一种用于智能建筑的室内光控系统及其设计方法与流程

本发明涉及智能建筑技术领域，具体涉及一种用于智能建筑的室内光控系统及其设计方法。

背景技术：

智能建筑通过将建筑物的结构、系统、服务和管理根据用户的需求进行最优化组合，从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。智能建筑是集现代科学技术之大成的产物。其技术基础主要由现代建筑技术、现代电脑技术现代通讯技术和现代控制技术所组成。

众所周知，为了实现智能建筑的绿色环保和节能减排，需要对智能建筑的灯带按区域划分为多个独立管理的灯光区域，从而每个灯光区域按需进行开关调控，根据红外感知单元的监测结果或光强感知单元自动控制所述灯光区域的灯带开关灯，即当光强感知单元或红外感知单元任一个的监测结果不满足开灯条件时，则调控该灯光区域的灯带关灯。通过这种方式来实现整个智能建筑的灯光智能调控，无需人工参与，且同时实现节能环保绿色减排的目的。

因此这种方式无法起到远程调控灯带开关的效果，且只有工作人员达到未开灯的灯带区域后，才能实现智能调控开灯的效果，这种开灯延时的操控方式影响工作体验。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于智能建筑的室内光控系统及其设计方法，以解决现有技术中无法起到远程调控灯带开关的效果，且只有工作人员达到未开灯的灯带区域后，才能实现智能调控开灯的效果，这种开灯延时的操控方式影响工作体验的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种用于智能建筑的室内光控系统，包括用于调控智能建筑的多个灯光区域工作状态的管理子模块，以及与所有的管理子模块电性通讯连接的集成处理系统，所述集成处理系统用于接收处理所有管理子模块的信息并发送控制指令至每个所述管理子模块，所述管理子模块根据所述控制指令调控对应的所述灯光区域的灯带工作；

所述集成处理系统与所述管理子模块之间构成星型拓扑通讯结构，每个所述管理子模块作为语音指令转载站和身份位置识别站，每个所述管理子模块根据发出语音指令的工作人员身份确定对所述语音指令的执行方式，且所述管理子模块将所述语音指令和所述工作人员的身份转发至所述集成处理系统，所述集成处理系统通过解译语音指令并发送控制指令至对应的待调控所述管理子模块，且所述集成处理系统根据所述工作人员的实时位置与待调控所述管理子模块之间的距离确定所述管理子模块驱动所述灯光区域灯带工作的时间点。

作为本发明的一种优选方案，每个所述管理子模块均包括处理单元、指令接收单元、指令发送单元和射频识别单元，所述指令发送单元用于向所述集成处理系统发送语音指令以及向所述灯光区域的灯带终端发送控制指令，所述指令接收单元用于接收语音指令和所述集成处理系统发送的控制指令，所述射频识别单元用于识别所述工作人员的身份且确定所述工作人员在所述智能建筑的所述灯光区域内的相对位置，所述集成处理系统根据所述指令发送单元发送的语音控制指令自行确定工作人员身份和第一位置，所述集成处理系统控制所述射频识别单元工作并追踪对应所述工作人员的第二位置，同时所述集成处理系统根据所述工作人员与待调控所述管理子模块之间的距离差控制所述灯光区域的灯带工作。

作为本发明的一种优选方案，集成处理系统根据发出语音指令的所述工作人员的位置以及待调控的所述灯光区域的位置确定所述工作人员的移动路径，所述集成处理系统根据所述射频识别单元确定所述工作人员身份和位置移动依次调控所述灯光区域的灯带工作，所述集成处理系统对待调控所述灯光区域的灯带调控的方式并不是即时调控，而是根据发出语音的工作人员位置进行定位调控，具体的实现步骤为：集成处理系统确定工作人员的身份和当前的第一位置，调控所有管理子模块的射频识别单元追踪工作人员的实时第二位置；

集成处理系统根据工作人员的移动路径，实时更改并重新规划移动路径；

集成处理系统根据工作人员的当前第二位置，调控移动路径上的下一个关灯灯光区域开灯，其中所述工作人员在所述移动路径的两个所述灯光区域之间的移动耗时小于所述灯光区域从开灯到自动智能关灯的时长。

作为本发明的一种优选方案，所述集成处理系统内设有身份关联单元，所述身份关联单元用于确定多个所述工作人员之间的同源关系，所述集成处理系统控制所述射频识别单元追踪具有同源关系的多个工作人员的位置，且所述集成处理系统根据所述射频识别单元追踪的具有同源关系的任一个工作人员与所述管理子模块之间的距离差控制所述灯光区域工作。

作为本发明的一种优选方案，两个相邻所述射频识别单元的识别范围重叠，所述工作人员在多个所述射频识别单元的重叠区域发出语音指令时，所述集成处理系统接收多个所述管理子模块的所述指令发送单元发送的语音指令，并选择距离所述射频识别单元最近的所述管理子模块作为语音指令。

作为本发明的一种优选方案，所述管理子模块还包括光强感知单元和红外感知单元，所述光强感知单元用于监测每个所述灯光区域的光强，所述红外感知单元用于监测每个所述灯光区域的工作人员，所述处理单元根据所述光强感知单元的监测结果和所述红外感知单元的监测结果共同自动控制所述灯光区域的灯带开灯，且所述处理单元根据所述红外感知单元的监测结果自动控制所述灯光区域的灯带关灯。

为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：一种智能建筑室内光控系统的设计方法，包括以下步骤：

步骤100、将智能建筑的灯带按照区域划分为多个灯光区域，且在每个所述灯光区域安装用于调控所述灯光区域工作的管理子模块，将所有管理子模块与集成处理系统通讯连接，以使得管理子模块与集成处理系统组成星型拓扑通讯结构；

步骤200、每个所述管理子模块根据光强感知单元和红外感知单元的共同监测结果控制所述灯光区域的灯带工作；

步骤300、利用每个所述管理子模块的指令接收单元接收工作人员的语音指令以远程控制其他所述灯光区域的灯带工作，确认发出语音指令的工作人员身份，利用所述管理子模块的指令发送单元将语音信息转发至所述集成处理系统；

步骤400、所述集成处理系统接收并解译语音信息，并且根据接收的所述管理子模块的位置确定发出语音指令的工作人员当前位置和身份，同时确定待调控的灯光区域与工作人员当前位置之间的移动路径；

步骤500、所述集成处理系统调控所有管理子模块追踪发出语音指令的工作人员的实时位置，根据所述工作人员的实时位置调控处于移动路径的所述灯光区域的工作。

作为本发明的一种优选方案，在步骤200中，所述管理子模块根据光强感知单元和红外感知单元的共同监测结果自动调控对应的所述灯光区域的灯带工作，只有所述光强感知单元和所述红外感知单元的监测结果均符合亮灯工作时，所述管理子模块才调控该所述灯光区域的灯带工作，当任一个所述光强感知单元和所述红外感知单元的监测结果不符合亮灯工作，所述管理子模块调控该所述灯光区域的灯带关闭。

作为本发明的一种优选方案，在步骤300中，通过每个所述管理子模块的指令接收单元以及所述管理子模块与集成处理系统的星型拓扑通讯结构，并识别发出语音指令的工作人员身份，实现对其他的所述灯光区域的远程调控操作，具体的实现步骤为：

步骤301、利用所述管理子模块的所述指令接收单元接受工作人员的语音指令，同时识别工作人员的身份；

步骤302、当无法识别工作人员的身份时，则拦截并自动删除所述指令接收单元接受的语音指令；

步骤303、当识别工作人员的身份后，则通过所述管理子模块的所述指令发送单元将语音指令发送到所述集成处理系统。

作为本发明的一种优选方案，在步骤400和步骤500中，通过依次调控移动路径的灯光区域工作，以确保每个灯光区域的灯带稳定工作，避免二次控制灯带工作的问题，具体的实现步骤为：

所述集成处理系统根据接收语音指令的所述管理子模块确定所述工作人员的当前位置，并且解译语音指令，确定待调控的灯光区域所在位置，根据工作人员的当前位置和待调控的灯光区域确定工作人员的移动路径；

所述集成处理系统调控所有管理子模块识别该工作人员的身份以确定该工作人员的实时位置，并且所述集成处理系统根据所述工作人员的实时位置依次调控所述移动路径包含的所述灯光区域工作。

本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：

本发明通过远程调控灯光区域开灯的方式，与智能关灯节能减排目的结合，从而工作人员一次语音远程调控灯光区域开灯后，无需由于节能减排智能关灯的影响而二次语音调控，且自动规划工作人员的当前位置与目的位置之间的移动路径，并对移动路径内的灯光区域自动调控开灯工作，起到了远程调控和路径指引的双重效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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示例性的，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，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例提供的室内光控系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的室内光控系统设计方法的流程示意图。

图中的标号分别表示如下：

1-管理子模块；2-集成处理系统；3-身份关联单元；

101-处理单元；102-指令接收单元；103-指令发送单元；104-射频识别单元；105-光强感知单元；106-红外感知单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种用于智能建筑的室内光控系统，本实施方式的光控系统主要用于应用在智能建筑中的灯带远程控制开灯操作，以及自动智能关灯操作，工作人员可以在任意位置控制某个位置的灯带工作，且通过监控工作人员在智能建筑中的位置，严格控制灯带开灯工作的时间点，避免灯带自动智能关灯而造成需要多次调控灯带开灯的操作，因此光控系统的实现更加智能和便利。

该室内光控系统包括用于调控智能建筑的多个灯光区域工作状态的管理子模块1，以及与所有的管理子模块1电性通讯连接的集成处理系统2，所述集成处理系统2用于接收处理所有管理子模块1的信息并发送控制指令至每个所述管理子模块1，所述管理子模块1根据所述控制指令调控对应的所述灯光区域的灯带工作。

众所周知，为了实现智能建筑的绿色环保和节能减排，需要对智能建筑的灯带按区域划分为多个独立管理的灯光区域，从而每个灯光区域按需进行开关调控。

因此本实施方式为了方便对每个灯光区域的智能调控，在每个灯光区域内安装一个管理子模块1，管理子模块1自行独立的调控对应的灯光区域的灯带开关，且为了方便对所有管理子模块1的集中管控，利用集成处理系统2收集每个管理子模块1的信息并产生相应的控制指令，管理子模块1根据集成处理系统2的控制指令实现对灯光区域的高级管控。

也就是说，本实施方式通过两种方式调控每个灯光区域的灯带工作，第一种方式为利用每个灯光区域对应的管理子模块1自行独立的调控灯带工作，第二种方式为集成处理系统2向管理子模块1发送对灯光区域的控制指令，管理子模块1通过控制指令对灯光区域进行开关调控，此时控制指令的优选级高于管理子模块1自身产生的调控指令，从而是先对每个灯光区域的灯带远程调控。

集成处理系统2与所述管理子模块1之间构成星型拓扑通讯结构，每个所述管理子模块1作为语音指令转载站和身份位置识别站，每个所述管理子模块1根据发出语音指令的工作人员身份确定对所述语音指令的执行方式，且所述管理子模块1将所述语音指令和所述工作人员的身份转发至所述集成处理系统2，所述集成处理系统2通过解译语音指令并发送控制指令至对应的待调控所述管理子模块1，且所述集成处理系统2根据所述工作人员的实时位置与待调控所述管理子模块1之间的距离确定所述管理子模块1驱动所述灯光区域灯带工作的时间点。

为了减小管理子模块1的信息交互引起的系统复杂度，本实施方式的管理子模块1之间不具有复杂的通讯关系，每个管理子模块1仅与集成处理系统2具有通讯连接的关系，而多个管理子模块1之间并不具备通讯关系，因此多个管理子模块1与集成处理系统2构成星型拓扑通讯结构，每个管理子模块1接收的信息先转发到集成处理系统2，集成处理系统2对信息进行处理分析后，再发送控制指令至相应的管理子模块1以实现对不同灯光区域的远程调控，同样也降低管理子模块1的应用成本。

管理子模块1和集成处理系统2结合工作，对灯光区域进行远程调控的具体操作为：

每个所述管理子模块1作为身份位置识别站，当工作人员在所在区域发出语音指令时，管理子模块1在接收语音指令的同时识别工作人员的身份，如果识别的工作人员身份不属于本智能建筑内的授权人员，则集成处理系统2不会对该语音指令进行相应的灯带调控工作；

如果识别的工作人员身份属于本智能建筑内的授权人员，则管理子模块1则作为语音指令转载站将语音指令转发到集成处理系统2内，集成处理系统2根据发送的管理子模块1编号确定工作人员的当前第一位置，在通过对语音指令进行编译确定远程待调控的管理子模块1位置，根据两个管理子模块1的位置差，集成处理系统2调控所有的管理子模块1追踪工作人员的位置，以确定远程待调控管理子模块1控制灯带开灯的时间点。

具体的，管理子模块1实现对灯光区域的灯带自行调控开关灯的具体操作为：

根据光强感知单元105和红外感知单元106实现对灯光区域的自行独立智能调控，光强感知单元105用于监测每个所述灯光区域的光强，红外感知单元106用于监测每个所述灯光区域的工作人员，所述处理单元101根据光强感知单元105的监测结果和红外感知单元106的监测结果共同自动控制所述灯光区域的灯带开灯，即当光强感知单元105和红外感知单元106的监测结果同时满足开灯条件时，管理子模块1才调控该灯光区域的灯带开灯。

且所述处理单元101根据红外感知单元106的监测结果或光强感知单元105自动控制所述灯光区域的灯带关灯，即当光强感知单元105或红外感知单元106任一个的监测结果不满足开灯条件时，则管理子模块1调控该灯光区域的灯带关灯。通过这种方式来实现整个智能建筑的灯光智能调控，无需人工参与，且同时实现节能环保，绿色减排的目的。

因此由于上述关灯条件的限定，使得远程开灯时，需要避免存在管理子模块1自行调控灯带关灯的问题，

因此本实施方式的远程调控灯带工作的技术方案，区别于现有技术的特征点为：

第一、本实施方式的关灯操作为自动智能化实现，当语音控制某个灯光区域的灯带工作时，本实施方式的集成处理系统2并不是立即调控该灯光区域的灯带工作，因为立即调控灯带工作很有可能在管理子模块1的独立调控下，在工作人员还未到达该灯光区域之前，该灯光区域的灯带就已经自动关灯，因此，本实施方式通过追踪工作人员的位置，在工作人员达到调控的灯光区域之前且在灯光区域自动关灯的时间范围内，自动调控灯光区域的灯带开灯工作，从而避免立即调控灯光区域的灯带开灯造成灯带提早自动关灯的问题。

第二、本实施方式的管理子模块1在将语音指令转载到集成处理系统2之前，先对工作人员的身份进行认定，具体的认定方式可以通过射频识别的方式确定工作人员的身份，从而一方面可以帮助集成处理系统2管控智能建筑内的非工作人员身份，另一方面实现对光控系统的访问权限设定。

管理子模块1实现远程调控灯光区域的灯带开灯的实现方式具体为：每个所述管理子模块1均包括处理单元101、指令接收单元102、指令发送单元103和射频识别单元104，所述指令发送单元103用于向所述集成处理系统2发送语音指令以及向所述灯光区域的灯带终端发送控制指令，所述指令接收单元102用于接收语音指令和所述集成处理系统2发送的控制指令，所述射频识别单元104用于识别所述工作人员的身份且确定所述工作人员在所述智能建筑的所述灯光区域内的相对位置，所述集成处理系统2根据所述指令发送单元103发送的语音控制指令自行确定工作人员身份和第一位置，所述集成处理系统2控制所述射频识别单元104工作并追踪对应所述工作人员的第二位置，同时所述集成处理系统2根据所述工作人员与待调控所述管理子模块1之间的距离差控制所述灯光区域的灯带工作。

当工作人员在其所处位置发出语音指令时，对应的管理子模块1利用指令接收单元102接收语音指令，同时利用射频识别单元104识别所述工作人员的身份且确定所述工作人员在所述智能建筑的所述灯光区域内的相对位置，当处理单元101确认工作人员的身份没有授权时，则管理子模块1的处理单元101自行删除该语音信息且不向集成处理系统2转载。

当处理单元101确认工作人员的身份授权时，则处理单元101将该语音信息向集成处理系统2转载，集成处理系统2接收语音信息后，确定接收信息的管理子模块1位置以及对语音信息解译的待调控管理子模块1的位置，从而进一步确认两个管理子模块1之间的通行路径，则处于该通行路径内且目前关灯的灯光区域均属于开灯调控的待调控范围。

所述集成处理系统2根据发出语音指令的所述工作人员的位置以及待调控的所述灯光区域的位置确定所述工作人员的移动路径，所述集成处理系统2根据所述射频识别单元104确定所述工作人员身份和位置移动依次调控所述灯光区域的灯带工作，就是说本实施方式对灯带调控的方式并不是即时调控，而是根据发出语音的工作人员位置进行定位调控，具体的实现步骤为：

首先，集成处理系统2根据所述指令发送单元103发送的语音控制指令所在的管理子模块1，自行确定工作人员身份和第一位置；

然后，集成处理系统2控制所述射频识别单元104工作并追踪对应所述工作人员的第二位置即实时位置；

最后，集成处理系统2根据工作人员的实时位置，以及在通行路径的相对位置，依次调控通行路径内未开灯的灯光区域开灯工作。

为了解释上述技术方案，本实施方式将以下面的示例解释技术方案在实际应用中的实现过程，当工作人员在一楼的a区远程调控二楼的b区开灯，那么集成处理系统2调控多个灯光区域开灯工作的具体实现步骤为：

集成处理系统2确定工作人员的身份和当前的第一位置，调控所有管理子模块1的射频识别单元104追踪工作人员的实时第二位置；

集成处理系统2根据工作人员的移动路径，实时更改并重新规划通行路线，如1a-1b-1c-12o-2a-2b，其中1a表示一楼的a灯光区域，1b表示一楼的b灯光区域，1c表示一楼的c灯光区域，12o表示一楼至二楼的楼梯灯光区域，2a表示二楼的a灯光区域，2b表示二楼的b灯光区域，工作人员经过这些区域将达到二楼的b区；

集成处理系统2根据工作人员的当前第二位置，调控通行路线上的关灯灯光区域依次开灯，比如说现在12o-2a-2b灯光区域的灯带均为关灯状态，那么当工作人员在一楼的c灯光区域，则集成处理系统2调控12o一楼至二楼的楼梯灯光区域开灯，当工作人员在12o灯光区域，则集成处理系统2调控2a二楼的a灯光区域开灯，依次类推，直至工作人员达到二楼的b区，此时集成处理系统2的整个控制指令完成。

因此本实施方式的灯光控制防水可解决现有技术中仅仅利用红外感知单元106调控灯光区域的灯带开灯的缺陷，比如说在夜晚的时候，众所周知，利用红外感知单元106可以实现对灯带的开关调控，当工作人员身处黑暗的灯光区域后，红外感知单元106监测到人体的存在，管理子单元1的处理中心101才调控灯带开灯，这样的话，其实无法起到本申请的远程调控的效果，且只有工作人员达到未开灯的灯带区域后，才能实现智能调控开灯的效果，这种开灯延时的操控方式影响工作体验。

而本申请即使在整个智能建筑全部未开灯的情况下，只需要通过语音控制，即可顺着灯带开灯的顺序，达到指定的地点，因此本申请的室内光控系统起到了远程调控和路径指引的双重效果。

进一步的，所述集成处理系统2内设有身份关联单元3，所述身份关联单元3用于确定多个所述工作人员之间的同源关系，当具有同源关系的任一个工作人员发出控制指令时，则集成处理系统2控制所述射频识别单元104同时追踪具有同源关系的多个工作人员的位置，当具有同源关系的任一个工作人员向待调控灯光区域移动时，所述集成处理系统2根据该工作人员的当前位置与待调控管理子模块1之间的距离差控制所述灯光区域工作，具体的工作方式与上述相同。

还需要补充说明的是，当两个相邻所述射频识别单元104的识别范围重叠，所述工作人员在多个所述射频识别单元104的重叠区域发出语音指令时，所述集成处理系统1接收多个所述管理子模块1的所述指令发送单元103发送的语音指令，并选择距离所述射频识别单元104最近的所述管理子模块1作为语音指令。

因此本实施方式通过远程调控灯光区域开灯的方式，与智能关灯节能减排目的结合，从而工作人员一次语音远程调控灯光区域开灯后，无需由于节能减排智能关灯的影响而二次语音调控，且自动规划工作人员的当前位置与目的位置之间的移动路径，并对移动路径内的灯光区域自动调控开灯工作，起到了远程调控和路径指引的双重效果。

另外如图2所示，本发明还提供了一种智能建筑室内光控系统的设计方法，包括以下步骤：

步骤100、将智能建筑的灯带按照区域划分为多个灯光区域，且在每个所述灯光区域安装用于调控所述灯光区域工作的管理子模块，将所有管理子模块与集成处理系统通讯连接，以使得管理子模块与集成处理系统组成星型拓扑通讯结构。

步骤200、每个所述管理子模块根据光强感知单元和红外感知单元的共同监测结果控制所述灯光区域的灯带工作。

在步骤200中，所述管理子模块根据光强感知单元和红外感知单元的共同监测结果自动调控对应的所述灯光区域的灯带工作，只有所述光强感知单元和所述红外感知单元的监测结果均符合亮灯工作时，所述管理子模块才调控该所述灯光区域的灯带工作，当任一个所述光强感知单元和所述红外感知单元的监测结果不符合亮灯工作，所述管理子模块调控该所述灯光区域的灯带关闭。

步骤300、利用每个所述管理子模块的指令接收单元接收工作人员的语音指令以远程控制其他所述灯光区域的灯带工作，确认发出语音指令的工作人员身份，利用所述管理子模块的指令发送单元将语音信息转发至所述集成处理系统。

在步骤300中，通过每个所述管理子模块的指令接收单元以及所述管理子模块与集成处理系统的星型拓扑通讯结构，并识别发出语音指令的工作人员身份，实现对其他的所述灯光区域的远程调控操作，具体的实现步骤为：

步骤301、利用所述管理子模块的所述指令接收单元接受工作人员的语音指令，同时识别工作人员的身份；

步骤302、当无法识别工作人员的身份时，则拦截并自动删除所述指令接收单元接受的语音指令；

步骤303、当识别工作人员的身份后，则通过所述管理子模块的所述指令发送单元将语音指令发送到所述集成处理系统。

步骤400、所述集成处理系统接收并解译语音信息，并且根据接收的所述管理子模块的位置确定发出语音指令的工作人员当前位置和身份，同时确定待调控的灯光区域与工作人员当前位置之间的移动路径；

步骤500、所述集成处理系统调控所有管理子模块追踪发出语音指令的工作人员的实时位置，根据所述工作人员的实时位置调控处于移动路径的所述灯光区域的工作。

在步骤400和步骤500中，通过依次调控移动路径的灯光区域工作，以确保每个灯光区域的灯带稳定工作，避免二次控制灯带工作的问题，具体的实现步骤为：

所述集成处理系统根据接收语音指令的所述管理子模块确定所述工作人员的当前位置，并且解译语音指令，确定待调控的灯光区域所在位置，根据工作人员的当前位置和待调控的灯光区域确定工作人员的移动路径；

所述集成处理系统调控所有管理子模块识别该工作人员的身份以确定该工作人员的实时位置，并且所述集成处理系统根据所述工作人员的实时位置依次调控所述移动路径包含的所述灯光区域工作。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。