[发明专利]用于受控光分布的具有多个传感器的自适应集成日光和电灯控制

说明书

本发明涉及照明控制，更具体来说，涉及一种用于在包括多个已安装光源和外部光源的空间内控制光分布的方法和系统。

用于控制电灯和日光的当前建筑物控制系统大多数使用独立的控制系统。日光与电灯的集成控制看起来是现今的照明控制策略的下一步。近来，在一些美国专利中公开了“集成”控制系统。下面是两个实例。

美国专利号7111952 B2公开了一种用于窗户用品（window treatement）和电灯的组合控制器。该系统包括日光感测以便控制房间内的电灯的调光水平（dimming level）和日光量。该系统使用中央控制器来控制子系统。但是操作是有顺序的，也就是说首先调节窗户用品直到其完全打开/关闭，并且随后调节电灯以便提供所需要的其余光。

美国专利号7566137 B2公开了一种基于单个传感器或多个传感器的组合式电灯和窗户用品控制器。电灯被分组成具有所述单个传感器或所述多个传感器的区段。在多个传感器的情况下，这些传感器的输出被简单地平均。通过存在于每一个区段内的预先编程的控制器实现多区段控制。所述组合式窗户用品和电灯控制器是基于顺序操作的：例如首先关闭或打开窗帘，随后调节电灯。

虽然这样的专利公开表明了从当今的独立控制朝向集成闭环控制的自然发展，但是其并非没有缺点。

上述系统的一个共同缺点在于其顺序地操作，例如首先完全关闭/打开窗帘，随后操作电灯。这样的系统可能会令用户不满。举例来说，当用户改变设定点或者占用传感器检测到环境改变并且设定需要被改变（比如从关闭到打开位置）时，用户将必须等到所述顺序操作完成为止以便检查是否满足照明优选项。由于窗户用品的操作缓慢，因此总体等待时间可能长达几秒钟，甚至一分钟或更长。鉴于当今对于快速响应的需求，用户可能无法容忍这样长的等待时间，并且将最终转向完全人工控制。

在非均匀日光分布的情况下，美国专利号7566137提出对于每一个区段内的电照明使用预先设定值。这样的系统是昂贵的，这是因为其需要在安装期间进行校准并且在建筑物状况（内部或外部）改变时需要持续的维护。该专利提到一种多感官方法，但是主要目的是通过简单地平均这些传感器的输出来提高鲁棒性。这样的平均对于均匀分布光要求可能有用，但是对于受控非均匀分布没有用。此外，这样的系统在能量节省方面并非是最优的。

因此，上述系统不支持用于最优的减少能量的照明控制的多传感器策略。

本公开包括用于窗户用品（例如窗帘、遮光物等等）和电灯的自适应集成控制的框架，以便根据给定要求优化总体光分布并且减少能量消耗。所提出的框架允许对于日光（例如窗帘、遮光物等等）与电灯的集成控制，从而利用了多个传感器和集成控制系统。在一个实施例中，所述控制系统包含中央控制器（对于日光和电灯的联合控制），在另一个实施例中，其包含分别用于电灯和窗户用品的单独控制器。所述多个传感器对空间内的照明条件进行采样，并且在某些实施例中所述多个传感器可以是分布式的。所述集成控制系统提供最优电照明和日光照明，以满足照明分布要求。此外，所述框架的某些实施例是基于电灯和电动化窗户用品的并行操作。因此，所述框架可以有利地减少能量消耗并且改善用户视觉舒适性，并且可以不遭受前面所讨论的顺序控制策略的缺点。

本发明的各种实施例中的一些代表性特征如下：

· 并行操作解决方案，也就是说窗户用品和电灯二者基本上同时（而非顺序地）操作。

· 所述控制系统以创新方式使用多个传感器来控制与均匀或非均匀分布有关的空间内的照明分布。

· 所述控制系统通过传感器来监测照明条件，以便调节窗户用品和电灯。

· 所述控制系统不需要单个“盒式”控制器来实施所述集成解决方案。窗户用品控制器和电灯控制器可以简单地交换信息，但是这些控制器可以被嵌入到对应的系统中。

· 所述系统控制照明条件，从而通过闭环操作满足用户的照明设定点和减少能量消耗的目标。

· 还可以把例如占用传感器之类的其他传感器集成到所述系统中。

· 还可以把例如强光控制（利用基于太阳时（solar time-based）和/或基于传感器的强光控制）之类的附加特征集成到所述系统中。