基于視覺與信息反演的室內(nèi)LED照明技術(shù)(二)
上傳人:周太明, 梁玉芬,林燕丹 上傳時(shí)間: 2010-06-15 瀏覽次數(shù): 91 |
信息反演技術(shù)的結(jié)合
本控制系統(tǒng)中,前級(jí)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)獲取和分析非常重要,其中關(guān)鍵要討論的是傳感器節(jié)點(diǎn)的布局最優(yōu)化,節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)最優(yōu)化和擬合方法的確定,使得最終得到的擬合結(jié)果與實(shí)際照度情況的誤差在可容忍的范圍內(nèi),同時(shí)無線傳感器節(jié)點(diǎn)的位置最優(yōu)和節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)最小,達(dá)到高效節(jié)能和綠色照明的要求。為此我們引入信息反演技術(shù)手段進(jìn)行分析。通過信息反演的方法,可以根據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)采集的照度、溫度、環(huán)境等參數(shù),確定當(dāng)前環(huán)境信息和照明需求,結(jié)合視覺工效學(xué)思想以及模糊控制的手段,最終實(shí)現(xiàn)充分符合人體視覺與心理需求的最優(yōu)照明控制。
信息反演是遙感技術(shù)中的重要概念,基于模型知識(shí)的基礎(chǔ)上,依據(jù)可測(cè)參數(shù)值去反推目標(biāo)的狀態(tài)參數(shù)。或者說,根據(jù)觀測(cè)信息和前向物理模型,求解或推算描述待測(cè)區(qū)域?qū)崨r的應(yīng)用參數(shù)。其關(guān)鍵點(diǎn)在于前向模型的確定。
本系統(tǒng)尚處于初步研究階段,我們先以照度傳感器網(wǎng)絡(luò)為優(yōu)化目標(biāo),以辦公室線性光源照明環(huán)境為外部條件,簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),以便于模型確立。
我們根據(jù)照明空間的基本模型,確定空間尺寸、墻面地面反射系數(shù)、燈具數(shù)量、位置等基本參數(shù),通過無線照度傳感器網(wǎng)絡(luò),探測(cè)區(qū)域內(nèi)關(guān)鍵點(diǎn)照度值,并通過插值與迭代計(jì)算的方法,進(jìn)行信息反演,模擬區(qū)域內(nèi)照度分布情況,并利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織與定位特性,通過多次的計(jì)算與比較,對(duì)無線傳感器節(jié)點(diǎn)的布局進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,通過上述方法,在1000次迭代計(jì)算后,與實(shí)測(cè)值相比,信息反演所得平均照度誤差可達(dá)到10%以內(nèi),最大照度誤差可達(dá)到5%以內(nèi),最小照度值誤差相差較大,通常在20%~25%??紤]到照明環(huán)境中最小照度分布處意義不大,因此認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)結(jié)果是可以接受的。
信息反演在LED照明中的應(yīng)用具有極大的實(shí)用價(jià)值,它使我們可以快速、方便的測(cè)量環(huán)境內(nèi)的照度分布情況。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步深入研究,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)包括照度、溫度、濕度等參數(shù)的實(shí)時(shí)模擬仿真,為實(shí)現(xiàn)更舒適化、人性化的照明提供了很好的解決方案。
LED智能照明控制的趨勢(shì)
隨著照明技術(shù)的發(fā)展與人們對(duì)照明舒適性要求的提高,室內(nèi)照明將脫離目前簡(jiǎn)單的功能性照明階段,智能照明必將成為主流趨勢(shì)。去年物聯(lián)網(wǎng)概念的提出更是對(duì)智能家居、智能照明的發(fā)展起到了極大地推動(dòng)作用。物聯(lián)網(wǎng)是指用過射頻(RFID)、紅外感應(yīng)器、無線通訊等技術(shù),按約定的協(xié)議,把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來,進(jìn)行信息交換和通訊,以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。室內(nèi)照明的無線控制,將使照明系統(tǒng)更好的融合到物聯(lián)網(wǎng)中。
利用無線通訊方式,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)照明的智能化、人性化發(fā)展,將成為照明行業(yè)的下一個(gè)熱點(diǎn)。
LED在室內(nèi)照明的應(yīng)用前景非常廣闊,將帶來革命性變化。LED技術(shù)與無線照明控制技術(shù)的結(jié)合,將使室內(nèi)照明更具有人性化、舒適化。
參考文獻(xiàn)
[1] 周太明,宋賢杰等.“高效照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南”[M].上海:復(fù)旦大學(xué)出版社,216-217(2004).
[2] 梁玉芬,高德云,牛延超等.“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)綜述”,電子技術(shù)應(yīng)用,9 ,3-9(2007).
[3] 林燕丹,“用人體工效學(xué)分析白光LED在室內(nèi)照明中的應(yīng)用”,照明技術(shù)與設(shè)計(jì),32,(2009).
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