[发明专利]一种用于博物馆展柜的环境眩光监测控制系统

权利要求书

1.一种用于博物馆展柜的环境眩光监测控制系统，其特征在于，待检测光源包括设置于展柜(3)的展柜内照明光源(2)和环境光源(1)，展柜(3)内设置有环境眩光测量位(4)；

环境眩光监测控制系统包括对应展柜内照明光源(2)和环境光源(1)设置的光学测距装置(5)、环境光照度传感器(6)、单片机处理单元(7)以及光源调控单元，单片机处理单元(7)的输出端与环境光源调控机构(8)的输入端相连；

利用DIALux建立仿真环境，确定环境眩光测量位(4)，光学测距装置(5)用于获取展柜内照明光源(2)和环境光源(1)在以环境眩光测量位(4)为坐标原点的空间位置坐标并将得其传送至单片机处理单元(7)，环境光照度传感器(6)用于获取展柜内照明光源(2)和环境光源(1)的光照度参数并将其传输至单片机处理单元(7)，单片机处理单元(7)通过结合光照度参数与空间位置坐标，利用环境眩光监测算法获得环境眩光参数与评价并实现检测结果的实时显示；

单片机处理单元(7)和环境光源调控机构(8)用于根据环境眩光参数以及环境眩光控制算法对光源亮度进行调节；单片机处理单元(7)连接有外部调控机构；

环境眩光监测算法是基于展柜测量得到的工作面光照度数据以及各光源空间位置坐标的计算获得的:通过测量得到的工作面光照度数据，根据物面光照度与亮度换算关系通过不同反射面的反射系数计算获取环境亮度和展品物面反射亮度，通过各光源空间位置坐标计算光源与测量位置间的直线距离，并依据古斯位置指数表通过插值法获取相应的光源位置指数，在获取以上四种参数的基础上依据室内统一眩光值(UGR)的计算公式计算展柜空间内室内统一眩光值，并依据室内统一眩光值的主观评价体系给出被测展柜物理空间的眩光影响评价；

环境眩光控制算法是基于占空比可调的PWM光源亮度调节方法形成:依照照明设计规范GB50034-2013中对于博物馆内部室内统一眩光值的相应要求以及室内统一眩光值主观评价体系确定室内统一眩光值调节阈值，通过比较环境眩光监测算法计算获得的眩光值与阈值之间的大小利用单片机处理单元(7)生成占空比可调的PWM信号，通过这一信号驱动环境光源亮度调节装置，进而改变环境光源亮度，从而改变眩光值大小以实现对环境眩光的控制；

环境光照度传感器(6)采用型号为BH1750FVI或GY-485-44009的器件；

单片机处理单元(7)选用STM32F103系列单片机或ARM处理器；环境光源调控机构(8)选用具备PWM调节能力的恒流或恒压光源驱动装置；

外部调控机构包括互联网与远程监测平台互联，互联网与远程监测平台互联用于实现博物馆环境眩光的全天候实时在线监测与调控；

光学测距装置(5)可采用光学测量装置、激光测距仪或激光测距传感器模块；

所述用于博物馆展柜的环境眩光监测控制系统，主要包括以下步骤：

步骤1：通过DIALux建立仿真环境，确定被测空间内室内统一眩光值最大测量位置；

步骤2：建立以观测位置为坐标原点的空间坐标系，利用测距装置获取光源空间位置参数，通过单片机处理单元利用光源空间位置参数计算获得光源位置指数；

步骤3：环境光照度传感器获取被监测物理空间内光照度参数，并将数据传送到单片机处理单元，由单片机处理单元进行数据补偿后实现实时显示，同时作为环境眩光计算模型的输入量；

步骤4：单片机处理单元以环境光照度信息和光源位置指数作为输入量，通过环境眩光参数监测计算算法计算获取展柜环境眩光值；

步骤5：环境眩光参数计算算法是通过照明设计软件DIALux evo中建立的仿真环境，获取展柜环境中眩光测量位置、测量点光照度、各物面反射强度等参数之间的内在联系，建立的以光源位置指数、展柜空间环境光照度为输入量的展柜环境眩光参数监测计算模型；

步骤6：单片机处理单元依据环境眩光参数监测计算结果，输出环境眩光调节控制信号，驱动环境光源调控机构，进而驱动整体环境光源或者展柜内光源进行亮度调节，进而实现基于博物馆展柜环境眩光监测的环境光源调控；

步骤7：经单片机处理单元处理后的检测数据可通过互联网与外部远程监测平台互联，实现监测控制结果的云端显示与在线监测。