一种基于脉冲宽度调制的led调光器及调光系统的制作方法

1.本发明属于led调光器技术领域，具体是一种基于脉冲宽度调制的led调光器及调光系统。


背景技术：

2.照明是通过照射特定物体或者更大范围来创造一种视觉环境，它不仅提供人类对周边环境的可视性，同时也创造照明环境的氛围的舒适性、美学与安全性等，led智能调光系统是作为用来改变光通量、调节照度，使各类新型led灯具达到优质照明效果的一种电气配件，可广泛应用于酒店客房、场馆展厅等场合。
3.现有的led调光系统不具备通过环境检测与自然光线分析对调光器的使用状态进行检测，由于环境与自然光线异常时调光器的自动补光系统会自动通过脉冲宽度调制的方式进行光线补充，因此环境与自然光线的异常程度决定了调光器自动补光的安全程度，现有的led调光系统不具备根据环境与自然光线的异常程度对led调光器的工作异常状态进行捕捉的功能，也就导致了led调光器在使用时存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于脉冲宽度调制的led调光器及调光系统，用于解决现有的led调光系统无法根据环境与自然光线的异常程度对led调光器的工作异常状态进行捕捉的问题；
5.本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以根据led调光器的使用环境与自然光线对led调光器的使用状态进行分析的调光系统。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
7.一种基于脉冲宽度调制的led调光系统，包括调光处理器，所述调光处理器通信连接有环境检测模块、光线检测模块、电流检测模块以及寿命预警模块；
8.所述环境检测模块用于对led调光器的使用环境进行检测分析得到环境预警时段并将预警时段通过调光处理器发送至光线检测模块；
9.光线检测模块用于对led调光器工作环境的自然光线进行检测分析得到光强预警时段，将环境预警时段与光强预警时段进行匹配并通过匹配结果得到电流检测时段；
10.电流检测模块在电流检测时段内对led调光器的电流安全进行检测分析判定led调光器控制电路的电流是否正常；
11.所述寿命预警模块用于对led调光器的剩余寿命进行预警分析。
12.进一步地，环境检测的具体过程包括：获取led调光器使用环境的空气温度值并标记为kw，获取led调光器使用环境的空气湿度值并标记为ks，通过公式得到led调光器的环境系数hj，其中α1与α2均为比例系数，且α1＞α2＞0；获取led调光器在前一天工作时的环境系数，将led调光器前一天的工作时间分割为
时段i，i＝1，2，
…
，n，将时段i的初始环境系数标记为hjic，将时段i的终点环境系数标记为hjiz，通过公式hci＝|hjiz-hjic|得到时段i的环系差hci，将环系差hci数值最大的时段标记为环境波动时段；获取近三十天内所有的环境波动时段，将被标记为环境波动时段次数最多的三个时段标记为环境预警时段，并将环境预警时段的平均环境系数标记为hjp。
13.进一步地，对led调光器工作环境的自然光线进行检测的具体过程包括：获取led调光器表面的光照强度并标记为gq，将光照强度gq与光照阈值gqmax、gqmin进行比较：
14.若gq≤gqmin，光线检测模块向调光处理器发送补光信号与电流检测信号；
15.若gqmin＜gq＜gqmax，光线检测模块向调光处理器发送补光信号；
16.若gq≥gqmax，光线检测模块向调光处理器发送闭灯信号；
17.获取led调光器在前一天工作时的光照强度，将时段i的初始环境系数标记为gqic，将时段i的终点环境系数标记为gqiz，通过公式gqi＝|gqiz-gqic|得到时段i的光强差gqi，将光强差gqi数值最大的时段标记为光强波动时段；获取近三十天内所有的光强波动时段，将被标记为光强波动时段次数最多的三个时段标记为光强预警时段，并将光强预警时段的平均光照强度标记为gqp，将环境预警时段与光强预警时段进行匹配：光线检测模块将电流检测时段发送至调光处理器，调光处理器接收到电流检测时段后将电流检测时段发送至电流检测模块。
18.进一步地，环境预警时段与光强预警时段的匹配过程包括：若环境预警时段与光强预警时段全部匹配，则将环境预警时段或光强预警时段标记为电流检测时段；若环境预警时段中存在一个时段或两个时段与光强预警时段匹配，则将环境预警时段与光强预警时段相匹配的时段标记为电流检测时段；若环境预警时段与光强预警时段全部不匹配，则将被标记次数最多的环境预警时段与光强预警时段均标记为电流检测时段。
19.进一步地，led调光器的电流安全检测过程包括：获取电流检测时段中led调光器控制电路的电流最大值dld与电流最小值dlx，将电流最大值dld、电流最小值dlx分别与电流阈值dlmax、dlmin进行比较：若dld≥dlmax，则判定led调光器控制电路的电流不安全；若dlx≤dlmin，则判定led调光器控制电路供电不足；若dld＜dlmax且dlx＞dlmin，则对led控制电路进行变电分析；
20.变电分析的过程包括：获取控制电路的电流达到电流最大值与电流最小值的时间差sc，通过公式bd＝(dld-dlx)/sc得到电流检测时段的变电率bd，将变电率bd与变电阈值bdmin、bdmax进行比较并通过比较结果对电流是否正常进行判定。
21.进一步地，变电率bd与变电阈值bdmin、bdmax的比较过程包括：
22.若bd≥bdmax，则判定电流异常，且电流的异常等级为一级，电流检测模块向调光处理器发送一级异常信号；
23.若bdmin＜bd＜bdmax，则判定电流异常，且电流的异常等级为二级，电流检测模块向调光处理器发送二级异常信号；
24.若bd≤bdmin，则判定电流正常，电流检测模块向调光处理器发送电流正常信号。
25.进一步地，led调光器剩余寿命的预警分析过程包括：
26.通过公式sm＝t1
×
hjp t2
×
gqp得到led调光器的寿命系数sm，其中t1与t2均为比例系数，且t1与t2的取值由环境影响值与光强影响值的比较结果进行判定；
27.将led调光器的寿命系数sm与寿命阈值smmax进行比较：若寿命系数sm小于寿命阈
值smmax，则判定led调光器运行正常；若寿命系数sm大于等于寿命阈值smmax，则判定led调光器运行异常，寿命预警模块向调光处理器发送寿命预警信号。
28.进一步地，比例系数t1与t2的取值判定过程包括：将近三十天内出现异常等级为一级的环境预警时段与光强预警时段的数量分别标记为hy1与gy1，将近三十天内出现异常等级为二级的环境预警时段与光强预警时段的数量分别标记为hy2与gy2，通过公式hx＝β1
×
hy1 β2
×
hy2与gx＝β1
×
hy1 β2
×
hy2分别得到环境影响值hx与光强影响值gx，其中β1与β2均为比例系数，且β1＞β2＞0；
29.将环境影响值与光强影响值进行比较：
30.若环境影响值hx大于光强影响值gx，则判定环境影响为变电率的重点影响因素，t1＝1.5，t2＝1；
31.若环境影响值hx小于光强影响值gx，则判定光强影响为变电率的重点影响因素，t1＝1，t2＝1.5；
32.若环境影响值hx等于光强影响值gx，则判定光强影响与环境影响均为变电率的重点影响因素，t1＝t2＝1.25。
33.一种基于脉冲宽度调制的led调光器，包括主板，所述主板正面设置有第一显示屏、第二显示屏以及手动旋钮，所述第一显示屏用于对led调光器的环境系数进行显示，所述第二显示屏用于对led调光器的光照强度进行显示，所述手动旋钮用于手动对led调光器进行调节。
34.本发明具备下述有益效果：
35.1、通过环境检测模块对led调光器的使用环境进行检测分析得到环境系数，同时通过各时段的环境系数差值得到环系差，环系差数值最大的时段表示在该时段内led调光器所处环境的环境系数变化幅度最大，即在该时段内led出现led调光器控制电路电流异常的可能性最高，在针对led调光器的电流进行检测时优先在该时段内进行检测，从而达到重点时段重点排查的目的；
36.2、通过光线检测模块对led调光器工作环境的自然光线进行检测分析得到光强预警时段，并通过光照强度与光照阈值的比较结果判定是否需要补光处理，同时，通过对光强预警时段与环境预警时段进行匹配分析得到电流检测时段，电流检测时段为风险最高的时段；
37.3、通过电流检测模块对电流检测时段进行电流分析得到变电率，同时通过变电率与变电阈值的比较结果对电流是否正常进行判定，从而通过电流正常分析结果对led调光器的运行状态进行监控，保证led调光器的使用安全性能；
38.4、寿命预警模块通过对平均光照强度与平均环境系数进行计算得到寿命系数，通过寿命系数与寿命阈值的比较结果提前对led调光器的寿命进行预警，从而在led调光器接近报废时可以及时对其进行更换。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本发明实施例一的结构侧视图；
41.图2为本发明实施例二的原理框图。
42.图中：1、主板；2、第一显示屏；3、第二显示屏；4、手动旋钮；
具体实施方式
43.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
44.实施例一
45.如图1所示，一种基于脉冲宽度调制的led调光器，包括主板1，主板1正面设置有第一显示屏2、第二显示屏3以及手动旋钮4，第一显示屏2用于对led调光器的环境系数进行显示，环境系数由环境检测模块分析得到，第二显示屏3用于对led调光器的光照强度进行显示，光照强度由光照传感器直接采集获取，光照传感器是一种用于检测光照强度的传感器，简称照度，工作原理是将光照强度值转为电压值，手动旋钮4用于手动对led调光器进行调节。
46.实施例二
47.如图2所示，一种基于脉冲宽度调制的led调光系统，包括调光处理器，调光处理器通信连接有环境检测模块、光线检测模块、电流检测模块以及寿命预警模块；
48.环境检测模块用于通过温度数据与湿度数据对led调光器的使用环境进行检测分析，温度数据为led调光器使用环境的空气温度值，空气温度值由温度传感器直接采集获取，温度传感器是指能感受温度并转换成可用输出信号的传感器，温度传感器是温度测量仪表的核心部分，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类，湿度数据为led调光器使用环境的空气湿度值，空气湿度值由湿度传感器直接采集获取，湿度传感器是指能够将湿度信号转化为电压信号的仪器，湿度传感器现在正在被广泛应用，湿度传感器能够很好的监控环境中湿度，在食品保护，环境检测等方面有着重要的应用，具体的环境检测过程包括：获取led调光器使用环境的空气温度值并标记为kw，获取led调光器使用环境的空气湿度值并标记为ks，通过公式得到led调光器的环境系数hj，环境系数hj是一个反应led调光器工作环境适宜程度的数值，环境系数hj的数值越低则表示led调光器的工作环境适宜程度越高；其中α1与α2均为比例系数，且α1＞α2＞0；获取led调光器在前一天工作时的环境系数，将led调光器前一天的工作时间分割为时段i，i＝1，2，
…
，n，将时段i的初始环境系数标记为hjic，将时段i的终点环境系数标记为hjiz，通过公式hci＝|hjiz-hjic|得到时段i的环系差hci，环系差hci是一个表示该时段内环境系数变化幅度的数值，环系差的数值越大则表示对应时段内的环境系数变化幅度越大；将环系差hci数值最大的时段标记为环境波动时段；获取近三十天内所有的环境波动时段，将被标记为环境波动时段次数最多的三个时段标记为环境预警时段，并将环境预警时段的平均环境系数标记为hjp，环境检测模块将环境预警时段发送至调光处理器，调光处理器接收到环
境预警时段后将环境预警时段发送至光线检测模块。
49.光线检测模块用于对led调光器工作环境的自然光线进行检测分析，自然光线的检测分析过程包括：获取led调光器表面的光照强度并标记为gq，将光照强度gq与光照阈值gqmax、gqmin进行比较：
50.若gq≤gqmin，光线检测模块向调光处理器发送补光信号与电流检测信号；
51.若gqmin＜gq＜gqmax，光线检测模块向调光处理器发送补光信号；
52.若gq≥gqmax，光线检测模块向调光处理器发送闭灯信号。
53.获取led调光器在前一天工作时的光照强度，将时段i的初始环境系数标记为gqic，将时段i的终点环境系数标记为gqiz，通过公式gqi＝|gqiz-gqic|得到时段i的光强差gqi，将光强差gqi数值最大的时段标记为光强波动时段；获取近三十天内所有的光强波动时段，将被标记为光强波动时段次数最多的三个时段标记为光强预警时段，并将光强预警时段的平均光照强度标记为gqp，将环境预警时段与光强预警时段进行匹配：若环境预警时段与光强预警时段全部匹配，则将环境预警时段或光强预警时段标记为电流检测时段；若环境预警时段中存在一个时段或两个时段与光强预警时段匹配，则将环境预警时段与光强预警时段相匹配的时段标记为电流检测时段；若环境预警时段与光强预警时段全部不匹配，则将被标记次数最多的环境预警时段与光强预警时段均标记为电流检测时段；光线检测模块将电流检测时段发送至调光处理器，调光处理器接收到电流检测时段后将电流检测时段发送至电流检测模块。
54.电流检测模块接收到电流检测时段后在电流检测时段内对led调光器的电流安全进行检测分析，led调光器的电流安全检测过程包括：获取电流检测时段中led调光器控制电路的电流最大值dld与电流最小值dlx，将电流最大值dld、电流最小值dlx分别与电流阈值dlmax、dlmin进行比较：若dld≥dlmax，则判定led调光器控制电路的电流不安全；若dlx≤dlmin，则判定led调光器控制电路供电不足；若dld＜dlmax且dlx＞dlmin，则对led控制电路进行变电分析；
55.变电分析的过程包括：获取控制电路的电流达到电流最大值与电流最小值的时间差sc，通过公式bd＝(dld-dlx)/sc得到电流检测时段的变电率bd，变电率bd是一个表示电流变化幅度的数值，变电率的数值越高则表示电流在对应时段内的变化幅度越大，则led调光器在对应时段内的工作安全性也就越低，将变电率bd与变电阈值bdmin、bdmax进行比较：
56.若bd≥bdmax，则判定电流异常，且电流的异常等级为一级，电流检测模块向调光处理器发送一级异常信号；
57.若bdmin＜bd＜bdmax，则判定电流异常，且电流的异常等级为二级，电流检测模块向调光处理器发送二级异常信号；
58.若bd≤bdmin，则判定电流正常，电流检测模块向调光处理器发送电流正常信号。
59.将近三十天内出现异常等级为一级的环境预警时段与光强预警时段的数量分别标记为hy1与gy1，将近三十天内出现异常等级为二级的环境预警时段与光强预警时段的数量分别标记为hy2与gy2，通过公式hx＝β1
×
hy1 β2
×
hy2与gx＝β1
×
hy1 β2
×
hy2分别得到环境影响值hx与光强影响值gx，环境影响值与光强影响值分别表示环境转换与光照强度切换对led调光器控制电路电流稳定性的影响程度，其中β1与β2均为比例系数，且β1＞β2＞0；
60.将环境影响值与光强影响值进行比较：
61.若环境影响值hx大于光强影响值gx，则判定环境影响为变电率的重点影响因素，t1＝1.5，t2＝1；
62.若环境影响值hx小于光强影响值gx，则判定光强影响为变电率的重点影响因素，t1＝1，t2＝1.5；
63.若环境影响值hx等于光强影响值gx，则判定光强影响与环境影响均为变电率的重点影响因素，t1＝t2＝1.25。
64.寿命预警模块用于对led调光器的剩余寿命进行预警分析，led调光器剩余寿命的预警分析过程包括：
65.通过公式sm＝t1
×
hjp t2
×
gqp得到led调光器的寿命系数sm，其中t1与t2均为比例系数，且t1与t2的取值由环境影响值与光强影响值的比较结果进行判定；
66.将led调光器的寿命系数sm与寿命阈值smmax进行比较：若寿命系数sm小于寿命阈值smmax，则判定led调光器运行正常；若寿命系数sm大于等于寿命阈值smmax，则判定led调光器运行异常，寿命预警模块向调光处理器发送寿命预警信号。
67.一种基于脉冲宽度调制的led调光系统，工作时，采用环境检测模块对led调光器的使用环境进行检测分析得到环境预警时段并将预警时段通过调光处理器发送至光线检测模块；采用光线检测模块对led调光器工作环境的自然光线进行检测分析得到光强预警时段，将环境预警时段与光强预警时段进行匹配并通过匹配结果得到电流检测时段；电流检测模块在电流检测时段内对led调光器的电流安全进行检测分析判定led调光器控制电路的电流是否正常；采用寿命预警模块对led调光器的剩余寿命进行预警分析。
68.以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
69.上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的环境系数；将设定的环境系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到α1与α2的取值分别为2.54和1.78；
70.系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的环境系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如环境系数与温度值的数值成正比。
71.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
72.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作
很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。