带颜色反馈的独立光照强度探测系统及其运行方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光照数据处理技术领域，具体是带颜色反馈的独立光照强度探测系统及其运行方法。
【背景技术】
[0002]阅读光线过强或过暗都会影响青少年的视力。根据中国建筑照明设计标准GB50034-2004，学校教室的光照强度应该达到300 Lux。现有的光照数据处理装置为光照计，这种光照计实时的将当前光照强度以数字的方式显示出来，例如当前光照强度为500 Lux,通过光照计后，在光照计上只会显示500 Ix的数字，这样人们就会通过500 Lux的数值来判断当前光照环境情况。而对于大多数普通人员来说，很少有人了解光照强度的数值在什么阶段适合人们阅读，因此通过数值的显示的方式，就无法确定当前光照环境是否良好，这就会造成光照强度对于多数用户而言并不能理解它的真正含义和指导意义，特别是对于低龄儿童，他们对复杂数值的理解能力差，因此无法自己判断当前光照环境。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种带颜色反馈的独立光照强度探测系统及其运行方法，考虑到光照强度对于多数用户而言并不能理解它的真正含义和指导意义，因此，本发明使用颜色表示是否适合阅读，改进了光照强度测试仪的人机接口，使得普通用户都可以使用它来为自己服务，保护儿童的视力，本发明设定适合阅读的阀值，通过阀值与测定的当前环境光测量值进行对比后，输出控制指令，最终以颜色的方式显示，从而将复杂的数值判断以机器的运算方式取代，以简单的方式呈现给用户，使得人们可以轻松确定光照环境。
[0004]本发明的目的主要通过以下技术方案实现:带颜色反馈的独立光照强度探测系统，
包括环境光传感器:用于采集外部环境在当前光照强度条件下的环境光测量值；包括单片机:用于接收环境光测量值并计算平均环境光测量值，并比对平均环境光测量值与设定的阀值，其阀值包括低光照阀值low和高光照阀值high，当平均环境光测量值小于低光照阀值low时、输出颜色A显示指令或/和当前平均环境光测量值数值显示指令，当平均环境光测量值大于或等于高光照阀值high时、输出颜色C显示指令或/和当前平均环境光测量值数值显示指令，当平均环境光测量值小于高光照阀值high并大于或等于低光照阀值low时、输出颜色B显示指令或/和当前平均环境光测量值数值显示指令；
包括彩色显示屏:用显示当前光照强度对应的颜色显示和数值显示。
[0005]基于上述结构，在此我们将详细阐述本发明的设计思想。
[0006]本发明的设计思想是:通过环境光传感器可以直接采集当前光照强度条件下的环境光测量值，这个环境光测量值经过计算后，得出排除干扰因素后的平均环境光测量值，平均环境光测量值就是我们可以采用的光照强度参数，传统设备的做法是将平均环境光测量值直接以数值的方式在显示屏上显示出来，然后用于用户自己去判断当前数值处于一个什么样的光照情况，对于低龄儿童和大多数缺乏专业知识的人们来说，要想判断当前光照情况，则必须记住正常阅读环境的光照参数指标，然后才能正确的判断当前数值处于一个什么样的光照情况，因此在使用前还需要记住一些很复杂的标准光照环境参数，这对低龄儿童来说是很困难的。因此本发明的设计思路是，将可阅读的光照环境参数设置成阀值，然后用上述平均环境光测量值与阀值进行对比，以对比后的输出指令控制彩色显示屏，让彩色显示屏显示不同的颜色，以颜色区分当前光照环境，例如，以颜色B的显示表示当前光照环境适合阅读，以颜色A表示当前光照环境光照度低、不适合阅读，以颜色C表示当前光照环境光照度高、不适合阅读，这样低龄的儿童只需要记住彩色显示屏显示绿色时才可以阅读，其他颜色则无法阅读，从而让低龄儿童轻松接受，培养其良好的阅读习惯，从而保护视力。
[0007]基于带颜色反馈的独立光照强度探测系统的运行方法，包括以下步骤:
步骤A:通过环境光传感器获取外部环境在当前光照强度条件下的环境光测量值； 步骤B:通过窗口平均计算滤除干扰，得到平均当前环境光测量值；
步骤C:比对平均环境光测量值与设定的阀值，阀值包括低光照阀值low和高光照阀值high,当平均环境光测量值小于低光照阀值low时、输出颜色A显示指令或/和当前平均环境光测量值数值显示指令，当平均环境光测量值大于或等于高光照阀值high时、输出颜色C显示指令或/和当前平均环境光测量值数值显示指令，当平均环境光测量值小于高光照阀值high并大于或等于低光照阀值low时、输出颜色B显示指令或/和当前平均环境光测量值数值显示指令；
步骤D:通过彩色显示屏显示当前光照强度对应的颜色A或颜色B或颜色C，通过彩色显示屏显示前光照强度对应的数值显示；
步骤E:每过X秒后，自动循环步骤A到步骤D。
[0008]低光照阀值low为200Lux。
[0009]高光照阀值high为2000Lux。
[0010]所述颜色A为蓝色。
[0011]所述颜色B为绿色。
[0012]所述颜色B为红色。
[0013]环境光传感器为数字式环境光传感芯片。
[0014]环境光传感器为数字式芯片，可以直接将环境光光度值通过I2C等串口方式以数值的形式传递给单片机。
[0015]单片机将环境光测量值经过窗口平均处理后，经过逻辑判断后，通过I2C等串口或并口方式向彩色显示屏发送显示指令。发送的指令包括显示当前平均环境光光度值以及显示屏显示的背景色。
[0016]彩色显示屏收到指令后会显示当前测得的环境光光度值，并显示背景色。
[0017]Low和High是人为设定的阈值，此阈值一般情况下应参照国家标准推荐值来设定，比如针对阅读时，标准要求至少是在200Lux以上，所以可以将Low阈值设定为200 Lux,而High可以设定为2000 Lux。
[0018]其中彩色显示屏的颜色的意义分别表示为:蓝色表示光照度太低，不适合阅读；绿色表示光照度适合阅读；红色表示光照度太高，不适合阅读。
[0019]实际情况中这种产品可以针对其他不同应用场合，在不同的应用场合要求下，指示颜色可以有不同颜色甚至不只三种颜色，阈值需要按照不同使用场合来设定。
[0020]彩色显示屏在低于Low时，只驱动RGB背光灯的蓝灯(B)引脚，在大于等于Low而低于High时，只驱动背光灯绿灯(G)引脚，在大于等于High时，只驱动背光灯红灯(R)引脚。
[0021]如果需要显示其他混合颜色，则可以通过PWM调制方式控制三个引脚的驱动大小，从而控制三种颜色(红色R、绿色G和蓝色B)的比例来得到不同的混合色。
[0022]本发明的优点在于:1、可以独立用于探测环境光光照强度；2)以不同颜色表示当前环境光照强度是否适合于阅读；3、光照强度与颜色之间的关系:200 Lux以下显示蓝色(光照不足，不适合阅读)，200 Lux -2000 Lux为绿色(光照合适,适合阅读),2000 Lux以上为红色(光照过强，不适合阅读);4、光照强度探测器可以独立供电，也可以通过USB供电；5、具有独立开关，按下开关开始进行关照强度测试；6、可以有效预防小儿近视。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的装置结构示意图。
[0024]图2为本发明运行流程示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0026]实施例1:
如图1和图2所示。
[0027]带颜色反馈的独立光照强度探测系统，
包括环境光传感器:用于采集外部环境在当前光照强度条件下的环境光测量值；包括单片机:用于接收环境光测量值并计算平均环境光测量值，并比对平均环境光测量值与设定的阀值，其阀值包括低光照阀值low和高光照阀值high，当平均环境光测量值小于低光照阀值low时、输出颜色A显示指令或/和当前平均环境光测量值数值显示指令，当平均环境光测量值大于或等于高光照阀值high时、输出颜色C显示指令或/和当前平均环境光测量值数值显示指令，当平均环境光测量值小于高光照阀值high并大于或等于低光照阀值low时、输出颜色B显示指令或/和当前平均环境光测量值数值显示指令；
包括彩色显示屏:用显示当前光照强度对应的颜色显示和数值显示。
[0028]基于上述结构，在此我们将详细阐述本发明的设计思想。
[0029]本发明的设计思想是:通过环境光传感器可以直接采集当前光照强度条件下的环境光测量值，这个环境光测量值经过计算后，得出排除干扰因素后的平均环境光测量值，平均环境光测量值就是我们可以采用的光照强度参数，传统设备的做法是将平均环境光测量值直接