基于自然采光的室內照明控制系統技術方案

本實用新型專利技術公開了一種基于自然采光的室內照明控制系統，該系統包括依次連接的控制器、聚光機構、導光機構和出光機構，以及輸入端與聚光器相連、輸出端連接至控制器的跟蹤機構。其中，所述聚光機構安裝于戶外高處用于接收控制指令，采集垂直射入的太陽光，并傳輸到導光機構中；所述跟蹤機構跟蹤探知太陽位置，并將信號傳輸至控制器；控制器根據接收跟蹤機構采集到的信息，并發送控制指令調整聚光機構的角度；導光機構傳輸聚光器采集的光線至出光機構。采用本實用新型專利技術提高了太陽光的利用率，減少了能源消耗，通過白天利用太陽自動跟蹤系統可以控制太陽光聚光器時刻對準太陽；提高了光線傳輸效率，采用光纖和液芯光導管，減少了光線在傳輸過程中的損耗，適于較遠距離的傳輸。

Indoor lighting control system based on natural lighting

The utility model discloses a natural lighting indoor lighting control system based on the system comprises a controller, focusing mechanism, light guiding mechanism and a mechanism, and the input end and the output end is connected to the condenser is connected, the controller tracking mechanism. Among them, the condensing mechanism is arranged in the outdoor height for receiving control instruction, collection of vertical incoming sunlight, and transmitted to the light guiding mechanism; the tracking mechanism to ascertain the position of the sun tracking, and transfer the signal to the controller; the controller based on the receive tracking mechanism to collect information, and send control instructions to adjust the focusing mechanism angle; light to the light body light guiding mechanism transmission concentrator acquisition. The utility model improves the utilization of solar energy, reduce energy consumption, through the solar automatic tracking system can control the solar concentrator at the moment the sun; improve the light transmission efficiency, using fiber and liquid core light pipe, the reduction of the light in the transmission loss process, suitable for long-distance transmission.

【技術實現步驟摘要】
基于自然采光的室內照明控制系統
本技術涉及照明控制領域，尤其涉及一種基于自然采光的室內照明控制系統。
技術介紹
照明耗能在國家能源消費中所占比例越來越大，隨著土地資源緊張的問題，現在很多建筑的一側處于背陰面，室內光線陰暗，所以即使是白天，很多建筑的房間仍然采用人工照明的方式。而太陽光是最重要的自然光源，具有無限性、普遍性、清潔性、經濟性等優點。光導照明是目前普遍流行的一種新型照明裝置，比較成熟的是利用光導管技術為建筑內部提供照明，采集充足的大自然的太陽光進行白天室內照明。太陽光照角度存在運動規律，在同一天里，太陽從東邊升起，西邊落下，中午12時升至最高點，但是太陽并不是每天都從正東升起，正西落下，在不同的季節里，日出、日落的方向變化較大。盡管太陽光具有其他能源無可比擬的巨大優點，但是利用太陽光還存在一些難點，比如地區間分布不均勻、能量不穩定、存在白天和黑夜。隨著經濟的發展，照明能耗在國家的能源消費中所占比例越來越大，開發利用太陽光照明技術不僅表現在節能上，同時在自然光下人們在心理和生理上感到舒服，有利于身心健康，提高視覺功效，符合人類追求生活質量和生活環境的要求。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是實現節能環保的自然光照明系統，符合太陽運動規律、提高太陽光利用率及傳輸率從而實現室內自然光照明。為解決上述問題，本技術提供了一種基于自然采光的室內照明控制系統，該系統包括依次連接的控制器、聚光機構、導光機構和出光機構，以及輸入端與聚光器相連、輸出端連接至控制器的跟蹤機構；其中，所述聚光機構安裝于戶外高處，用于接收控制指令，采集垂直射入的太陽光，并傳輸到導光機構中；所述跟蹤機構：用于跟蹤探知太陽位置，并將信號傳輸至控制器；所述控制器：用于接收跟蹤機構采集到的信息，并發送控制指令調整聚光機構的角度；所述導光機構：用于傳輸聚光機構中采集到太陽光至出光機構。進一步地，所述聚光機構包括聚光器，以及用于控制聚光器轉動的步進電機和步進電機驅動器。進一步地，所述跟蹤機構包括四個光敏感傳感器，所述四個光敏感傳感器分別置于聚光器入光口的水平、豎直相互對稱的四個位置，用于采集太陽光照強度信息；所述控制器接收到四個方向采集到的太陽光照強度信息的不同，控制聚光機構調整角度，以采集垂直射入的太陽光。進一步地，所述跟蹤機構還包括GPS接收器；所述GPS接收器的輸出端與控制器通過通信協議方式進行數據傳輸，GPS接收器的輸入端用于采集探測點的地理位置信息；所述控制器接收到GPS接收器探測到的地理位置信息，模擬太陽的運動軌跡來控制聚光機構調整角度，以采集垂直射入的太陽光。進一步地，所述聚光器采用菲涅爾透鏡。進一步地，所述導光機構為帶有可見光濾光片的液芯光導管或PMMA光纖。進一步地，所述通信協議為NEMA-0183協議。進一步地，所述控制器采用Atmega168芯片。進一步地，所述出光機構為LED光散射器。本技術的有益效果是：(1)系統結構簡單、清晰；(2)提高了太陽光的利用率，減少了能源消耗，通過白天利用太陽自動跟蹤系統可以控制太陽光聚光器時刻對準太陽；(3)提高了光線傳輸效率，采用光纖和液芯光導管，減少了光線在傳輸過程中的損耗，適于較遠距離的傳輸。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對本技術實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本技術實施例的限定。在附圖中：圖1為本技術的系統結構示意圖。具體實施方式為使本技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本技術作進一步的詳細說明，本技術的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本技術，并不作為對本技術的限定。為實現節能環保的自然光照明系統，符合太陽運動規律、提高太陽光利用率及傳輸率從而實現室內自然光照明，本技術提供了一種基于自然采光的室內照明控制系統，如圖1所示，該系統包括依次連接的控制器、聚光機構、導光機構和出光機構，以及輸入端與聚光器相連、輸出端連接至控制器的跟蹤機構。其中，聚光機構安裝于戶外高處，用于接收控制指令，采集垂直射入的太陽光，并傳輸到導光機構中；跟蹤機構用于跟蹤探知太陽位置，并將信號傳輸至控制器；控制器用于接收跟蹤機構采集到的信息，并發送控制指令調整聚光機構的角度，控制器可采用Atmega168芯片；導光機構用于傳輸光線；出光機構用于輸出采集的太陽光線，可以采用采用LED光散射器。具體實施方式如下：所述聚光機構安裝于戶外高處，用于接收控制指令，采集戶外太陽光進行聚焦，并傳輸到導光機構中。聚光機構包括聚光器，以及用于控制聚光器轉動的步進電機和步進電機驅動器。聚光器盡可能地采集戶外的太陽光，將這些光進行聚焦，然后光線進入系統的傳光部分中。為了有效采集太陽光，聚光器采用聚光比高的菲涅爾透鏡。只有太陽光垂直照射聚光器的表面，聚光器才可能采集最多的太陽光線，而太陽在天空的軌跡是時刻發生變化的，所以要實現聚光器接收太陽光線的垂直照射，必須使用跟蹤機構。在聚光器上設置跟蹤機構，用于跟蹤探知太陽位置，并將信號傳輸至控制器。跟蹤機構包括四個光敏感傳感器，所述四個光敏感傳感器分別置于聚光器的入光口水平、豎直相互對稱的四個位置，用于采集太陽光照強度信息，控制器接收到四個方向采集到的太陽光照強度信息的不同，控制聚光機構調整角度。當太陽光垂直入射的時候，四個光敏感傳感器接收到光強相同，輸出的信號也相同；當太陽光傾斜入射的時候，聚光器對稱兩邊的光敏感傳感器接收到的光強不同，控制器根據對稱光敏感傳感器的輸出不同，控制進步點擊左右、或者俯仰轉動適當的角度，直到太陽光垂直入射在聚光器表面為止。天氣晴朗、光照很好的時候，可以采用光敏感傳感器進行探測太陽的位置，調節聚光器的角度，但是如果天氣陰暗、光照很弱的時候，采用光敏感傳感器則不能有效的探測太陽的位置。此時，可以采用GPS接收器進行探測，GPS接收器的輸出端與控制器通過NEMA-0183通信協議方式進行數據傳輸，GPS接收器的輸入端用于采集探測點的地理位置信息：如經緯度、年月日時分秒信息，控制器根據這些信息提前計算出太陽的高度、方位角，然后控制步進電機轉動聚光器對準太陽，實現太陽的準確跟蹤。采集到太陽光后，需要導光機構，在濾除陽光中紅外、紫外線部分后，把光線中的可見光部分傳到是室內需要照明的地方。太陽光經過菲涅爾透鏡聚焦后，導光機構可以采用帶有可見光濾光片的液芯光導管或PMMA光纖，不僅可以濾除掉陽光中的紅外線、紫外線部分，保留其中的可見光部分，還可以減少光在傳輸中的損耗。以上所述的具體實施方式，對本技術的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本技術的具體實施方式而已，并不用于限定本技術的保護范圍，凡在本技術的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于自然采光的室內照明控制系統，其特征在于：包括依次連接的控制器、聚光機構、導光機構和出光機構，以及輸入端與聚光機構相連、輸出端連接至控制器的跟蹤機構；其中，所述聚光機構安裝于戶外高處，用于接收控制指令，采集垂直射入的太陽光，并傳輸到導光機構中；所述跟蹤機構：用于跟蹤探知太陽位置，并將信號傳輸至控制器；所述控制器：用于接收跟蹤機構采集到的信息，并發送控制指令調整聚光機構的角度；所述導光機構：用于傳輸聚光機構中采集到太陽光至出光機構。

【技術特征摘要】
1.一種基于自然采光的室內照明控制系統，其特征在于：包括依次連接的控制器、聚光機構、導光機構和出光機構，以及輸入端與聚光機構相連、輸出端連接至控制器的跟蹤機構；其中，所述聚光機構安裝于戶外高處，用于接收控制指令，采集垂直射入的太陽光，并傳輸到導光機構中；所述跟蹤機構：用于跟蹤探知太陽位置，并將信號傳輸至控制器；所述控制器：用于接收跟蹤機構采集到的信息，并發送控制指令調整聚光機構的角度；所述導光機構：用于傳輸聚光機構中采集到太陽光至出光機構。2.根據權利要求1所述的基于自然采光的室內照明控制系統，其特征在于：所述聚光機構包括聚光器，以及用于控制聚光器轉動的步進電機和步進電機驅動器。3.根據權利要求1或2所述的基于自然采光的室內照明控制系統，其特征在于：所述跟蹤機構包括四個光敏感傳感器，所述四個光敏感傳感器分別置于聚光器入光口的水平、豎直相互對稱的四個位置，用于采集太陽光照強度信息；所述控制器接收到四個方向采集到的太陽光照強度信息的不同，控制聚光機構調整角度，以采集...

【專利技術屬性】
技術研發人員：任岳，
申請(專利權)人：重慶漢岳科技發展有限公司，
類型：新型
國別省市：重慶,50