CN102164436A - 基于可见光通信接收机的自适应照明系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于可见光通信接收机的自适应照明系统。可见光通信系统的光接收机在接收数据的同时用于照明效果的检测，检测数据通过可见光通信系统的光发射机或者其它通信发射机发送到照明灯具，照明灯具据此对光源输出功率进行调节，使其达到用光位置设定的标准，因而能够在照明条件、环境温度变化的情况下动态稳定照明效果。同时，照明灯具也可作为可见光通信的光发射机用来发送数据。

Description

基于可见光通信接收机的自适应照明系统

技术领域

本发明属于智能照明领域，具体涉及的是一种利用可见光通信系统的光接收机作为环境光和照明光强度检测器的自适应照明调整装置。

背景技术

照明是日常生活、工业生产以及科学实验等所必须的，且对亮度、光谱、区域等有不同的要求；照明用电在整个电力负荷中占有相当大的比例。随着不同场合对照明的便利性、适宜性，特别是日益强烈的节能性的要求，以及LED在照明技术上的成熟和普及、各种通信网络的覆盖，真正的智能照明系统已经具备深入研究和逐步实施的条件。智能照明系统涵盖的范围和深度尚没有标准定义，可以泛指任何一种能够对传统的照明装置(包括复杂的、大量的)进行一定的自动化、程序化、远距离操控的系统，其目标多种多样，便利和节能要求只是其一。

虽然一般照明灯具指最终的完整照明产品，比如包括了灯座、灯罩等，而光源指直接发光部件，如灯泡、LED，但在本专利叙述中将会比较笼统，不加区分并不会有实质性影响。照明灯具在结构上有分布式和集中式，分布式是由统一控制的多个空间上较为分散的光源构成，集中式则是由统一控制的多个集中在一起的光源构成。光源的类型包括白炽灯、荧光灯和LED等。有理由相信未来的LED照明会更多会以分布式呈现。

自适应照明系统可以认为是智能照明技术中的一种，强调的是能够根据用户的具体要求在变化的环境下对照明效果实现动态自动调整，其主要目标是稳定、舒适的视觉效果和节能。典型应用场景是办公室、车间、家居等。它能够探测自然光照以及人工光照的效果和变化，然后将此参数与用户需求的较为稳定的照明效果进行对比，将其差异通过一定的通信手段传递到照明灯具的调整或者控制单元，调整单元实现对照明输出功率等参数的调整，直到照明效果符合用户要求。

自适应照明系统是一个常规的闭合控制环路，但是由于在一个照明系统管辖区域内，比如典型的中型面积的办公室，照明自动调整的目标并非是实现整个区域内均匀的照度，而是针对处于同一区域内不同位置上不同用户对光照的不同要求，且多个分布式布设的照明灯具的照明范围会相互覆盖，因此自适应照明系统的模型又往往是有些复杂的多输入多输出系统。

自适应照明系统基本构成可以归结为：一，可调整输出光照参数的照明灯具，输出光照参数可能包括功率/光通量、照射方向、照射区域、色温等；二，能够探测用光位置(即光照的目标位置)光照效果的光电传感器，根据需要能够探测光照度、光谱分布等；三，能够对比用光需求与实际照明效果的差异，并能够根据差异形成调整信息；四，能够在光电传感单元和照明灯具之间传递调整信息的通信单元(也可以直接用导线相连接)。

自适应照明系统的所针对的照明灯具可以是所有类型的灯具，所涉及的通信手段可以是任何合适的通信媒介，而对光照效果的探测所用的光电探测器，一般是常规的光电传感器，如光敏电阻、光电三极管，或者光电探测模块、仪器等，也可直接利用摄像头的面阵图像传感器等。光电探测器能够将光能量转换为便于测量的电能量，如电功率瓦特(W)转换为光功率流明(LUM)。由于光度学的计量条件、计量单位以及相互之间的关系比较复杂，在本专利描述中，一般会用光强度来泛称，对此并不会有特别的影响。一般光电转换器响应度的单位是Acm²W^-1(安培.厘米²/瓦)，或者A/Lux(安培/勒克斯)，即光照度转换为输出电流。而经过放大电路后最终的输出一般以电压幅度表征：V/lux(伏特/勒克斯)，即光照度转换为电压，因此通过测定输出的电压可以得到光照的测量值。照度是单位面积上所接受的光功率，是通常泛称的“亮度”的技术表征。

可见光通信技术是光无线通信技术的一种，主要是利用LED固态光源(或者其它能够实现较快控制的光源)的快速开关特性，用数据对其进行调制，在照明的同时实现一定速率的短距数据传输，即照明和通信可以兼用。可见光通信系统的光发射机的主要组成是LED以及LED驱动电路、调制电路，光接收机的主要组成是光学系统、光电传感器(探测器)以及信号处理电路。

自适应照明系统一般采用独立的光电探测器检测光照的效果，并需要另外独立的传输媒介反馈调整参数。本专利提出利用可见光通信系统的光接收机在通信的同时检测照明光和环境光强度，获取自适应照明的反馈调整信号，并可将反馈信号通过光发射机发送到照明灯具。

发明内容

由于光接收机的工作波段是可见光，显然可见光接收机的光电传感器不但能够检测光发射机发射的光信号强度，也能够检测或者评估环境光的强度。实际上，当光发射机不工作时，光接收机的光电传感器输出的背景信号即是对环境光响应的结果。这里的背景信号是指除了接收对象的光发射机发射的光信号之外的所有落入光接收机响应波段范围的光信号响应的总和，包括自然光、普通的照明光、其它非接收对象的光发射机发射的光等。

本发明基本组成单元为：照明灯具(可兼做可见光通信发射机)、照明灯具控制器(可兼有可见光通信接收机)、用光位置的可见光通信收发机。关联的单元可能有与用光位置的可见光通信收发机连接的其它设备或者通信网络、与照明灯具控制器相连接的其它设备或者通信网络，以及同一空间其它位置的可见光通信收发机、其它照明灯具等。

本发明可以有多种应用情形，但最具代表性的是自适应照明系统和可见光通信系统是一个统一的整体，照明灯具即是可见光通信系统的光发射机、用光位置的可见光通信系统的光接收机即是自适应照明系统的光检测器，而它们之间在进行常规数据通信的同时，能够传递自适应的调光信号。工作过程如下(以LED照明灯具为例)：

照明灯具的控制器以PWM(脉冲宽度调制)方式，驱动LED灯具发光，通常PWM的脉冲频率是恒定的，在驱动电流恒定的情况下，发光的功率与PWM的脉冲宽度(占空比)成比例，这是目前LED灯具普遍采用的调光方式(对其它灯具可选择采用其它的调光方式，如电压等)。由于人的视觉惰性，人眼不会感觉到脉冲形式的光的闪烁。PWM调光方式主要实现大范围的调光功能，比如针对环境光的变化：白天还是黑夜、同一照明空间内其它灯具的是否打开等状况。通过调节驱动电流也能够改变输出的光功率，但是大范围的改变会超出LED的最佳工作范围。LED的最佳工作电流与温度密切相关，因此一般会随着工作温度的改变对驱动电流进行适当的调整。另外LED随着时间推移，光效率有所衰减时，也会用对驱动电流进行调节维持其发光能力和色温的恒定。自适应的调光信号可能包含了所有上述需求。

当LED灯具同时用作光发射机时，数据对发射光的调制方式有多种，其中之一是简单的脉冲位置调制方法，即在固定的时钟脉冲频率下，用发射脉冲代表数据1，用无脉冲代表数据0，而脉冲的宽度仍旧能够按照PWM的方式改变。这样的方式在传输的数据经过扰码后，0、1出现的比例相近，照明灯具在通信的同时仍旧能够按照PWM方式调整亮度。虽然通信时不能够以100％的时间效率使用LED，但是可以通过增加单元LED的功率或者LED的个数来补偿整体照明效果。另外的调制方式包括脉冲幅度调制，这种调制方式实际是在光照脉冲频率与宽度恒定的情况下，调整驱动电流的大小。这在以通信为主的照明系统中可以采用，但是以照明为主的系统中，并不一定是优选方案。

用光位置的可见光接收机能够接收任何视场内、响应波段内的光信号，在通信时环境光信号实际上是背景噪声，当没有通信数据传输，或者仅仅选择照明工作模式时，用光位置的可见光接收机所接收的光信号是在比较恒定的环境光强度的基础上叠加的光照脉冲，对其进行放大、同步采集等处理后，可以分别计算出环境光的强度和光照脉冲的在一个周期内的平均强度，以及总的平均光强度。总平均光强度正是视觉感应到的照明效果。用光位置的可见光接收机的处理器以此数据和一个参考值进行对比，然后根据其差值，用一定的算法，比如常规的PI(比例积分)控制算法，得到一个调整的数值，并将此数值由用光位置的可见光通信发射机发送到照明灯具控制器的光接收机。对比参考值一般有两种可选，一是根据常规的视觉需求确定的固定值，另外一种是根据用光处用户手动设定的值。

当照明灯具的控制器接收到用光位置反馈的调光信号后，对PWM的宽度进行动态调整，就能够在环境光照改变的情况下自适应地实现稳定的照明效果。

当照明灯具有通信数据传输时，无论采用什么调制方式，用光位置的光接收机都能够检测到平均的光照效果，并将需要调整的数据反馈到照明灯具控制器，由照明灯具控制器实行调整。而对数据的获取，依据采取的调制方式。如上述的脉冲位置调制方式，并不会因为调整亮度改变了脉冲宽度而对数据的解调方法有实质性的影响。

用光位置对光照调整的反馈信息，也可以采用其它的媒介传递到照明灯具控制器，即用光位置到照明灯具的上行通信可以采用任何其它便利的通信方式，比如采用广泛覆盖的无线或者有线局域网，以及依靠电源线等。

用光位置对光照调整的反馈信息，如果采用可见光发射机发送到照明灯具控制器时可能受到照明灯具所发光脉冲的反射影响，可以通过通信协议来解决，比如采用分时的工作方式，即在连续的光照脉冲的中间规定一个周期性的短时间歇，专供用光处的光发射机发送反馈信息。只要这个时间足够短，就不会影响照明的效果，也不会影响通信数据的传送。

附图说明

图1：基于可见光通信接收机的自适应照明系统组成及工作原理示意图，上边是与照明单元关联的部分，下边是光数据接收与光强度检测单元相关联的部分。有些功能模块的位置视应用要求而定，比如1-6和1-8模块也可以相应调整到上边，集成在照明灯具内。

图2：可调光、可用作光发射机的照明灯具的基本构成，控制器兼有数据收发/传递功能。可见光发射机的实体结构可能有所差别，但均有相类似的功能结构：控制、调制、驱动。

图3：可见光接收机的一般工作构成，带有光强度检测器，信号处理器兼有数据收发/传递功能。

图4：基于可见光通信的自适应照明系统的工作场景示意图之一(环境光包括了来自窗口的自然光)，图中假设了用光位置的可见光通信收发机与计算机集成在一起，类似计算机中常规集成的WLAN等通信模块。其收发数据以及调光信号能够通过计算机的各种接口传输，比如以太网口、WLAN口、ZigBee等，也能够通过可见光发射机传送。

图5：数据发送、接收、调光、光强度检测取样点的时序关系图示，图中波形仅为示意用，并不完全代表真实的信号形状。

图6：照明灯具(可见光发射机)的时分双工模式，短的静默间隙提供较为纯净的上行通信时机，光接收机在同步后，可利用此间隙向照明灯具上传信息。

具体实施方式

本发明以图4所示的应用场景来描述具体实施过程。其上边部分以照明灯具(4-3)为主，虚拟在天花板上，其下边部分是受光区域，虚拟在一张办公桌(4-2)前，以一台集成了可见光通信收发机的笔记本电脑(4-1)为主，旁边有一扇窗户(4-5)引入自然光照。此图虽然不能够完全描述各种实际场景，但已具有足够描述本发明核心技术的代表性，且不会因其它因素的介入被彻底破坏，比如，如果周边存在其它照明灯具时，其影响可作为环境光考虑，而存在其它可见光通信收发机时，类似常规无线通信的双工、多址复用方式可以保证其仍旧能够工作。

计算机(4-1)集成的可见光收发机，如同各种笔记本电脑集成的以太网(Ethernet)卡、WLAN(无线局域网)、IrDA(红外数据传输协议)、Bluetooth(蓝牙)模块等一样，并且具有相类似的管理功能与数据交换能力。

照明灯具(4-3)本身即是可见光通信的发射机，它的控制器中同样集成了可见通信的光接收机(4-4)，同时假定它可以具有多种可选择的通信能力(并不必须)，比如它能够通过双绞线连接到以太网，通过WLAN连接到局域网，通过蓝牙或者ZigBee(传感与控制通信网络协议)连接到特定的网络，而这些通信网络又是可以和计算机(4-1)连接在一起的。

照明灯具/光发射机(4-3)的基本构成如图2所示，控制器(2-1)能够选择通过可见光接收机接收数据还是通过其它传输通信模块接收数据，要发送的数据通过调制器(2-2)调制后(比如进行脉冲调制)，送到驱动器(2-3)将数据信号变为功率信号驱动灯具(2-4)发光。

对LED灯具而言，驱动输出是电流。电流的大小与LED的输出光功率有关，但是有一个最佳工作范围。LED光源会受到工作温度和时间的影响而衰减，因此通过调节驱动电流可以进行适当的补偿。可以采用恒定的电流驱动LED发光，只是这样无法实现调光功能。通常对LED灯具均采用PWM方式进行调光，即将驱动LED的电流变为脉冲式的电流，脉冲占空比就决定了LED光源输出的平均功率。因此，对LED光源输出光功率的调整可以归结为：PWM方式的较粗的大范围调整和驱动电流方式的瞬间精细调整。控制器(2-1)如果接收到了光照功率调整信息并要求实施调整，方法之一即是直接控制驱动器(2-3)，通过调整驱动电流脉冲的占空比使灯具的输出平均光功率改变。而如果是因为长期使用或者环境温度的增高导致的光功率输出的衰弱，那么就通过驱动器(2-3)在增大其输出电流来补偿。环境温度可以通过设置在灯具内的温度传感器进行测量，而光功率的输出衰减可以通过可见光接收机测定光照脉冲峰值变化来评判。

计算机(4-1)集成的可见光发射机结构与图2相似，但是由于它并不一定要求具有照明功能，它的输出功率和光谱可以选择与照明灯具有所不同，只要保证集成在照明灯具中的可见光接收机(4-4)能够正常接收即可。

计算机(4-1)集成的可见光接收机的基本构成如图3所示，光学系统(3-1)能够将视场内的光汇聚到光电探测器(3-2)上，光电检测器将光信号转换为电信号并经过放大器(3-3)放大后，一路送至解调器(3-4)对接收的调制信号进行解调，并经过信号处理(3-5)后，得到接收的数据。另一路送至功率检测电路(3-6)，主要是对所接收信号以及背景光的强度进行测量，测量的值送至信号处理单元，获取最终的评估值。其中，光电检测器工作在可见光波段，可以是单元的光电探测器或者是多元的、面阵的光电探测器。

照明灯具中的可见光接收机(4-4)的基本构成与图3描述相同，但是它的参数选择要与计算机(4-1)集成的可见光发射机相匹配，比如发射光谱要与光电探测器的光谱匹配。

针对图4所示的应用场景，本发明的具体工作原理可以由图1和图5说明。在图1中，照明灯具兼可见光发射机(1-1)，集成有一个可见光接收机(1-2)，其中(1-3)是其光电探测器。光发射机(1-1)按照图5中(5-1)所示的时钟频率，即光脉冲的发射频率发光，这个频率一般在照明使用时为数百KHz，而在兼做通信使用时根据需要可设计为MHz量级，甚至更高。选择数据调制方式之一为脉冲位置调制，设定数据位0时，无脉冲发送，数据位1时，有脉冲发送，如同图5中(5-2)所示。选择亮度调制为PWM调制，通过调节输出光脉冲的占空比改变平均输出功率。当照明亮度无需调节时，脉冲的宽度为恒定值。图5中(5-2)示出的是两种脉冲宽度，说明期间照明输出功率将发生变化。

用光位置的可见光接收机(1-5)的光电探测器(1-4)探测光发射机所发出的光。针对图(5-2)所发出的信号，接收机实际接收到的信号类似于(5-4)实线所示波形，该波形是接收到的光照脉冲信号叠加在相对稳定的环境(背景)光信号之上如(5-4)虚线所示。该信号经接收机后会得到两路信号，一路是解调后的通信数据，另一路是检测到的光强度。通信数据的获取与常规的通信信号处理手段类似，简单的可以通过设定一定的门限值，如(5-5)所示，将背景光信号视为噪声，对接收的信号进行判决、同步等处理后，得到估计的数据。而对整体光强度信号P_A(t)的检测是根据接收信号强度在一定时间段的平均值得出，这个时间间隔短要能够包含数个脉冲周期，长则视人眼视觉惰性和背景光的变化速度，对此并不一定要求非常严格。但是若用于特殊设备的照明且有较高稳定度要求，则需要设定相对短的时间间隔。在这个过程中，由于光接收机具有分辨、同步光脉冲的能力，因此可以容易地将光脉冲的功率P₀(t)与环境光的功率A₀(t)相对区别开来计算，简单的办法之一是在捕获到每一个光脉冲的位置并获取瞬时功率P_p(t)后(瞬时照射脉冲功率与背景光功率的叠加)，在脉冲间隔之内对背景信号采样，可以通过多个这样的采样值的平均来获取环境光的平均功率A₀(t)。图5的(5-8)中示意了一种取样方式，在位于信号脉冲之间的T1、T2、T3点上分别采集背景信号。这样就能够大致获得P₀(t)＝P_P(t)-A₀(t)。P₀(t)能够作为反馈给照明灯具的信号之一，调节驱动电流的的瞬时值。

在通信过程中，有两种方式调整光照的亮度，一是手动调节，由用光位置根据需要人工设定，二是自动调节，根据光接收机检测到的光的变化。这两种方式可以通过集成在光接收机上的设定单元(1-7)实现，比如手动调节是通过电位器设定，设定值通过ADC转换送到光接收机，或者通过计算机上虚拟的一个旋钮及一个简单的应用程序将设定数据送到光接收机。自动调节则是根据预先设置的一个参考数据R_N。接收机输出检测到的光照功率P_A(t)与R_N相对比，对比的差值e(t)是调节光照的依据。有多种算法将此差值转换为调整参数u(t)，其中最为简单的算法之一是根据差值的正负，以固定的步长对光照进行相应的增或减调节，算法如下：

$u\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}+1,& e\left(t\right)<0;\\ 0,& e\left(t\right)=0;\\ -1,& e\left(t\right)>0;\end{array}\right.$

这是一种简单的继电器式的非线性控制方法。调整步长的设定决定调整的速度，如果环境光照的变化并不快，那么小的调整步长即可满足要求又有较好的稳定效果。

另外一种稍微复杂，但是可以使调节比较快速、平滑的算法是控制系统常用的PI(比例积分，1-8)算法：

$u\left(t\right)=K_P[e\left(t\right)+\frac{1}{T_I}\&Integral;e\left(t\right)\mathrm{dt}]+u\left(0\right)$

其中K_P是比例系数，T_I是积分时间常数，u(0)是初值。这些参数的选取有较大的自由度，依据于实际应用效果和经验。

调整参数u(t)以及P₀(t)、P_A(t)、A₀(t)均可以通过通信发射机(1-9)发送到照明灯具的控制器。实际中通信发射机并不局限于可见光通信发射机，因此在图1中绘出了两种传输途径，一条是通过(1-11)将信号传送到照明光发射机(1-1)，另外一条(1-10)是通过可见光通信发射机将信号传送到集成在照明灯具控制器中的可见光接收机(1-2)，然后再传递给照明灯具的控制器。照明灯具的控制器依据u(t)值对照明输出功率进行调整。这样，就形成了一种自适应照明兼通信的闭合控制环路。在图5中的(5-2)即示出了在照明功率调整时的照射光脉冲变化，原光照脉冲的宽度为(5-6)所示，在t＝4的时刻假定收到了调整指令，将脉冲的宽度调整到了(5-7)所示的宽度。如此，输出的平均光功率将相应减少。图示中对应的用光位置的背景光并没有在t＞4后有什么变化，说明这种调节不是依据设定的参考值调节，而是依据了手动的调节。如果是因为环境光发生了增强做出的自动调节，那么图5中(5-4)实线的输出效果对应的将是(5-4)虚线在t＝4的时刻检测到升高变化，然后反馈计算的u(t)值，迫使光照脉冲的平均功率减小，即(5-2)中的脉冲变窄。

实际上，完全可以视照明灯具为光通信基站，而用光位置的可见光收发机为一光通信终端。为了保证用光位置的可见光通信发射机发送的信号不受照明灯具发射的光在用光位置反射时造成的干扰，采用时分双工的方法将是一种有效的途径，即当照明灯具进行照明或者下行发送数据时，用光位置的可见光通信发射机不工作，而在用光位置的可见光通信发射机上行发送数据时，照明灯具不工作(或者减弱照明输出功率)。为了保证照明的稳定性，上行的通信时间可以设置较短些，不使造成照明闪烁即可。图6示出了这种时分工作方式，在(6-1)时间区段内，即T1到T2之间，照明灯具工作，而在(6-2)时间区段内，即T2到T3之间，用光位置的可见光通信发射机发送数据。T2到T3的时间间隔取10ms量级就不会造成照明闪烁，至于插入的周期，取决于上行的数据量，如果仅仅为了反馈光照调整信息，这个间隔可以取得更小，插入周期也可取得较长，如100ms。当白天不需要太多照明时(照明灯具发送的光脉冲可以很窄)，这个时间分配方案可完全视上下行传输数据需求而相应改变，只要不使灯光在视觉上表现闪烁即可。这个方案的另外一个用处是在发送上行信息时，如果照明灯具不发光，那么用光位置的可见光通信接收机就能够在这个时间间隔内完全测量环境光的强度A₀(t)。

在本专利中并不限定照明灯具(兼可见光通信发射机)和用光位置的可见光通信接收机建立通信链路、照明灯具控制器中的可见光通信接收机与用光位置的可见光通信发射机建立通信链路。它们都可以分别与其它位置、其它功能的可见光通信收发机建立通信链路，只要保证能够用可见光通信接收机对照明灯具的光照进行测量且能够和照明灯具的调整形成闭合回路即可。

本发明的核心是用可见光通信的接收机来测量光照的强弱。如果可见光通信的收发机同时承担照明和光照检测以及反馈信号的传送与接收功能，那么相当于一种系统两种作用，充分利用了照明灯具的功能。

由于此类系统可关联到外部通信以及其它嵌入式设备，因此各个模块的功能选择具有可搭配性，并不局限于以上所描述的关系。

虽然上述专利描述中的调光方法仅以PWM为例，数据调制方法仅以脉冲位置调制为例，但是其它调光、调制方法用于此处并不存在实质性的障碍。

虽然上述专利描述仅仅限于对照明输出功率的调节，但是在条件具备的情况下，比如照明灯具具有调节照射范围、照射方向、色温的能力，那么依照上述技术仍旧能够容易地实现对多维度参数动态控制的智能照明系统。

Claims (6)

1.一种基于可见光通信接收机的自适应照明系统：

a)照明灯具受照明灯具控制器的控制，实现照明输出功率的调节；

b)照明灯具控制器中集成可见光通信接收机或者其它通信收发机(如WLAN、ZigBee等)，并能够与其进行数据交换；

c)用光位置的可见光通信接收机接收可见光通信发射机发射的光信号，同时测量光照强度；

d)用光位置的可见光通信接收机将测量的光照强度值与设定的水平相对比，根据特定的控制算法(如PI算法)形成光照调整信号，并将此信号通过用光位置的可见光通信发射机或者与照明灯具控制器中能够建立通信链路的通信收发机(如WLAN、ZigBee等)发送到照明灯具控制器；

e)照明灯具控制器根据所接收的光照调整信号，调整照明灯具的发光功率。

2.根据权利要求1所述的基于可见光通信接收机的自适应照明系统中的照明灯具及其控制器：

a)照明灯具的结构可以是分布式或者集中式的，可由一个或者多个光源构成；

b)控制器中的通信收发机可连接到通信网络交换数据；

c)当照明灯具的光源具有实现数据调制的能力时，控制器可用数据对照明灯具所发出的光进行调制，实现可见光数据发送。

3.根据权利要求1所述的基于可见光通信接收机的自适应照明系统中的可见光通信接收机由光学系统将视场内光信号汇聚到光电探测器，光电探测器将光信号转换为电信号传至信号处理器。

4.根据权利要求1所述的基于可见光通信接收机的自适应照明系统中的用光位置的可见光通信接收机：

a)能够与可见光通信发射机一起嵌入或者连接到其它设备上(如计算机中)进行数据交换；

b)当没有照明灯具的光照时或者在照明的短时间歇中，检测环境光的强弱；

c)如果照明灯具所发射的光是脉冲形式，那么在发射光脉冲期间检测瞬时光强弱，而在发射光脉冲的间歇时间，检测环境光强弱；从瞬时光强中减去环境光强得到照射光脉冲的光强；

d)通过一定时间内对环境光强和瞬时光强的平均获得总的平均光强；

e)照射光脉冲的光强和环境光强一起通过用光位置的通信收发机发送到照明灯具控制器；

f)将测量的平均光强度值与设定的水平相对比时所使用的设定水平来自于预先置入的确定值或者手动输入值。

5.根据权利要求2所述的基于可见光通信接收机的自适应照明系统中的照明灯具及其控制器：

a)通过调节输出光脉冲的占空比控制光功率的平均输出；

b)通过调节驱动电流的方式控制光功率的瞬时输出；

c)同时用脉冲调制的方式实现通信数据的寄载。

6.根据权利要求1所述的基于可见光通信接收机的自适应照明系统中的照明灯具及其控制器，在连续的照射光脉冲之间周期地插入短时停顿间隙，该间隙供其可见光接收机接收其它可见光通信发射机发射的光信号，特别是用光位置的可见光发射机发射的光照调整信号。

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