智能樓宇照明控制系統(tǒng)的設(shè)計研究

近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，人們對照明燈具節(jié)能和科學(xué)化管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化領(lǐng)域的地位越來越重要。智能樓宇照明控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)辦公樓照明系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控、節(jié)能管理、安全防護(hù)，從管理、節(jié)能、安全三個角度對樓宇照明系統(tǒng)等進(jìn)行全方位、精細(xì)化節(jié)能控制和管理，提高智慧照明的科學(xué)管理水平。

智能樓宇;照明控制系統(tǒng);設(shè)計研究

一、智能樓宇照明系統(tǒng)概述

隨著人民生活水平的不斷提高，人們對工作和生活環(huán)境的要求越來越高，同時對照明系統(tǒng)的要求也越來越高。智能照明系統(tǒng)采用全數(shù)字、模塊化、分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過控制線將系統(tǒng)中的各種控制功能模塊及部件連接成一個照明控制網(wǎng)絡(luò)。智能樓宇照明控制系統(tǒng)既可作為整個建筑物自動化管理系統(tǒng)（BA系統(tǒng)）的一個子系統(tǒng)，也可作為獨(dú)立系統(tǒng)單獨(dú)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)對各種照明燈的調(diào)光控制或開關(guān)控制，是實(shí)現(xiàn)舒適照明的有效手段，也是節(jié)能的有效措施。智能照明系統(tǒng)是基于計算機(jī)控制平臺的全數(shù)字、模塊化、分布式總線型控制系統(tǒng)。中央處理器、模塊之間通過網(wǎng)絡(luò)總線直接通信，利用總線使照明、調(diào)光、場景控制等實(shí)現(xiàn)智能化，并成為一個完整的總線系統(tǒng)。智能照明系統(tǒng)可對白熾燈、日光燈（專用鎮(zhèn)流器）、節(jié)能燈、石英燈等多種光源調(diào)光，滿足各種環(huán)境對照明的要求。

二、智能樓宇照明控制系統(tǒng)功能

1、高集成精細(xì)化管理

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及綜合節(jié)能技術(shù)把辦公樓宇各個區(qū)域照明設(shè)備全部接入統(tǒng)一平臺管理，對每一盞燈進(jìn)行全方位、精細(xì)化、智能化節(jié)能管控，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、管理、控制、運(yùn)營、維護(hù)一體化的智慧照明系統(tǒng)。

2、照明控制智能化

預(yù)設(shè)任意時段的開關(guān)燈計劃，可使樓宇照明系統(tǒng)工作在全自動狀態(tài)，系統(tǒng)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。

3、按需照明、節(jié)能降耗

根據(jù)不同區(qū)域光照度、人流檢測等傳感器上傳的信息，按需合理調(diào)配不同區(qū)域燈具的用電量，使功率密度與區(qū)域需求達(dá)到良好匹配，實(shí)現(xiàn)按需照明，降低能耗。根據(jù)不同日期、不同時間按照各個功能區(qū)域的運(yùn)行情況預(yù)先進(jìn)行光照度的設(shè)置，在不需要照明的時候，關(guān)閉照明。大多數(shù)情況下，很多公共區(qū)域只需打開部分照明燈即可滿足需求。智能照明控制系統(tǒng)能保證只有當(dāng)必需的時候才把燈點(diǎn)亮或調(diào)節(jié)到所要求的亮度，從而達(dá)到消耗比較少的能耗就能提供舒適的照明目的。

4、安全維護(hù)管理

智能照明控制系統(tǒng)中具有自動報警功能，通過實(shí)時監(jiān)測照明燈具的狀態(tài)，能預(yù)知燈具的剩余工作時間，當(dāng)燈具不能達(dá)到合適的照度時，可及時、準(zhǔn)備的處理。

5、抑制不利因素

系統(tǒng)可設(shè)置輸入到燈具的最高工作電壓，從而抑制電網(wǎng)中的沖擊電壓和浪涌電壓，減少了對照明燈具的沖擊，從而延遲燈具壽命。在打開和關(guān)閉電壓時采用軟啟動和軟關(guān)斷技術(shù)，避免了對燈具的熱沖擊，使燈具壽命進(jìn)一步得到延長。

6、節(jié)約成本。

智能照明控制系統(tǒng)通過軟件控制對整個照明系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控，可方便地根據(jù)用戶需求修改控制關(guān)系。當(dāng)需要變更照明控制關(guān)系時，只需在軟件中進(jìn)行修改，無須重新敷設(shè)線纜，從而節(jié)約后后期維護(hù)成本。系統(tǒng)采用紅外線傳感器、亮度傳感器、定時開關(guān)以及可調(diào)光技術(shù)和智能化的運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)任意單點(diǎn)、雙點(diǎn)、多點(diǎn)、區(qū)域、群組邏輯控制。通過定時開關(guān)、亮度手/自動調(diào)節(jié)、紅外線監(jiān)測、遙控、場景組合等多種照明控制方式，可以展現(xiàn)豐富的燈光效果，使整個照明系統(tǒng)可以按照最佳的經(jīng)濟(jì)方案來準(zhǔn)確運(yùn)作，從而大大降低運(yùn)行管理費(fèi)用，最大限度地節(jié)約能源。

三、智能樓宇照明控制系統(tǒng)設(shè)計

智能樓宇照明控制系統(tǒng)通過大樓局域網(wǎng)組成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)，中央控制系統(tǒng)通過多級控制進(jìn)行管理，結(jié)合調(diào)光/開關(guān)控制模塊、智能探測器（光感/動靜）、就地面板控制、人感探測控制、光感探測控制、場景功能控制和能耗計算的智能化管理;控制界面設(shè)置不同權(quán)限，并可通過編程等手段將其鎖定，避免無關(guān)人員的誤操作。

1、大廳

大廳是進(jìn)入大樓的必經(jīng)之路，是光臨大樓的第一感覺，其燈具的選用和燈光布置不只是為了大廳照明的需要，更應(yīng)考慮照明的氣氛及照明與建筑裝潢的協(xié)調(diào)，應(yīng)最大限度地為人們提供一個舒適、優(yōu)雅、端莊的光環(huán)境。對大廳燈光控制方式分為：照度控制、定時控制、現(xiàn)場面板控制。在大廳設(shè)置一個可編程控制面板，用于現(xiàn)場控制大廳的燈光，在大廳外采光效果好并且比較隱蔽的地方配置一個照度傳感器，用于自動感應(yīng)控制外界的燈光。通過照度傳感器檢測到的數(shù)據(jù)控制靠近室外的照明回路：當(dāng)室外亮度很強(qiáng)時，關(guān)閉靠近室外的照明回路關(guān)閉，充分利用室外的光線;當(dāng)室外照度不夠時，系統(tǒng)自動開啟靠近室外的照明回路，補(bǔ)充照明，從而實(shí)現(xiàn)室內(nèi)照度滿足需求。大廳的照度傳感器和時鐘控制器功能自鎖，在使用照度傳感器的同時自動屏蔽時鐘控制器，反之，使用時鐘控制器時自動屏蔽照度傳感器，可編程控制面板的設(shè)置包含了全部場景，也存在其它場景模式，可及時根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)用。

2、辦公區(qū)域

辦公區(qū)域分為白天模式和夜間模式。白天模式可根據(jù)上班時間規(guī)劃，系統(tǒng)可按照用戶設(shè)置提前幾分鐘自動打開辦公區(qū)域所有照明;夜間模式是在下班時間系統(tǒng)自動關(guān)閉所有燈光，從而減少人走燈未滅的情況。同時，在每層辦公出入口均設(shè)置了面板開關(guān)，可根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)全開、半開等模式。

3、辦公室

辦公室采用調(diào)光控制，可設(shè)置多場景，會客、辦公、休息等模式。通過紅外測距與紅外傳感器之間的邏輯判斷，自動判別辦公室是有人、還是無人狀態(tài)，并對照明實(shí)現(xiàn)實(shí)時調(diào)節(jié)。

4、會議廳或報告廳

采用智能照明控制系統(tǒng)通過對各照明回路進(jìn)行調(diào)光控制可預(yù)先精心設(shè)計多種燈光場景，提供調(diào)光控制，實(shí)現(xiàn)場景的淡如淡出，光線的漸明漸暗的變化，使得會議廳在不同的使用場合都能有與之相應(yīng)的燈光效果，如：會前準(zhǔn)備模式、少人會議模式、多人會議模式、演講、會議演示模式、會議休息模式、清掃模式等場景，工作人員可以根據(jù)現(xiàn)場需要通過控制面板手動選擇，同時還可以控制投影幕的升降。在入口處安裝可編程控制面板，可預(yù)設(shè)置多種燈光場景，可以對燈光亮度調(diào)整，并且對預(yù)設(shè)置場景編程修改，可通過上下箭頭按鍵調(diào)至任意滿意的照度。

5、走道、衛(wèi)生間

采用定時與感應(yīng)相結(jié)合的方法進(jìn)行照明自動控制。對于公共走道和電梯，采用定時控制，人流量大的時候，將全部或大部分燈光打開;對于公共走道，到了夜間人流量減少的時候，打開部分燈光，在夜間人很少的時候，使用紅外感應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)人來燈亮，人走燈光延時關(guān)掉，最大限度節(jié)約能源。同時，控制公共區(qū)域的所有輸出設(shè)備帶消防應(yīng)急接口，當(dāng)這些設(shè)備接收到消防警報信號時，會強(qiáng)制性打開所有燈光，方便被疏散人群的通行。

結(jié)束語

智能照明控制系統(tǒng)，能根據(jù)具體應(yīng)用場景、環(huán)境光照強(qiáng)度、人流量大小等因素切換照明模式，從而能極大的節(jié)約能源、提高照明舒適度、延長照明燈具壽命，順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將逐步取代傳統(tǒng)的照明形式。

參考文獻(xiàn)

[1]李飛.現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)中智能樓宇的發(fā)展趨勢及概況[J].電子世界. 2018（19）：471.

[2]孫磊.智能樓宇監(jiān)控系統(tǒng)整體設(shè)計分析[J].電子測試.2018（24）：205.

[3]全國智標(biāo)委智能樓宇控制標(biāo)準(zhǔn)工作組成立大會在上海召開[N].現(xiàn)代建筑電氣.2017.

作者簡介：朱仁烽（1987-），男，皖宿松，學(xué)歷：碩士研究生

職稱：助理工程師，畢業(yè)院校：浙江工業(yè)大學(xué)，研究方向：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用。