的调 整等 问题 。 １ １ １ 采 光模 块 分布 ．．
＜ ／／
ｆ ／
建巍 电专
智 能 化 明 系 的 研 究 照 统
徐 进 ， 刘 冲
７０ ４ ） １ ０ ８
（ 西安工程 大 学 电信 学 院 ， 西 安
［ 摘要 ］ 论 证 智 能 调 光 方 案 的 可 行 性 ，介 绍 一 种 基 于单 片机 ８ Ｃ １的 智 能 照 明 系统 硬 、软 件 设 计 。 该 系统 可根 ０５ 据 对 光 强度 的 不 同需 求 ，均 匀调 节 环 境 内光 照 强度 ， 实现 室 内照 明 的人 性 化 、 个性 化 。
为一 个 固定 值 ，因此 可通 过 调 节 光 源 光 强 ， 实 现 智 来 能化 调光 。
１ ２ 智 能调控 方案 ．
由式 （ ） 知 ，灯 具 和传 感 器 的分 布 确 定 ， 光 通 ２可
关 键 词 单 片 机 光 源 点 照 度 智 能 调 光
０ 引 言
传 统 照 明 系 统 因 其 机 械 单 调 的 照 明 方 式 以 及 有 差 别 区 域 亮 度 等 缺 陷 ， 已 无 法 满 足 人 们 的 需 求 。 智
能 化 照 明 系 统 可 通 过 模 式 选 取 ， 智 能 化 地 调 节 区 域
由此 可知 ，在全 部 光 源作 用 下传 感 器 Ｍｉ 面 上 某 点 的 表
Ｅ 一 ∑ ・ｉ ｓ０ ｎ
则 传感 器 Ｍｉ 感光 表 面 上 的照 度 为 ：
影作 业 并真 实 反 映 作 业 场 所 照 度 情 况 ，将 大 量 光 源 、 传感 单 元均 匀 分 布 于 作 业 场 所 四周 和 上 空 ；在 室 内 ， 为满 足 人们 各 种 需 求 ，光 源 采 用 多 点 均 匀 分 布 方 式 ， 传 感 单 元置 于 墙体 四周 。我 们 以 室 内 光 源 分 布 （ 图 １ 如
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光 源 和传 感 器 的分 布 须遵 循 以下 原则 ： （） １灯具 布置 需满 足 工 作 、生 活 需求 ； （） ２ 传感 单 元 的分 布 必 须能 真 实 反 映室 内照度 ； （ ） 源 与传 感单 元 之 间 须 无 障 碍 ，传感 单 元 的 分 ３光 布位 置 在 满 足前 一条 件 的 基础 上 可适 当调 节 。 在 满 足 以上 原 则 的 情 况 下 ，本 设 计 以 点 光 源 分 布 为例 予 以说 明 。 光 源 采 用 多 点 均 匀 分 布 ，传 感 单 元 则
内 光 照 强 度 ， 以 满 足 人 们 对 照 明 的 不 同 需 求 ，并 可 通 过 系 统 编 程 改 变 照 明 模 式 ，具 有 无 阶 跃 的 光 亮 度 调 节 方 式 ，使 照 明 区 域 内 的 光 线 更 趋 于 人 性 化 和 个
性 化
ｏ 一传感器 ０ 一光源
图 １ 光源与传感器分布图
列 ，分 布 于顶 上 天花 板 。
１ １ ２ 照 度计算 ．．
如 图 ２所 示 ，设 传 感 单 元 受 光 面 为 Ｓ，取 其 中 一 个 微 面元 ｄ ，它 对 点 光 源 Ａ 的微 立 体 角 元 为 ｄ， Ｓ ａ ，则 ｄ， ｄ Ｌ ａ 一 Ｓ 。点 光 源 Ａ 在 微 立 体 角元 范 围 内射 向被
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级 调节 时 ，只需增 加 Ａ 的光 强 Ｊ ，增加 量 为 △ 。两 。 次 调节 增加 量关 系应为 ：
（） ２
△１ ７：ＡＩ ８一 Ｐ６ ７：Ｐ６ ８
照面 Ｎ 的光 通 量 为 ｄ ，由光 强定 义 可 知 ：
， ＝ ｄ （ × ｓ ０ 二 ／ ｄ ＝ ｉ ） ｎ
我们以图 １ 为例进行说明。其中 ｉ 表示传感器的阿 拉 伯数 字 标识 ， ｊ 表示 光 源 的 阿拉 伯 数字 标 识 ，则 ：
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点 ，有 ：
ＥＭ 一 ＩＥＭｄ Ｓ— Ｅｗ （） １
所示 ） 为例 予 以进 一步说 明。将 传感 器分 布于 墙体 四
周 ，距 地 面 ２ 以上 同 一 水 平 面处 。光 源采 用 ３ ｍ ×３阵
Ｐ２ Ｐ２ １ ２
● ● ● ● ● ● ຫໍສະໝຸດ Ｐ２ ９ ● ● ●
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即： —ＰＸＪ
Ｐ８ Ｐ ２ ｌ ８
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式中，Ｐ为光通传递矩 阵， Ｐ 表示光源 到传感器 ｉ
处的光通传递函数。当光源和传感 器分布 固定 时， Ｐ
视室 内面积 和 光 源 数 目而 定 ，如 在 厂 房 中 ，为 实 现 无
图 ２ 点 光 源 指 向 传 感 单 元 处 照 度
那 么 ， 由照度 的定 义可 求 得 点 光 源 Ａ 在微 面元 ｄ Ｓ
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照度为 ：
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１ 研 究 方 法 分 析
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１ １ 智 能化 照明 的实现 ． 为实现智能化 照明 ，首先应 解决光 源 、光传感 器
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徐 进 ， 刘 冲
７０ ４ ） １ ０ ８
（ 西安工程 大 学 电信 学 院 ， 西 安
［ 摘要 ］ 论 证 智 能 调 光 方 案 的 可 行 性 ，介 绍 一 种 基 于单 片机 ８ Ｃ １的 智 能 照 明 系统 硬 、软 件 设 计 。 该 系统 可根 ０５ 据 对 光 强度 的 不 同需 求 ，均 匀调 节 环 境 内光 照 强度 ， 实现 室 内照 明 的人 性 化 、 个性 化 。
为一 个 固定 值 ，因此 可通 过 调 节 光 源 光 强 ， 实 现 智 来 能化 调光 。
１ ２ 智 能调控 方案 ．
由式 （ ） 知 ，灯 具 和传 感 器 的分 布 确 定 ， 光 通 ２可
关 键 词 单 片 机 光 源 点 照 度 智 能 调 光
０ 引 言
传 统 照 明 系 统 因 其 机 械 单 调 的 照 明 方 式 以 及 有 差 别 区 域 亮 度 等 缺 陷 ， 已 无 法 满 足 人 们 的 需 求 。 智
能 化 照 明 系 统 可 通 过 模 式 选 取 ， 智 能 化 地 调 节 区 域
由此 可知 ，在全 部 光 源作 用 下传 感 器 Ｍｉ 面 上 某 点 的 表
Ｅ 一 ∑ ・ｉ ｓ０ ｎ
则 传感 器 Ｍｉ 感光 表 面 上 的照 度 为 ：
影作 业 并真 实 反 映 作 业 场 所 照 度 情 况 ，将 大 量 光 源 、 传感 单 元均 匀 分 布 于 作 业 场 所 四周 和 上 空 ；在 室 内 ， 为满 足 人们 各 种 需 求 ，光 源 采 用 多 点 均 匀 分 布 方 式 ， 传 感 单 元置 于 墙体 四周 。我 们 以 室 内 光 源 分 布 （ 图 １ 如