基于KNX的社區(qū)智能照明系統(tǒng)應(yīng)用方案

劉志東

【摘 要】智能照明系統(tǒng)具有節(jié)能效果好、安全性高、用途廣泛、管理維護方便和提高照明設(shè)備壽命等特點，應(yīng)用越發(fā)廣泛。本文通過智能照明系統(tǒng)和傳統(tǒng)照明系統(tǒng)性能特點的對比，重點說明智能照明系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的優(yōu)越性，同時提出基于KNX技術(shù)的智能照明系統(tǒng)在社區(qū)服務(wù)方面的應(yīng)用方案，闡述了智能照明系統(tǒng)在現(xiàn)代化社區(qū)生活、娛樂中應(yīng)用的必要性和可行性。

【關(guān)鍵詞】KNX；智能照明系統(tǒng)；社區(qū)

【Abstract】Intelligent lighting system has good energy saving effect， high security， wide range of uses， convenient management and maintenance， and can improve lighting equipment life. Its application becomes more wide. This paper emphasizes on the explanation of advantages of intelligent lighting system in practical application according to compare the performance characteristics of traditional lighting system and intelligent lighting system， at the same time puts forward application solutions of intelligent lighting system on the basis of Konnex technology in the field of community service ， and expounds the necessity and feasibility of application in modern community life and entertainment.

【Key words】Konnex； Intelligent lighting system； Community

0 引言

Konnex（KNX）是家居和樓宇控制領(lǐng)域唯一的開放式國際標準，由歐洲三大總線協(xié)議合并發(fā)展而來，有著20多年的市場應(yīng)用經(jīng)驗，并已轉(zhuǎn)化為中國國家標準化指導(dǎo)性技術(shù)文件（GB/Z 200965-2007 《控制網(wǎng)絡(luò)HBES技術(shù)規(guī)范——住宅和樓宇控制技術(shù)》）[1]。

樓宇智能化技術(shù)的高速發(fā)展，我國信息產(chǎn)業(yè)建設(shè)的不斷深化以及人們生活水平的提高，社區(qū)樓宇的建設(shè)必須要適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)時代的發(fā)展，智能化程度要求越來越高。樓宇智能控制系統(tǒng)中，一般只包括了綜合布線、計算機網(wǎng)絡(luò)、安防、消防、閉路監(jiān)控等子系統(tǒng)，并未包含智能照明子系統(tǒng)。而傳統(tǒng)的照明控制方法則使用開關(guān)面板手動控制，只有開和關(guān)兩種狀態(tài)，既不利于管理也不利于節(jié)能。像社區(qū)活動中心、社區(qū)廣場等地區(qū)，一個地區(qū)往往具有會議、報告、歌舞、娛樂等多個功能，需要營造不同的燈光效果，傳統(tǒng)的燈光控制方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化、智能化的社區(qū)服務(wù)的需求[2]?，F(xiàn)代社區(qū)是一個最基本的社會有機體，需要采用先進智能化照明系統(tǒng)，為居民提供一個安全、舒適、高效的居住生活環(huán)境。

1 智能照明系統(tǒng)的優(yōu)越性

智能照明系統(tǒng)與傳統(tǒng)照明系統(tǒng)相比較，具有很多優(yōu)點，本文從節(jié)能、安全、用途、維護、壽命和控制等方面進行分析比較，展示智能照明系統(tǒng)搞得優(yōu)越性。

1.1 節(jié)能效果好

智能照明系統(tǒng)最大的特點就是節(jié)能。人眼對于光強的感受是非線性的，當(dāng)照度級別降低10%以上，人是察覺不到照度的變化。智能照明系統(tǒng)借助各種不同的“預(yù)設(shè)置”控制方式和控制元件，對不同時間、不同環(huán)境下的光照度進行精確設(shè)置和合理管理，自動調(diào)節(jié)光照度。自動調(diào)節(jié)照度的過程中，充分利用室外的自然光，讓智能控制系統(tǒng)對大多數(shù)燈具進行開關(guān)或智能調(diào)光，利用最少的能源保證所要求的照度水平，節(jié)電效果十分明顯，一般可達30%以上。同時，智能照明系統(tǒng)也可以對熒光燈等進行調(diào)光控制，通過控制可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，降低了諧波的含量，提高了功率因數(shù)，降低了低壓無功損耗，節(jié)約了能源[3]。

1.2 安全性高

傳統(tǒng)照明控制串聯(lián)在回路中，通過回路中的開關(guān)面板直接通過220V的供電線路的通斷來實現(xiàn)控制，易發(fā)生觸電事故，存在一定的安全隱患。智能照明系統(tǒng)中強弱電通過繼電器分離，采用弱電控制強電方式，工作電壓為12V，通過一條低壓線將調(diào)光模塊和按鍵面板連接起來，每個調(diào)光模塊和按鍵面板內(nèi)部都有微處理器及存儲器，可以根據(jù)按鍵面板命令對燈光進行調(diào)節(jié)。同時，智能照明系統(tǒng)采用智能網(wǎng)絡(luò)集中控制，在突發(fā)事件中實現(xiàn)各系統(tǒng)和安防設(shè)備間的聯(lián)動，迅速、果斷地作出處理，安全性較高。

1.3 用途廣泛

傳統(tǒng)照明只有開和關(guān)兩個檔位，沒有調(diào)光功能，無法根據(jù)環(huán)境要求調(diào)整光照強度。智能照明系統(tǒng)則可以采用智能調(diào)光模塊，根據(jù)社區(qū)及環(huán)境的變化要求，在確保燈具能夠正常工作的條件下，給燈具輸出一個最佳的照明功率，既可減少由于過壓造成的照明眩光，又可以使燈光發(fā)出的光線更加柔和，照度分布更加均勻，為業(yè)主提供一個更加舒適良好的照明環(huán)境。

1.4 管理維護方便

傳統(tǒng)的照明方式要由人親自操作管理，而智能照明系統(tǒng)對照明的控制是以模塊式的自動控制為主，手動控制為輔，系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)，用一臺計算機實現(xiàn)對整個控制區(qū)域的照明系統(tǒng)的控制與管理，采用系統(tǒng)軟件或控制器，就可以調(diào)節(jié)光的明暗亮度以及開啟不同場景。照明系統(tǒng)控制與管理數(shù)據(jù)以數(shù)字式存儲在數(shù)字存儲器中，這些信息的設(shè)置和更換十分方便，使照明系統(tǒng)的管理和設(shè)備維護變得更加簡單。智能照明系統(tǒng)不但提高了管理效率和管理水平，而且還大幅的減少維護和管理費用，高效又便捷。

1.5 延長照明設(shè)備壽命

無論是熱輻射光源，還是氣體放電光源，電網(wǎng)電壓的波動是照明設(shè)備損壞的一個主要原因，因此有效地壓制電網(wǎng)電壓的波動可以延長照明設(shè)備的壽命。智能照明系統(tǒng)能成功地抑制電網(wǎng)的浪涌電壓，同時還具備了電壓限定和扼流濾波等功能，避免過電壓和欠電壓對照明設(shè)備的損害。采用軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù)，避免了沖擊電流對照明設(shè)備的損害。通過上述方法，照明設(shè)備的壽命通?？裳娱L2～4倍。照明設(shè)備使用壽命的延長，減少了更換燈管的工作量，不僅可以節(jié)省大量資金，降低了照明系統(tǒng)的運行費用，也使管理維護也變得簡單了。

1.6 DALI數(shù)字化照明

KNX在社區(qū)中應(yīng)用的一大技術(shù)亮點是采用DALI數(shù)字化燈光控制。

DALI可尋址燈光接口（Digital Addressable Lighting Interface）是一個數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，它定義了電子鎮(zhèn)流器與設(shè)備控制器之間的通信方式，每個鎮(zhèn)流器都是數(shù)字尋址通信。DALI鎮(zhèn)流器之間通過DALI總線（兩根數(shù)據(jù)線）相互連接；每條DALI總線最多可接64個DALI鎮(zhèn)流器。

KNX系統(tǒng)通過KNX/DALI接口與DALI總線連接，每個KNX/DALI接口接一條DALI總線，即可接64個DALI鎮(zhèn)流器。KNX/DALI接口自動給DALI鎮(zhèn)流器編碼，每一個鎮(zhèn)流器有一個地址碼。根據(jù)這個地址碼，KNX總線上的設(shè)備可以直接訪問每個鎮(zhèn)流器。

DALI數(shù)字化照明與傳統(tǒng)照明技術(shù)相比具有很多優(yōu)勢：

a.每個光源作為一個獨立的通訊對象，可以分別訪問和控制；

b.每個光源的運行狀態(tài)可實時反饋到系統(tǒng)；

c.光源和鎮(zhèn)流器故障信息可實時傳送至總線，并發(fā)送到中央控制室；

d.熒光燈調(diào)光實現(xiàn)由1%～100%的亮度調(diào)節(jié)；

e.燈組重新分組無需再排管布線，只需通過軟件編組；

f.DALI的非直接關(guān)斷，避免了因頻繁開關(guān)而引起光源損壞。

DALI的亮度的數(shù)字化調(diào)光又為恒照度控制創(chuàng)造了優(yōu)越條件。

2 社區(qū)智能照明系統(tǒng)應(yīng)用方案

社區(qū)智能照明系統(tǒng)應(yīng)用方案設(shè)計中，既要考慮到能耗的節(jié)省，又要滿足社區(qū)不同要求的照明環(huán)境，還要考慮照明的舒適度和管理的方便。所以社區(qū)照明采用的控制技術(shù)不但具有先進的技術(shù)，可靠的運行，而且還要具備高效的能源管理，才能實現(xiàn)智能照明控制。

智能照明系統(tǒng)主要包括有：室內(nèi)走廊與公共走道照明、路燈照明、景觀照明、車庫照明的集中管理與控制。

基于現(xiàn)場總線技術(shù)的智能照明系統(tǒng)總體方案結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.1 室內(nèi)走廊與公共走道

室內(nèi)走廊和公共走道由于不同樓宇設(shè)計不同，采光情況不同，不同時段人流量也不同，因此照明系統(tǒng)設(shè)計也要根據(jù)具體情況設(shè)定[4]。

采光不好并具有時間性的區(qū)域，可以選用定時器SW/S4.5實現(xiàn)定時控制，當(dāng)走廊人流量大時，比如上下班高峰期，打開70%的燈光照明，正常時段打開40%的燈光照明，維持基本的場所照明需求，特殊情況下打開全部燈光。

采光好的區(qū)域，現(xiàn)場可以安裝HS/H3.1光亮感測元件，實時感應(yīng)場所照度值，通過感測照度值的變化，利用智能控制燈光回路開閉的數(shù)量和區(qū)位，實現(xiàn)場所的照度值恒值控制。同時在公共走道連接出入口處（樓梯間、電梯間、走道間交匯處）安裝了6216智能面板，方便人們臨時對公共區(qū)域照明的控制。

2.2 路燈、景觀照明

路燈、景觀照明工作環(huán)境為室外，其泛光照明范圍大，不利于手動操作和檢修，與環(huán)境照度關(guān)系緊密，可以選用帶電流檢測的燈光開閉控制模塊SA/S4.20.IS或SA/S8.20.IS。正常情況通過照度與時間結(jié)合的方式自動運行，在特殊時間管理人員可通過中央控制電腦將所有泛光照明和景觀照明打開。電流檢測功能可檢知前端燈光負載回路的工作電流變化情況，及時發(fā)現(xiàn)回路問題，便于檢修。

2.3 車庫照明

采用車庫智能照明系統(tǒng)，可使照明系統(tǒng)工作在全自動狀態(tài)，系統(tǒng)將按預(yù)先設(shè)置切換若干基本工作狀態(tài)，根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時間自動地在各種工作狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。例如，上下班時間，車庫的人流量和車流量最大，系統(tǒng)打開所有區(qū)域的燈光，以方便人員進出；非高峰的白天時間，車庫車流量小，室外照度充足，就可以關(guān)閉車庫內(nèi)車位照明，車道照明保持1/2或1/3照度，以節(jié)約能源；等到深夜后，車庫車流量最小，可以關(guān)閉車庫內(nèi)所有照明，只保留指示照明，以保證最基本的照度。同時可以通過安裝在入口處的現(xiàn)場控制面板，根據(jù)特殊情況，隨時切換不同場景，以適應(yīng)各種情況下對燈光的要求。

3 結(jié)語

本文簡述的智能化社區(qū)照明解決方案，作為一種應(yīng)用電子類的智能化方案，期望為各個社區(qū)等公共場所照明設(shè)備的智能化管理和能源節(jié)約提供方便或幫助。同時伴隨信息技術(shù)與電子工業(yè)的飛速發(fā)展，電子信息技術(shù)的應(yīng)用越來越普及，自動控制技術(shù)的發(fā)展在改變技術(shù)視野的同時，也改變著生活本身和思維方式。智能照明技術(shù)已經(jīng)并且必將繼續(xù)深入人類的每一個領(lǐng)域，并將人類帶入更新的生活空間。

【參考文獻】

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[2]馮立祥.智能照明控制系統(tǒng)在某辦公樓會議場所的應(yīng)用[J].機電信息，2011， 12：201-202.

[3]郭楠.淺談智能照明控制的優(yōu)勢及在家庭中的應(yīng)用[J].工業(yè)技術(shù)研究，2012，3：29-30.

[4]李玉敏.KNX系統(tǒng)在現(xiàn)代樓宇中的節(jié)能應(yīng)用[J].電器工業(yè)，2011，7：62-67.

[5]石鑫.住宅小區(qū)地下車庫照明引導(dǎo)與智能控制設(shè)計[J].實用科技，2014，3：226-227.

[責(zé)任編輯：楊玉潔]