本發(fā)明涉及智能照明控制，具體為應(yīng)用于文旅景觀的環(huán)境適應(yīng)性照明控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著文旅產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，景區(qū)的照明系統(tǒng)對(duì)于提升旅游體驗(yàn)和保障游客安全起著至關(guān)重要的作用。然而，現(xiàn)有照明系統(tǒng)多采用固定模式，缺乏靈活性和智能性。這些系統(tǒng)通常無(wú)法根據(jù)環(huán)境變化（如天氣、時(shí)間、季節(jié)）或游客行為（如游客流量和分布）進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。結(jié)果，導(dǎo)致了能源的浪費(fèi)和照明效果的不理想，有時(shí)甚至?xí)绊懹慰偷捏w驗(yàn)和景區(qū)的運(yùn)營(yíng)效率；

2、技術(shù)的進(jìn)步，特別是物聯(lián)網(wǎng)（iot）、大數(shù)據(jù)、人工智能（ai）和無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展，為智能照明控制系統(tǒng)的創(chuàng)新提供了可能，現(xiàn)代文旅景區(qū)越來(lái)越需要一個(gè)能夠自動(dòng)適應(yīng)環(huán)境變化和游客需求的照明控制系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)可以提高能源使用效率，降低運(yùn)營(yíng)成本，并增強(qiáng)游客的滿意度。此外，隨著可持續(xù)發(fā)展理念的普及，環(huán)境適應(yīng)性照明控制系統(tǒng)不僅有助于節(jié)能減排，也是實(shí)現(xiàn)綠色旅游的重要手段。

3、為了解決上述缺陷，現(xiàn)提供技術(shù)方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)文旅景觀照明系統(tǒng)缺乏智能調(diào)節(jié)能力、能源浪費(fèi)和無(wú)法滿足動(dòng)態(tài)照明需求的問(wèn)題，而提出應(yīng)用于文旅景觀的環(huán)境適應(yīng)性照明控制系統(tǒng)。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、應(yīng)用于文旅景觀的環(huán)境適應(yīng)性照明控制系統(tǒng)，包括；

4、照明點(diǎn)數(shù)據(jù)采集模塊，用于獲取景區(qū)內(nèi)所有照明點(diǎn)的位置和狀態(tài)信息，具體過(guò)程如下：

5、識(shí)別并記錄景區(qū)內(nèi)所有照明設(shè)備的類型、數(shù)量和位置，并為每個(gè)照明點(diǎn)分配唯一標(biāo)識(shí)符；在每個(gè)照明點(diǎn)安裝傳感器以監(jiān)測(cè)亮度、色溫和能耗狀態(tài)，同時(shí)安裝通信模塊用于數(shù)據(jù)傳輸；

6、確保所有照明點(diǎn)的傳感器和通信模塊使用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)；通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)收集照明點(diǎn)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、亮度、色溫和能耗數(shù)據(jù)；利用無(wú)線通信技術(shù)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送至中央處理系統(tǒng)或云平臺(tái)，定期或按需同步照明點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和準(zhǔn)確性；

7、區(qū)域劃分模塊，根據(jù)照明點(diǎn)分布將景區(qū)劃分為若干個(gè)區(qū)域，具體步驟如下：

8、收集照明點(diǎn)的位置、類型、數(shù)量和屬性，以及景區(qū)的功能區(qū)域和游客流量數(shù)據(jù)，運(yùn)用gis技術(shù)識(shí)別景區(qū)的自然邊界和區(qū)域特性，依據(jù)照明點(diǎn)分布和景區(qū)功能，進(jìn)行初步區(qū)域劃分；

9、為每個(gè)區(qū)域設(shè)定照明需求，包括亮度、色溫和使用頻率，分析地理位置、功能需求、游客行為和環(huán)境因素，細(xì)化區(qū)域劃分，根據(jù)季節(jié)、特殊事件和游客流量變化，調(diào)整區(qū)域劃分；應(yīng)用聚類算法和機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別照明點(diǎn)的相似性和差異性，優(yōu)化區(qū)域劃分；

10、使用照明模擬軟件測(cè)試區(qū)域劃分的照明效果，利用可視化工具展示區(qū)域劃分結(jié)果；

11、使用情況監(jiān)測(cè)模塊，監(jiān)測(cè)每個(gè)區(qū)域照明點(diǎn)的使用頻率和時(shí)長(zhǎng)；

12、游客分布監(jiān)測(cè)模塊，監(jiān)測(cè)游客在景區(qū)內(nèi)的時(shí)間位置分布；

13、數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊，綜合分析照明點(diǎn)使用情況和游客分布，預(yù)測(cè)不同區(qū)域照明點(diǎn)的使用習(xí)慣；

14、智能控制模塊，根據(jù)分析和預(yù)測(cè)結(jié)果自動(dòng)調(diào)整照明開(kāi)關(guān)狀態(tài)；

15、用戶反饋收集模塊，設(shè)置在景區(qū)的每個(gè)區(qū)域，用于收集用戶對(duì)照明效果的反饋；

16、自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊，根據(jù)用戶反饋和數(shù)據(jù)分析結(jié)果自動(dòng)調(diào)整照明參數(shù)。

17、進(jìn)一步的，所述照明點(diǎn)數(shù)據(jù)采集模塊中確保所有照明點(diǎn)的數(shù)據(jù)接口遵循統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程如下：

18、制定一套適用于所有照明點(diǎn)的通信協(xié)議，確保數(shù)據(jù)格式和傳輸方式的一致性；

19、設(shè)計(jì)統(tǒng)一的api接口規(guī)范，包括請(qǐng)求和響應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、編碼方式及接口調(diào)用權(quán)限，用于支持不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交換和集成；

20、確保所有照明點(diǎn)使用的傳感器和通信模塊遵循統(tǒng)一的硬件接口標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)軟件抽象層，為不同的硬件和通信協(xié)議提供統(tǒng)一的軟件接口，隱藏底層實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)和維護(hù)工作，構(gòu)建數(shù)據(jù)集成平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)不同照明點(diǎn)數(shù)據(jù)的集中管理和處理；

21、提供數(shù)據(jù)的統(tǒng)一視圖和訪問(wèn)接口，建立標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試流程，對(duì)所有照明點(diǎn)的數(shù)據(jù)接口進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證，確保其符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的要求。

22、進(jìn)一步的，所述照明點(diǎn)數(shù)據(jù)采集模塊中定期或按需同步照明點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)的過(guò)程如下：

23、確定數(shù)據(jù)使用方的需求，獲取不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的要求，評(píng)估照明控制系統(tǒng)的處理能力，包括數(shù)據(jù)采集、處理和通信的速度；

24、分析照明點(diǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)變化的頻率和模式、數(shù)據(jù)同步對(duì)能源消耗和系統(tǒng)資源的影響，及產(chǎn)生的成本；

25、利用數(shù)據(jù)分析和預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)照明使用模式，為同步頻率提供依據(jù)；

26、在實(shí)際環(huán)境中測(cè)試不同的同步頻率，評(píng)估對(duì)系統(tǒng)性能的影響，并進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，使系統(tǒng)能夠根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控和預(yù)測(cè)結(jié)果自動(dòng)調(diào)整數(shù)據(jù)同步頻率；

27、在滿足需求的前提下，減少同步頻率，降低系統(tǒng)負(fù)擔(dān)和成本，制定數(shù)據(jù)同步的標(biāo)準(zhǔn)操作程序，明確同步的觸發(fā)條件和執(zhí)行步驟。

28、進(jìn)一步的，所述區(qū)域劃分模塊中應(yīng)用聚類算法和機(jī)器學(xué)習(xí)識(shí)別照明點(diǎn)的相似性和差異性優(yōu)化區(qū)域劃分的具體操作步驟如下：

29、收集所有照明點(diǎn)的屬性數(shù)據(jù)，從收集的數(shù)據(jù)中選擇有助于聚類的特征，包括經(jīng)緯度坐標(biāo)、亮度范圍及使用頻率，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化或歸一化處理，以消除不同量綱的影響；

30、定義相似性度量方法，根據(jù)數(shù)據(jù)特性選擇對(duì)應(yīng)的聚類算法，使用如肘部法則及輪廓系數(shù)方法確定最佳的聚類數(shù)目；

31、對(duì)于基于距離的聚類算法，相似性閾值通過(guò)算法參數(shù)來(lái)設(shè)定；

32、對(duì)于基于密度的聚類算法，相似性通過(guò)密度閾值來(lái)設(shè)定；

33、使用選定的聚類算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，得到初始的聚類結(jié)果，使用輪廓系數(shù)及davies-bouldin指數(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)聚類結(jié)果進(jìn)行評(píng)估；

34、根據(jù)評(píng)估結(jié)果調(diào)整相似性閾值，重新訓(xùn)練模型，直至聚類效果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；

35、通過(guò)調(diào)整參數(shù)及使用不同的初始化方法對(duì)聚類算法進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)用多種聚類算法，比較不同聚類算法的性能，選擇最佳算法；

36、分析各個(gè)特征對(duì)聚類結(jié)果的影響，并根據(jù)分析結(jié)果返回進(jìn)行特征選擇或工程，使用散點(diǎn)圖及熱圖的可視化手段展示聚類結(jié)果，建立動(dòng)態(tài)更新機(jī)制，定期或根據(jù)數(shù)據(jù)變化重新進(jìn)行聚類分析。

37、進(jìn)一步的，所述數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊，結(jié)合分析照明點(diǎn)使用情況和游客分布，預(yù)測(cè)不同區(qū)域照明點(diǎn)的使用習(xí)慣的具體操作步驟如下：

38、整合游客分布和照明點(diǎn)使用情況數(shù)據(jù)，清洗數(shù)據(jù)，移除異常值和噪聲；

39、提取關(guān)鍵特征，包括時(shí)間戳、位置坐標(biāo)、使用頻率和能耗；

40、應(yīng)用統(tǒng)計(jì)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析游客和照明使用模式，探索游客分布與照明需求之間的關(guān)聯(lián)，識(shí)別游客流量和照明使用的周期性模式；

41、開(kāi)發(fā)時(shí)間序列、分類和聚類預(yù)測(cè)模型，使用歷史數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，并通過(guò)交叉驗(yàn)證評(píng)估準(zhǔn)確性；

42、利用預(yù)測(cè)模型模擬不同場(chǎng)景，評(píng)估照明需求，提供基于分析的照明控制建議，包括開(kāi)關(guān)時(shí)間、亮度和色溫調(diào)整。

43、進(jìn)一步的，所述智能控制模塊根據(jù)分析和預(yù)測(cè)結(jié)果自動(dòng)調(diào)整照明開(kāi)關(guān)狀態(tài)的具體操作步驟如下：

44、從數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊獲取游客分布和照明使用情況，根據(jù)分析結(jié)果，制定或更新照明的開(kāi)關(guān)時(shí)間和分布策略；

45、識(shí)別當(dāng)前照明需求場(chǎng)景，包括白天、夜晚、高峰時(shí)段和特殊事件，生成并調(diào)度具體的照明控制命令，確保按計(jì)劃執(zhí)行；

46、通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)向照明設(shè)備發(fā)送控制命令，實(shí)時(shí)監(jiān)控照明設(shè)備狀態(tài)，根據(jù)反饋進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整；

47、優(yōu)化照明控制以減少能源消耗；

48、監(jiān)測(cè)并處理照明控制過(guò)程中的異常，記錄命令執(zhí)行情況；

49、定期評(píng)估照明控制效果，包括能源節(jié)約和用戶滿意度；

50、生成控制執(zhí)行報(bào)告，收集反饋，持續(xù)優(yōu)化控制策略，建立反饋循環(huán)機(jī)制，將評(píng)估和反饋重新輸入分析與預(yù)測(cè)模塊。

51、進(jìn)一步的，所述智能控制模塊優(yōu)化照明控制以減少能源消耗的過(guò)程如下：

52、獲取集的照明使用數(shù)據(jù)和游客分布數(shù)據(jù)，利用光傳感器監(jiān)測(cè)環(huán)境光線水平；

53、分析不同區(qū)域和時(shí)間段的照明需求，確定照明的最低和中等亮度水平；

54、根據(jù)游客密度、環(huán)境光強(qiáng)度和時(shí)間設(shè)定照明強(qiáng)度的閾值；

55、利用智能控制算法根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和預(yù)設(shè)閾值自動(dòng)調(diào)節(jié)照明；結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)模型預(yù)測(cè)游客流量和照明需求；

56、在游客少于預(yù)設(shè)閾值數(shù)量或無(wú)人的區(qū)域?qū)嵤┕?jié)能模式，包括降低亮度及使用定時(shí)器或感應(yīng)器控制照明；

57、使用照明模擬軟件測(cè)試不同的控制策略和閾值設(shè)置，評(píng)估節(jié)能效果，實(shí)時(shí)監(jiān)控照明系統(tǒng)的性能和游客分布，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整閾值；

58、定期監(jiān)測(cè)照明系統(tǒng)的能耗，評(píng)估節(jié)能措施的效果；

59、制定照明控制的標(biāo)準(zhǔn)操作程序，包括閾值設(shè)置和調(diào)整流程；

60、記錄照明控制的調(diào)整和能耗數(shù)據(jù)，并生成節(jié)能報(bào)告。

61、進(jìn)一步的，所述智能控制模塊定期評(píng)估照明控制效果的具體操作步驟如下：

62、通過(guò)照評(píng)參數(shù)進(jìn)行綜合分析，其中照評(píng)參數(shù)包括：

63、能源消耗量：測(cè)量設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的總電能消耗；

64、節(jié)能效率：對(duì)比實(shí)施照明控制前后的能源消耗差異，以百分比表示節(jié)能效果；

65、照度水平：測(cè)量對(duì)應(yīng)區(qū)域的平均光照強(qiáng)度；

66、照明強(qiáng)度調(diào)整次數(shù)：在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，記錄照明強(qiáng)度調(diào)整頻率；

67、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)：監(jiān)控照明設(shè)備的故障率；

68、游客滿意度：通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷或反饋機(jī)制收集游客對(duì)照明的滿意度評(píng)分；

69、照明覆蓋率：照明設(shè)備覆蓋的區(qū)域占景區(qū)總面積的百分比；

70、將得到的總電能消耗、節(jié)能效率、平均光照強(qiáng)度、照明強(qiáng)度調(diào)整頻率、故障率、滿意度評(píng)分及照明覆蓋率分別標(biāo)定為zh、jx、pg、zt、gp、mp及fg，歸一化處理后代入以下公式：以得到效評(píng)值xpz，式中分別為總電能消耗、節(jié)能效率、平均光照強(qiáng)度、照明強(qiáng)度調(diào)整頻率、故障率、滿意度評(píng)分及照明覆蓋率的預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)；并將得到的效評(píng)值作為最終衡量照明控制效果的標(biāo)準(zhǔn)；

71、根據(jù)效評(píng)值設(shè)定不同的效果等級(jí)區(qū)間，將效評(píng)值與預(yù)設(shè)的效評(píng)值區(qū)間進(jìn)行比對(duì)，確定當(dāng)前照明控制的效果等級(jí)；

72、若評(píng)估結(jié)果未達(dá)到預(yù)期等級(jí)，分析各參數(shù)的表現(xiàn)，識(shí)別低于標(biāo)準(zhǔn)值的參數(shù)；

73、根據(jù)分析結(jié)果，制定定向優(yōu)化策略，執(zhí)行優(yōu)化策略，并監(jiān)控效果，將評(píng)估結(jié)果和優(yōu)化措施的反饋輸入到數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊，形成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)。

74、進(jìn)一步的，所述用戶反饋收集模塊收集用戶對(duì)照明效果的反饋的具體操作步驟如下：

75、明確需要收集的反饋類型，包括照明亮度、色溫和開(kāi)關(guān)狀態(tài)，在景區(qū)關(guān)鍵區(qū)域安裝交互式反饋設(shè)備，包括觸摸屏、二維碼和移動(dòng)應(yīng)用入口；

76、創(chuàng)建用戶反饋界面和流程，簡(jiǎn)化反饋過(guò)程，通過(guò)設(shè)備收集用戶位置、反饋內(nèi)容和時(shí)間戳；

77、使用安全的通信技術(shù)將數(shù)據(jù)傳輸至中央系統(tǒng)，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)索引，分析反饋數(shù)據(jù)，識(shí)別問(wèn)題和用戶偏好；

78、根據(jù)反饋，制定即時(shí)調(diào)整和長(zhǎng)期改進(jìn)措施，將用戶反饋納入智能控制模塊，影響照明控制決策；

79、整合線上線下反饋渠道，提供多樣化反饋方式，設(shè)計(jì)積分獎(jiǎng)勵(lì)的激勵(lì)措施，鼓勵(lì)用戶參與反饋。

80、進(jìn)一步的，所述自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊根據(jù)用戶反饋和數(shù)據(jù)分析結(jié)果自動(dòng)調(diào)整照明參數(shù)的具體操作步驟如下：

81、接收數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊的結(jié)果及用戶反饋數(shù)據(jù)，確定可調(diào)節(jié)的照明參數(shù)，包括亮度、色溫和開(kāi)關(guān)時(shí)間；

82、開(kāi)發(fā)算法自動(dòng)調(diào)整照明參數(shù)以適應(yīng)不同場(chǎng)景，根據(jù)數(shù)據(jù)和反饋，制定并生成照明調(diào)節(jié)命令；

83、通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送命令，實(shí)時(shí)調(diào)整照明系統(tǒng)，收集調(diào)整后的效果，用于優(yōu)化控制策略；

84、監(jiān)控調(diào)節(jié)過(guò)程，處理任何異常情況，收集用戶對(duì)照明效果的滿意度反饋，分析調(diào)節(jié)措施對(duì)能源消耗的影響；

85、記錄調(diào)節(jié)活動(dòng)細(xì)節(jié)，生成包含節(jié)能數(shù)據(jù)和用戶反饋的報(bào)告；根據(jù)新數(shù)據(jù)和反饋不斷優(yōu)化調(diào)節(jié)策略。

86、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

87、本發(fā)明，通過(guò)集成先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集、區(qū)域劃分、使用情況監(jiān)測(cè)、游客分布監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)分析與預(yù)測(cè)模塊，顯著提升了照明系統(tǒng)的智能化水平，系統(tǒng)能夠自動(dòng)根據(jù)環(huán)境變化和游客行為模式進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)照明的優(yōu)化配置和精確控制，從而確保了照明效果與文旅景觀的實(shí)際需求高度匹配；

88、本發(fā)明，通過(guò)智能控制模塊和自適應(yīng)調(diào)節(jié)模塊，能夠大幅度降低不必要的能源消耗，會(huì)根據(jù)游客分布和照明使用情況，自動(dòng)調(diào)節(jié)照明強(qiáng)度和開(kāi)關(guān)狀態(tài)，尤其在游客稀少的區(qū)域?qū)嵤┕?jié)能模式，有效減少能源浪費(fèi)，定期的能耗監(jiān)測(cè)和評(píng)估為照明控制提供了數(shù)據(jù)支持，確保了節(jié)能措施的持續(xù)優(yōu)化和成本效益的最大化；

89、本發(fā)明，還包括用戶反饋收集模塊，允許游客直接參與照明效果的評(píng)價(jià)和建議，使照明控制系統(tǒng)更加人性化和響應(yīng)用戶需求，這種反饋機(jī)制不僅提升了游客的滿意度，也為系統(tǒng)的持續(xù)改進(jìn)提供了寶貴數(shù)據(jù)，綜合考慮環(huán)境因素、用戶行為和節(jié)能目標(biāo)，本發(fā)明的系統(tǒng)展現(xiàn)了良好的可持續(xù)性，為文旅景觀的長(zhǎng)期發(fā)展提供了有力支持。