泛光照明智能化控制系統(tǒng)分析

劉 春

耀有光科技集團有限公司，廣東 廣州 510000

0 引言

泛光照明工程在城市發(fā)展過程中能夠起到積極作用，無論是在對城市建設(shè)水平的提高上，還是對城市夜景的打造上，泛光照明工程都具有一定的積極意義。目前，泛光照明的智能化控制系統(tǒng)存在一定的問題，對其進行優(yōu)化完善可以降低運營成本。如何將所有的燈光設(shè)備統(tǒng)一化管理，達成實現(xiàn)多種燈光控制效果，讓城市夜景更加美觀，在保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上實現(xiàn)其社會效益和經(jīng)濟效益，是亟須研究的問題。文章闡述了泛光照明智能化控制系統(tǒng)的含義、功能和意義，研究了泛光照明智能化控制系統(tǒng)的具體設(shè)計。

1 泛光照明智能化控制系統(tǒng)概述

泛光照明是一種使指定照明區(qū)域的亮度遠高于其他部分的特殊照明方式，該照明方式一般應(yīng)用于夜晚建筑物外部的照明，通過泛光照明能將建筑物以更加美觀的形式呈現(xiàn)。泛光照明一方面可以讓某些夜間工作場所繼續(xù)工作，如貨場、停車場等，另一方面能讓建筑物或者雕塑在夜晚中凸顯。泛光照明智能控制系統(tǒng)是針對泛光照明的一種系統(tǒng)化照明控制網(wǎng)絡(luò)，能自由調(diào)整各種泛光照明的亮度和開關(guān)。該系統(tǒng)可以作為樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)的一部分，也可以作為獨立的系統(tǒng)運行，使用泛光照明系統(tǒng)能實現(xiàn)舒適照明和有效節(jié)能。泛光照明系統(tǒng)工程的開展具有重要的意義，一方面能將建筑的立體感完成呈現(xiàn)，另一方面通過泛光照明的智能化控制能營造出豐富多彩的城市夜景，提升城市夜景照明的質(zhì)量。在照明系統(tǒng)中，最重要的部分就是燈光，可以根據(jù)自身需求自由定制燈光效果，通過不同樣式的設(shè)計能讓燈光場景更出彩。

2 泛光照明智能化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

2.1 可靠性

泛光照明智能化控制系統(tǒng)最大的優(yōu)勢是具有較強的穩(wěn)定性，通過智能化系統(tǒng)使照明系統(tǒng)更加穩(wěn)定，還能使照明線路的可靠性不斷提升。如果單支路出現(xiàn)問題，系統(tǒng)能通過智能調(diào)節(jié)，使其不會對正常線路造成影響，其他線路的燈具依然能正常使用，從而提升系統(tǒng)的可靠性，讓燈光呈現(xiàn)的效果得到保證。

2.2 統(tǒng)一性

統(tǒng)一性是指系統(tǒng)能將不同種類的燈統(tǒng)一控制，即使燈具的數(shù)量較多，也能做到有效調(diào)節(jié)。智能化控制系統(tǒng)最大的優(yōu)點便是統(tǒng)一控制，智能化控制系統(tǒng)能在同一時間對所有的照明設(shè)備進行統(tǒng)一管理，實現(xiàn)多種設(shè)備和不同配置的燈光聯(lián)動效果，無須考慮格式是否兼容的問題。此外，該系統(tǒng)能實現(xiàn)照明的統(tǒng)一控制、管理，以及照明場景的編制，能充分實現(xiàn)在夜間場景下的燈光配置和不同設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)設(shè)置。

2.3 集成性

因為泛光照明系統(tǒng)的存在主要依靠于城市建筑而得以實現(xiàn)，所以在進行照明的過程中，需要對城市樓層的各個方向和角度進行有效控制，并能夠?qū)a(chǎn)出的信息及時進行反饋，如實時溫度等，在數(shù)據(jù)反饋過程中也可以通過主機進行隨意切換，以便做到不同的燈光區(qū)域給予相應(yīng)的信息反饋。這一功能的實現(xiàn)便是通過智能化控制系統(tǒng)，借助混合視頻矩陣進行集成混合控制。

2.4 網(wǎng)絡(luò)性

信息技術(shù)已經(jīng)滲透到人們生活的方方面面，智能控制系統(tǒng)也融入大量的信息技術(shù)，這導(dǎo)致所有的控制操作都可以通過網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)。通過將照明系統(tǒng)和高速以太網(wǎng)進行結(jié)合，能實現(xiàn)對各種泛光燈的高效控制。

3 泛光照明智能化控制系統(tǒng)應(yīng)用場所及結(jié)構(gòu)分析

3.1 應(yīng)用場所

泛光照明智能化控制系統(tǒng)的應(yīng)用場所比較廣泛，主要包括大型商場、大型超市、廣場以及智能小區(qū)；學(xué)校、醫(yī)院、酒店、銀行等；工廠車間、倉庫等；數(shù)據(jù)中心和機房；車站、機場、隧道、停車場等；博物館、展覽館、市民中心等大型公共建筑。

3.2 結(jié)構(gòu)分析

通常情況下，泛光照明系統(tǒng)所采用的結(jié)構(gòu)形式為分層結(jié)構(gòu)，在項目的搭建過程中，主要氛圍支線和成域這兩種結(jié)構(gòu)模式。采用分層結(jié)構(gòu)模式一方面是由于布局比較清晰、且布線容易、所能承載的容量也比較大，比較適用于各種大型公建的項目中；而從另一方面來講，泛光照明系統(tǒng)為每個域和每條支路都分別配備了KNX電源，這種電源的最大優(yōu)勢便是及時系統(tǒng)某個部分出現(xiàn)問題，也不會影響系統(tǒng)其他部分的正常工作。

4 泛光照明智能化控制系統(tǒng)設(shè)計

4.1 原理設(shè)計

系統(tǒng)原理設(shè)計最重要的部分是建立主控室，通過主控室控制整個照明系統(tǒng)，主控室具有重要作用，一旦其出現(xiàn)問題會連帶著周圍所有的照明設(shè)備出現(xiàn)問題，對其他支路的系統(tǒng)造成很大的影響，因此主控制器的選擇非常重要，需予以重視。主控制器能向外輻射，從而控制整個建筑的所有夜間燈光監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，這是進行系統(tǒng)原理設(shè)計的第一步。第二步是將所有的照明設(shè)備同步之后能讓所有的照明設(shè)備實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)控，從而提高操作人員和維護人員的工作效率，實現(xiàn)統(tǒng)一化的管理目標。

4.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計

該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)，以太網(wǎng)的使用需要基于網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議，通過以太網(wǎng)能對燈具的整體布局和控制實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)控，對所有泛光燈的照明進行調(diào)配。以太網(wǎng)是照明控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方面的核心，沒有以太網(wǎng)將難以進行照明控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。以太網(wǎng)的主干網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是環(huán)形的，通過環(huán)形的結(jié)構(gòu)設(shè)計能通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)所有信息的連接。環(huán)形設(shè)計還體現(xiàn)在弱電控制系統(tǒng)上，弱電控制系統(tǒng)的主干網(wǎng)絡(luò)采用的是光纖網(wǎng)絡(luò)，通過分控制箱來實現(xiàn)對各個局域支線的控制，之所以采取環(huán)形控制，是因為環(huán)形結(jié)構(gòu)所具有的物理結(jié)構(gòu)能使得網(wǎng)絡(luò)信號的傳輸更加穩(wěn)定。主干網(wǎng)通過局域分箱來實現(xiàn)對支線網(wǎng)絡(luò)的控制，而支線網(wǎng)絡(luò)所采用的結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)，利用以太網(wǎng)絡(luò)將各個分控中的信號進行傳輸，從而實現(xiàn)對每一套燈具的控制?？傊?，采取單模光纖來進行信號傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)具備穩(wěn)定性和高流暢性的特點，能支持系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

4.3 控制方式

智能化控制系統(tǒng)作為泛光照明工程的重要組成部分，其安裝和規(guī)劃需予以重視。一般在進行智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中，需要在設(shè)計時留出一個外接接口，目的是實現(xiàn)與主機的相連，以便與主機內(nèi)部的操作系統(tǒng)聯(lián)動，從而控制主機對泛光照明的各個設(shè)備實現(xiàn)控制。目前建筑夜景采取的控制方式是一種綜合手段，通過集中控制來實現(xiàn)整體層面的監(jiān)控，將整體的監(jiān)控情況展現(xiàn)在主控制中心面前，從而保證照明系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性；而分散控制則能實現(xiàn)在每個分區(qū)和不同節(jié)點上的控制，保證每一條支線的平穩(wěn)運行，能對每一條支線的泛光照明實現(xiàn)隨意調(diào)節(jié)和開關(guān)。目前實現(xiàn)的控制效果主要有以下兩點：（1）對燈光組合、亮度、變化頻次和泛光程度的變化控制。（2）通過照明智能化控制系統(tǒng)能調(diào)整泛光燈的亮度，達到節(jié)能的目的，通常情況下，在一些比較重大的節(jié)日時，會通過對燈光亮度的調(diào)節(jié)，以降低電能消耗。

4.4 LED控制器

LED控制器要想正常工作需要調(diào)整灰度控制的級別參數(shù)，一般來說256級～65 536級的灰度控制能從人們生理視覺出發(fā)將圖像色彩更好地展現(xiàn)出來。LED控制器的良好運轉(zhuǎn)除需要借助于以太接口和UDP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，還需要將控制器之間的級聯(lián)距離也作出明確的規(guī)定，才能通過軟件設(shè)置來達到諸如時鐘頻率、灰度參數(shù)等一些指標的調(diào)控。

4.5 LED主控制器

要想實現(xiàn)LED主控制器，需要對數(shù)據(jù)分配器的參數(shù)進行調(diào)節(jié)。通過軟件將控制器的控制芯片類型進行更改、調(diào)整時鐘的頻率。在調(diào)解過程中需要注意，統(tǒng)計控制系統(tǒng)能控制的最大數(shù)量的像素點約為12萬，一般能在32級～65級的范圍內(nèi)實現(xiàn)536級的灰度控制。另外，LED主控制器可以通過LED內(nèi)置的時鐘將預(yù)存其內(nèi)部的節(jié)目進行定時播放，以滿足客戶多維度和多層次的需求。

5 結(jié)束語

綜上所述，泛光照明智能化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅可以使建筑物的美感得到提升，還可以在很大程度上提高夜間場所的工作效率。當然，在泛光照明智能化控制系統(tǒng)中重要的部分便是智能化控制系統(tǒng)，通過智能化控制系統(tǒng)能調(diào)節(jié)燈光的色彩、色調(diào)、亮度、對比度等要素，從而創(chuàng)造出多元的照明效果。未來如果能對智能化控制系統(tǒng)進行更深度地研究，勢必能讓泛光照明工程為城市更好的賦能，讓城市的夜景更加絢爛。