一种船用舱室照明控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船用舱室照明控制系统，包括显控单元、舱室灯光分控器、照明场景控制器、时间自适应控制器、亮度、色温和颜色调节器、调光驱动控制电路、LED模组和舱室灯光集中控制器，舱室照明灯光能根据环境及人员活动场景需要进行设定，并在特定的控制模式中实现灯光随人体生理节律的同步匹配变化；通过照明控制系统驱动LED模组实现舱室的照明、图片显示和视频显示功能；通过控制系统实现船舶舱室照明线路和灯点的状态监测，并能进行模块化扩展和集中监控。

A lighting control system for marine cabin

【技术实现步骤摘要】
一种船用舱室照明控制系统
本专利技术属于船舶照明系统设计
，尤其涉及一种船用舱室照明控制系统。
技术介绍
船舶照明是以满足船员工作和生活等需要为目的而设立的。为实现这一目标，船舶照明系统一方面需要给周围的对象以适宜的光分布，使人员通过视觉正确识别欲知的对象和确切的了解自身所处的环境状况；另一方面船舶照明系统需要创造满足船员生理和心理需求的室内空间灯光环境，使人从精神上感到愉悦，进而提升工作效率和起居舒适度。但从以上两点需求分析，目前船舶舱内照明设计还存在一定不足：1.船舶上因受空间所限，大量舱室存在着多种功能需求，如:餐厅主要功能除就餐外，还可以兼作会议室、学习室和娱乐室；会议室除用于会商外，还可以兼作学习室；住室除用于人员休息外，还可以兼做活动室等。而大量人因工效试验研究表明，人们长期在固定光环境下工作会导致感官灵敏度下降和生产力降低，因此在具有多重使用功能的船舶舱室，应根据人员所处环境提供相匹配的照明灯光。但传统船舶舱室照明主要采用白炽灯、荧光灯等固定光色光源，无法根据舱室功能特点对灯光进行适时调整，因此针对船舶舱室多种功能设计一种可以实现不同灯光效果的照明控制系统成为一种需求。2.船舶上因受总体布置所限，多数舱室无法自然采光。在完全依赖人工固定光色光源的长途航行生活中，如果船员长期处于远离露天部位的舱室，容易患上“现代建筑综合症”。产生上述现象的主要原因之一就是人员长期感受不到光线的自然变化，导致荷尔蒙和褪黑激素等影响人员生理节律感受的生物因素被抑制，因而使人体生理节律失衡。而在船舶上营造一种符合人体生理节律变化的照明灯光可弥补一般固定光色照明中缺失的部分功能，所以借助一种船用舱室照明控制系统实现健康照明的控制策略也成为一个迫切需要。此外，传统船舶舱室照明线路主要采用机械式开关控制，特别是大型船舶舱室数量可能多达上千个，船员不仅无法实时掌握各舱室内的照明线路开关状态，同时也不易察觉和定位故障线路或灯具，造成了传统船舶照明系统的监测功能往往仅停留在上级配电系统，而无法实时掌控下级各舱室线路及灯具的状态。因此对船舶舱室照明系统的全面集中监测和控制也是目前一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种船用舱室照明控制系统，舱室照明灯光能根据环境及人员活动场景需要进行设定，并在特定的控制模式中实现灯光随人体生理节律的同步匹配变化；通过照明控制系统驱动LED模组实现舱室的照明、图片显示和视频显示功能；通过控制系统实现船舶舱室照明线路和灯点的状态监测，并能进行模块化扩展和集中监控。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种船用舱室照明控制系统，包括显控单元、舱室灯光分控器、照明场景控制器、时间自适应控制器、亮度、色温和颜色调节器、调光驱动控制电路、LED模组和舱室灯光集中控制器，显控单元和舱室灯光集中控制器输出至舱室灯光分控器，舱室灯光分控器输出至亮度、色温和颜色调节器，亮度、色温和颜色调节器输出至调光驱动控制电路，调光驱动控制电路最后输出至LED模组，形成整个控制系统；显控单元是整个舱室照明控制系统的输入输出界面，操作人员通过显控单元观察、设定受控舱室的照明状态；舱室灯光分控器存储有若干种预设的舱室照明控制策略，并根据用户在显控单元的设定将控制策略发送至下级的亮度、色温和颜色调节器，其中舱室灯光分控器包含照明场景控制器和时间自适应控制器两型控制器：照明场景控制器存储有不同类型舱室的固定灯光组合，用以实现不同使用环境下对应的光色效果；时间自适应控制器根据用户需求，以时间轴为单位，按不同帧速自动对受控LED模组的亮度、色温和颜色进行调节，实现灯光效果的动态变化；亮度、色温和颜色调节器用于将舱室灯光分控器的控制策略分解为调节灯具亮度、色温和颜色所需的电控信号，并将信号输出到调光驱动控制电路，调光驱动控制电路控制LED模组,实现灯光颜色的控制和输出；舱室灯光集中控制器通过通信接口连接至舱室灯光分控器，对系统中各舱室灯光分控器的运行状态进行采集、监视和管理。并通过调试接口对整个系统的运行和构架进行修改。按上述技术方案，显控单元提供舱室照明监测数据图形化显示和人机输入操作界面，将舱室灯光分控器采集的数据通过文字、数字、图形方式展示给用户，并响应用户输入操作和控制操作。保证前台人机交互与后台功能接口连续性。按上述技术方案，照明场景控制器对场景下各灯具的状态进行配置并保存，照明场景控制器可支持修改、新增、保存和删除编辑功能。按上述技术方案，舱室灯光分控器设有调试接口，可根据需要对存贮在照明场景控制器和时间自适应控制器的场景逻辑和控制策略进行调试和修改。按上述技术方案，时间自适应控制器运行时以时间轴为单位，自动对不同时间点时的灯光状态进行调整，根据需要可对不同时间段内灯具状态进行配置和保存，并支持时段修改、显示帧速修改和灯光状态修改，时间自适应控制器存储有根据船舶典型舱室照明人机工效学试验数据设定而成的符合人体生理节律的照明灯光控制策略。按上述技术方案，显控单元还设有硬线开关，在通信控制失效时直接控制灯具开闭。按上述技术方案，调光驱动控制电路采用PWM、恒流或恒压等驱动方式控制LED模组。按上述技术方案，亮度、色温和颜色调节器通过控制LED模组的单个或多个LED单色光源的发光比例，实现灯具亮度、色温和颜色的调节。按上述技术方案，调光驱动控制电路采用数字寻址照明接口，每一LED模组的LED单色光源对应唯一的地址接口。因此同一通信线路上灯具的设定状态可以相互独立不受影响。LED模组采用单个或多个LED单色光源，通过对不同LED单色光源的排布、组合和发光帧速设定，可以使灯具集合多种功能，如照明、图片显示、视频显示。按上述技术方案，灯光集中控制器可以对下属线路上所有的舱室灯光分控器发送控制指令，并将舱室灯光分控器反馈的实时运行数据并加以显示和存储；当系统设备发生通信或运行故障时进行显示、定位和报警；灯光集中控制器通过组网可模块化扩展舱室灯光分控器，实现不同范围和层级的系统灯光控制。本专利技术产生的有益效果是：(1)本专利技术的技术优点：1.本系统的LED模组集合多种功能灯光功能，如：LED模组在白光状态下可以作为舱室主照明灯；在红光状态下又可以作为夜灯；采用RGB的LED单色光源组合工作时可以用作彩灯、显示图片或播放视频。一灯多用，集成度高，能显著减少照明设备对整个系统的资源消耗。(2)本专利技术根据在典型舱室中开展人机照明工效学试验的研究成果，将舱室照明的动态光色变化和人体正常作息的生理节律变化相结合，形成了自动调光控制的健康照明光色。(3)本专利技术在驱动设计上引入数字寻址照明接口，使同一控制线路上的灯光状态可相互独立互不干扰，既方便了人员对灯具的集中监控和管理，又有效减少了传统照明线路的模拟开关控制接口和线缆，解决了传统照明灯具线路状态不易监控，故障照明设备定位及维护保养繁琐的难题。(4)本专利技术中的控制系统利用舱室灯光分控制器进行模块化扩展和组网，可以应用在不同大小和类型的船舶舱室照明系统设计中，具有较广泛的适用性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船用舱室照明控制系统，其特征在于，包括显控单元、舱室灯光分控器、照明场景控制器、时间自适应控制器、亮度、色温和颜色调节器、调光驱动控制电路、LED模组和舱室灯光集中控制器，显控单元和舱室灯光集中控制器输出至舱室灯光分控器，舱室灯光分控器输出至亮度、色温和颜色调节器，亮度、色温和颜色调节器输出至调光驱动控制电路，调光驱动控制电路最后输出至LED模组，形成整个控制系统；显控单元是整个舱室照明控制系统的输入输出界面，操作人员通过显控单元观察、设定受控舱室的照明状态；舱室灯光分控器存储有若干种预设的舱室照明控制策略，并根据用户在显控单元的设定将控制策略发送至下级的亮度、色温和颜色调节器，其中舱室灯光分控器包含照明场景控制器和时间自适应控制器两型控制器：照明场景控制器存储有不同类型舱室的固定灯光组合，用以实现不同使用环境下对应的光色效果；时间自适应控制器根据用户需求，以时间轴为单位，按不同帧速自动对受控LED模组的亮度、色温和颜色进行调节，实现灯光效果的动态变化；亮度、色温和颜色调节器用于将舱室灯光分控器的控制策略分解为调节灯具亮度、色温和颜色所需的电控信号，并将信号输出到调光驱动控制电路，调光驱动控制电路控制LED模组,实现灯光颜色的控制和输出；舱室灯光集中控制器通过通信接口连接至舱室灯光分控器，对系统中各舱室灯光分控器的运行状态进行采集、监视和管理。/n...

【技术特征摘要】
1.一种船用舱室照明控制系统，其特征在于，包括显控单元、舱室灯光分控器、照明场景控制器、时间自适应控制器、亮度、色温和颜色调节器、调光驱动控制电路、LED模组和舱室灯光集中控制器，显控单元和舱室灯光集中控制器输出至舱室灯光分控器，舱室灯光分控器输出至亮度、色温和颜色调节器，亮度、色温和颜色调节器输出至调光驱动控制电路，调光驱动控制电路最后输出至LED模组，形成整个控制系统；显控单元是整个舱室照明控制系统的输入输出界面，操作人员通过显控单元观察、设定受控舱室的照明状态；舱室灯光分控器存储有若干种预设的舱室照明控制策略，并根据用户在显控单元的设定将控制策略发送至下级的亮度、色温和颜色调节器，其中舱室灯光分控器包含照明场景控制器和时间自适应控制器两型控制器：照明场景控制器存储有不同类型舱室的固定灯光组合，用以实现不同使用环境下对应的光色效果；时间自适应控制器根据用户需求，以时间轴为单位，按不同帧速自动对受控LED模组的亮度、色温和颜色进行调节，实现灯光效果的动态变化；亮度、色温和颜色调节器用于将舱室灯光分控器的控制策略分解为调节灯具亮度、色温和颜色所需的电控信号，并将信号输出到调光驱动控制电路，调光驱动控制电路控制LED模组,实现灯光颜色的控制和输出；舱室灯光集中控制器通过通信接口连接至舱室灯光分控器，对系统中各舱室灯光分控器的运行状态进行采集、监视和管理。


2.根据权利要求1所述的船用舱室照明控制系统，其特征在于，显控单元提供舱室照明监测数据图形化显示和人机输入操作界面，将舱室灯光分控器采集的数据通过文字、数字、图形方式展示给用户，并响应用户输入操作和控制操作。


3.根据权利要求1或2所述的船用舱室照明控制系统，其特征在于，照明场景控制器对场景下各灯具的状态进行配置并保存，照明场景控制器可支持修改、新增、保存和删...

【专利技术属性】
技术研发人员：李乐，王伟，王毓蓉，文香稳，张祥，黄敬，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：湖北;42