本发明属于照明，特别是一种全场景分布式智慧照明系统。
背景技术：
1、随着科技的发展，各种照明技术得到了迅速发展，其中以自适应照明和仿生照明作为代表的照明技术得到了各界的广泛关注。自适应照明技术主要是通过光照度传感器感知环境照度值，自动调节灯具亮度，使得环境光照度满足使用要求；仿生照明主要用于全天密闭环境中，例如远航海伦的底层舱室、矿井等环境，使其环境的色温符合自然太阳光，缓解工作人员的视觉疲劳和促进身心健康。然而目前的自适应照明灯具和仿生照明灯具只能根据设定的照度值和色温值控制灯具自身出光的照度值和色温值符合设定要求，并未考虑到灯具之间光照和环境其他光照之间的相互影响，总是使得环境光的照度值和色温值远大于设定值，未达到自适应照明和仿生照明的需求效果。与此同时，随着灯具的长久使用，其在相同的驱动电流或驱动电压下，灯具出光光效也将随着使用时间的增加而降低，这将造成灯具即使根据照度和色温的目标值设置目标驱动电流或电压，也无法使得灯具达到目标照度值和色温值。目前照明灯具缺乏统一的智能控制系统，使得灯具控制需要耗费大量人力，而且无法实时观测到照明灯具的工作状态，无法下发仿生照明亮度和色温的控制曲线、无法监测灯具能耗、无法定位故障灯具和故障照明控制器的位置。
技术实现思路
1、本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种全场景分布式智慧照明系统，实时动态控制调光灯调整led驱动电压，使照度和色温符合设定的目标值。
2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种全场景分布式智慧照明系统，所述系统包括网络交换机、服务器、光环境控制平台，以及多组分别分布于各区域的自适应调光控制子系统，所述自适应调光控制子系统包括照度传感器、色温传感器、调光灯和照明控制器；
3、所述智慧照明系统采用分布式架构，所述光环境控制平台运行于所述服务器中，采用以太网通过所述网络交换机实现与各区域的照明控制器进行互联互通，并采用tcp单播方式实现通信；各区域的所述照明控制器采用以太网通过网络交换机实现与所述调光灯的互联互通，并采用udp组播方式实现通信，实现多个调光灯的同步控制；所述色温传感器和照度传感器接入对应的照明控制器，实现环境色温和照度的获取。
4、进一步地，所述照明控制器包括arm核心板、lcd触控显示屏、两路rs485通信模块、两路第一网络通信模块、第一ac/dc电压转换模块和第一dc/dc电压转换模块；
5、所述arm核心板，用于接收所述照度传感器和色温传感器的数据，通过pid神经网络计算单元处理输出所述调光灯的控制信号，并且接收所述光环境控制平台的控制数据并进行解析；
6、所述lcd触控显示屏，用于显示当前环境的以及设置的照度值和色温值，同时实现本地控制和远程控制模式之间的切换以及色温和照度值的本地设置；
7、所述rs485通信模块，用于实现与照度传感器和色温传感器之间的数据通信；
8、所述第一网络通信模块，用于实现与光环境控制平台和调光灯之间的数据通信；
9、所述第一ac/dc电压转换模块，用于将交流220v转换为直流12v；
10、所述第一dc/dc电压转换模块，用于将直流12v转换为直流5v，为所述arm核心板提供所需电压。
11、进一步地，所述pid神经网络计算单元通过pid神经元网络自适应调光控制算法处理输出所述调光灯的控制信号；
12、所述pid神经元网络自适应调光控制算法，根据照度、色温的目标值yi、yc，以及环境的照度和色温的实测值xi、xc，不断进行自主学习，连续产生调光灯的控制信号zi、zc进行控灯，直至实测值和目标值接近程度达到期望值；其中目标值来源于光环境控制平台或照明控制器本地控制模式下的设置值。
13、进一步地，所述pid神经元网络自适应调光控制算法的结构包括输入层、隐含层和输出层，所述输入层包含目标色温神经元、实测色温神经元、目标照度神经元和实测照度神经元，对应的输入分别为yc、xc、yi、xi；所述隐含层包含色温的积分p神经元、积分i神经元和微分d神经元，以及照度的积分p神经元、积分i神经元和微分d神经元，所述输出层包含照度控制量神经元和色温控制量神经元，输入层与隐含层之间的连接权重为wij，隐含层和输出层之间的连接权重为wjk。
14、进一步地，所述pid神经元网络自适应调光控制算法实现控制调光灯的过程为：
15、获取色温和照度的目标值yi、yc以及实测值xi、xc，作为所述输入层的输入值；
16、根据输入层的输入值和状态函数，计算输入层的输出值，根据输入层的输出值和输入层与隐含层之间的权值wij计算隐含层的输入值；
17、根据隐含层的输入值和积分p神经元的状态函数、积分i神经元的状态函数、微分d神经元的状态函数，分别计算隐含层中积分p神经元、积分i神经元和微分d神经元的输出值；
18、根据隐含层的输出值和隐含层与输出层之间的权值wjk，计算输出层的输入值；
19、根据输出层的输入值和状态函数，计算输入层的输出值zi、zc；
20、更新权值wij和wjk；
21、重复上述计算过程，直至实测值和目标值接近。
22、进一步地，所述调光灯包括mcu控制器、两路led驱动模块、冷暖色双通道灯板、一路第二网络通信模块，第二ac/dc电压转换模块和第二dc/dc电压转换模块；
23、所述mcu控制器，用于接收所述照明控制器的控制数据并进行解析，产生pwm信号控制两路led驱动模块工作；
24、所述led驱动模块，用于根据pwm信号调节led驱动电流，实现亮度和色温的调节；
25、所述冷暖色双通道灯板，用于根据所述led驱动模块输出的led驱动电流，通过冷色和暖色两种灯珠混光实现亮度和色温的调节；
26、所述第二网络通信模块，用于实现照明控制器和调光灯之间的数据通信；
27、所述第二ac/dc电压转换模块，用于将交流220v转换为直流12v；
28、所述第二dc/dc电压转换模块，用于将直流12v转换为直流3v，为所述mcu控制器提供所需电压。
29、进一步地，所述光环境控制平台包括主界面模块、设备管理模块、模式管理模块、能耗管理模块和故障管理模块，所述主界面模块包括设备信息显示子模块、照明控制器和调光灯状态显示子模块以及总体能耗显示子模块，所述设备管理模块包括照明模式下发子模块和自定义照明模式子模块，所述模式管理模块包括通用照明模式设置子模块，所述能耗管理模块包括能耗查询子模块，所述故障管理模块包括故障查询子模块；
30、所述设备信息显示子模块，用于显示所述照明控制器的总数量、在线数量、离线数量和故障数量，以及所述调光灯的总数量、在线数量、离线数量、故障数量、开灯数和关灯数；
31、所述照明控制器和调光灯状态显示子模块，用于图形化显示各照明控制器和调光灯在不同区域的数量和状态；
32、所述总体能耗显示子模块，用于显示实时功率、当日能耗值、日能耗曲线和时能耗曲线；
33、所述照明模式下发子模块，用于选择不同工作模式的仿生照明曲线下发给不同的照明控制器；
34、所述自定义照明模式子模块，用于设置选择的照明控制器特有的仿生照明曲线，并下发给该照明控制器；
35、所述通用照明模式设置子模块，用于设置通用工作模式的仿生照明曲线，并下发给所有照明控制器；
36、所述能耗查询子模块，用于查询不同区域下所有调光灯的能耗曲线；
37、所述故障查询子模块，用于查询故障的设备和调光灯及其所在的区域位置。
38、进一步地，所述色温传感器和照度传感器以rs485通信方式接入照明控制器。
39、进一步地，所述系统的照明过程包括：
40、所述光环境控制平台下发照度和色温曲线至照明控制器；
41、所述照明控制器接收照度和色温曲线；
42、所述照明控制器根据曲线获取当前时刻的照度和色温目标值；
43、所述照明控制器获取色温传感器和照度传感器实时值；
44、将照度和色温的目标值以及实测值传入至pid神经网络计算单元；
45、pid神经网络计算单元输出调光灯控制量至调光灯；
46、调光灯根据控制量调节灯光照度和色温；
47、判断是否达到目标色温和照度值，若是则保持，否则重复上述过程进行往复计算，直至达到目标色温和照度值。
48、本发明与现有技术相比，其显著优点为：
49、(1)本发明设计的全场景分布式智慧照明系统使用场景广泛，可用于密闭的矿井、办公大楼、大型厂房、学校教学楼、大型船舶舱室等。
50、(2)本发明设计全场景分布式智慧照明系统自动化程度高，操作人员在控制室通过光环境控制平台即可实现全区域的灯光控制，查看灯具和控制器的工作状态，快速定位故障灯具和故障照明控制器的位置，便于快速维修，能够快速统计分析各区域的照明能耗。
51、(3)本发明设计的全场景分布式智慧照明系统安全程度高，由于采用分布式架构，各区域的灯具由区域照明控制器独立控制，即使光环境控制平台遭受攻击，照明控制器可快速切换至本地控制模式，管理人员可以通过照明控制器屏幕界面手动设置照明色温和亮度值；与此同时，各区域的照明控制器相互独立，即使一个区域照明控制器出现故障，不影响其他区域照明，而且各灯具之间采用并联控制方式，也相互不影响。
52、(4)本发明设计的自适应调光控制系统将光照度传感器和色温传感器反馈的环境照度和色温实时值以及照明控制器设置的照度和色温目标值，传入内嵌于照明控制器中的pid神经元网络算法，动态学习调整，最终输出控制调光灯的控制量，使得灯具出射的光符合要求，这种基于反馈式pid神经元网络的自适应调光控制方式，可以消除灯具之间光照的互相影响以及灯具长时间使用带来的光效下降问题。
53、(5)本发明设计的调光灯可以实现亮度和色温的双重调节。
54、下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
1.一种全场景分布式智慧照明系统，其特征在于，所述系统包括网络交换机、服务器、光环境控制平台，以及多组分别分布于各区域的自适应调光控制子系统，所述自适应调光控制子系统包括照度传感器、色温传感器、调光灯和照明控制器；
2.根据权利要求1所述的全场景分布式智慧照明系统，其特征在于，所述照明控制器包括arm核心板、lcd触控显示屏、两路rs485通信模块、两路第一网络通信模块、第一ac/dc电压转换模块和第一dc/dc电压转换模块；
3.根据权利要求2所述的全场景分布式智慧照明系统，其特征在于，所述pid神经网络计算单元通过pid神经元网络自适应调光控制算法处理输出所述调光灯的控制信号；
4.根据权利要求3所述的全场景分布式智慧照明系统，其特征在于，所述pid神经元网络自适应调光控制算法的结构包括输入层、隐含层和输出层，所述输入层包含目标色温神经元、实测色温神经元、目标照度神经元和实测照度神经元，对应的输入分别为yc、xc、yi、xi；所述隐含层包含色温的积分p神经元、积分i神经元和微分d神经元，以及照度的积分p神经元、积分i神经元和微分d神经元，所述输出层包含照度控制量神经元和色温控制量神经元，输入层与隐含层之间的连接权重为wij，隐含层和输出层之间的连接权重为wjk。
5.根据权利要求4所述的全场景分布式智慧照明系统，其特征在于，所述pid神经元网络自适应调光控制算法实现控制调光灯的过程为：
6.根据权利要求1所述的全场景分布式智慧照明系统，其特征在于，所述调光灯包括mcu控制器、两路led驱动模块、冷暖色双通道灯板、一路第二网络通信模块，第二ac/dc电压转换模块和第二dc/dc电压转换模块；
7.根据权利要求1所述的全场景分布式智慧照明系统，其特征在于，所述光环境控制平台包括主界面模块、设备管理模块、模式管理模块、能耗管理模块和故障管理模块，所述主界面模块包括设备信息显示子模块、照明控制器和调光灯状态显示子模块以及总体能耗显示子模块，所述设备管理模块包括照明模式下发子模块和自定义照明模式子模块，所述模式管理模块包括通用照明模式设置子模块，所述能耗管理模块包括能耗查询子模块，所述故障管理模块包括故障查询子模块；
8.根据权利要求1所述的全场景分布式智慧照明系统，其特征在于，所述色温传感器和照度传感器以rs485通信方式接入照明控制器。
9.基于权利要求1至8任意一项所述全场景分布式智慧照明系统，其特征在于，所述系统的照明过程包括：
10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至10中任一项所述系统的功能。
