智能家居之智能照明（精选十篇）
智能家居之智能照明 篇1
早期的照明控制只局限于拉线开关,档次低,易损坏。现在的面板开关没有场景功能,无法自动控制,无调光。无线遥控开关可以预设场景,调光,外观漂亮,但调光功率小,无法大规模使用,没有软件功能。自上世纪提出智能建筑以来,智能照明随着智能建筑的发展而产生,智能照明是通过计算机技术、通讯技术和控制技术的结合,以分布式有(无)线遥测、遥控、遥讯来控制照明系统。具有大功率、大网络,使用软件和强大的联网功能,是实现节约能源、保护环境,有益于提高人们生产、工作、学习效率和生活质量,保护身心健康的照明。
2 智能照明在公共建筑中的应用
智能照明控制是智能建筑的重要组成部分,尤其是公共建筑中的智能照明应用更为广泛,具体表现为:
(1)楼宇中智能照明的应用
在公共建筑中,照明主要用于通道、电梯前室、办公室、会议室、地下车库、还有酒店客房等,对于不同场合,智能控制的方式也不同,例如:电梯前室和公共通道通过智能照明实现时间控制,上班高峰时间、正常工作时间、下班高峰时间、清洁时间、深夜等设置不同场景,自动控制,并且可以随时人工灵活更改设置。
办公室的智能照明控制可通过照度控制或人体感应智能分析来控制照明灯光的强弱和灯光的均衡度,无论天气如何变化,始终能使不同位置的办公区保持舒适的照明视觉环境,以提高工作效率。
会议室的照明主要是通过智能控制实现场景控制,包括了会议室的窗帘控制等。根据会议的具体内容进行不同的场景控制,可设置多种场景效果,例如:迎宾、主席台发言、讨论、表决、退场等,达到各种功能下需要的灯光效果,给人一个舒适的会议场景。
地下车库的灯源控制通过智能控制,可达到真正的节能效果，系统在中央控制主机的作用下,处于自动控制状态。每天高峰时段,车库车辆进出繁忙,车库的车道照明和车位照明处于全开状态,便于车主进出车库。在非高峰时段,车流量小,可对车道照明采用1/2或1/3隔灯控制,以节省能耗。深夜时,车流量最小,可关闭所有的车道照明和车位照明,只保留应急指示灯照明,保证基本的照度,以节约能耗。
公共建筑中的酒店客房灯光控制,目前均已开始采用智能照明控制技术,由智能控制器进行客房的灯光控制、调节、感应开关电源等。智能照明控制系统通过网络连接能够合理地管理,根据不同日期、不同时间、不同的照度,按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置,不需要照明的时候,保证将灯关掉。智能照明控制系统能用最经济的能耗提供最舒适的照明,从而大大降低了酒店的能耗。
(2)室外景观照明和亮化照明中智能照明的应用
目前,在大中城市室外的景观照明和亮化照明相当普及,通过智能照明控制系统,可进行时间控制,根据傍晚、夜晚、深夜设置不同场景控制。例如:傍晚来临时,室外照度逐渐减弱,可开启部分泛光照明回路,以凸显建筑物风格;当夜晚来临,开启所有的泛光照明;在深夜后,关闭大部分的泛光照明回路,仅保留部分回路,系统处于全自动控制,并且所有控制程序可由工作人员随时灵活更改。还可通过计算机进行系统控制实现千姿万态的灯光图案,这其中也离不开LED灯源的产生。智能照明控制技术在景观照明和亮化照明中已得到广泛的应用。
(3)障碍照明中智能照明的应用
在城市高层建筑崛起的今天,障碍照明是必不可少的,通过智能照明解决了人工操作的不可靠性,例如:利用照度来控制开/闭灯光的时间,就不受季节天气变化的影响,利用智能控制调节频闪,有利于飞机的识别。同时通过智能控制还可监测障碍照明系统的运行状态,确保障碍照明的安全运行。
(4)智能照明的其他应用
智能照明可与其他系统联动控制,例如:BA系统、视频监控报警系统、门禁刷卡系统、火灾报警系统等。当发生紧急情况后可由报警系统强制打开所需的照明回路或应急照明回路。
3 智能照明在民用建筑中的应用
近年来智能家居的发展带动了民用智能照明的发展,家庭智能照明实现了人到灯开人走灯熄,开灯关灯软启动,灯光开启缓缓点亮,灯光关闭缓缓熄灭,消除了灯光骤变对眼睛的刺激,既保护了眼睛又减小了对灯的冲击电流。智能照明还可任意调节灯光亮度配合家庭各种场景设置,为家庭提供温馨舒适的环境。场景功能可设为各种模式,例:回家模式、离家模式、会客模式、就餐模式、影院模式等,还可通过计算机通讯网络实现远程遥控、遥测。采用智能照明控制系统后,照明方面的节能潜力估计可达40%～60%。符合住建部在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下的照明节能的设计要求。
4 结束语
综上所述,智能照明与传统照明相比,智能照明可达到安全、节能、舒适、高效的目的,因此智能照明无论在公共建筑领域还是在民用建筑家居领域均有较好的发展前景。目前,智能照明的市场还处于发展阶段,智能照明的应用领域还主要集中在公共建筑领域,酒店、会展场馆、亮化工程、道路交通领域内对智能照明的采纳使用较多,此外,办公建筑和高端别墅项目对智能照明也有所采用。随着国内智能照明研发生产技术的发展和产品推广力度的加大,尤其是产品成本的降低,家居领域的智能照明应用前景广阔。
参考文献
[1]《建筑照明设计标准》(GB50034-2013)[S].北京:中国建筑工业出版社,2013
[2]北京照明学会照明设计专业委员会照明设计手册(第二版)[M].中国电力出版社,2006年12月
家庭照明智能遥控开关开题报告 篇2
一、设计要求
（1）设计具有红外遥控功能的开关，可以进行家用电器的开关
控制。
（2）进行电路原理图设计（用PROTEL等电路设计软件）
（3）进行PCB（印制电路板）设计（用PROTEL等电路设计软件）或万用板做出实物。
二、设计的作用、目的随着科学技术的飞速发展，人们的物质、文化生活水平日益提高，各种各样的家用电器走进了千家万户，其中，遥控器的发明，使人们的生活大大方便了。遥控器有很多优点，相对于电源开关：
电源开关广泛应用于汽车、通讯、电脑、家用电器、玩具工厂、仓库、家庭居室以及办公室等场所。传统的机械式电源开关存在接触电阻大、易磨损、可靠性低以及寿命短等缺点，而红外遥控开关可以解决这一问题。红外遥控开关是无触点电子开关，不产生电火花，安全、方便、在可燃气体等场所使用尤为安全；用电视机的遥控器就可以实现开关操作，安装和代换都很方便，可以用它代换家居中非常普及的墙壁开关，在小家电领域具有广泛的实用价值；将它用于石油存储、液化气、天然气等化工设备中，大大提高了设备的工作安全性与可靠性。
本设计的目的，就是建立在红外遥控器的诸多优点上。
三、设计的具体实现
1.系统概述
我们想要解决的问题是，用手中的红外线发射器去发射红外信号，将此红外信号经过某一点路，以控制开关的通断，从而实现对电路的控制。
从整体的逻辑思维来看，我们需要四个部分的电路，首先要有接受红外信号的装置，然后经过处理电路的某种处理，接下来，指令到达执行电路，执行我们设定的结果。
除上面的分析的四部分外，电路还需要能源装置，就是供电的部分。大体思路有了以后，接下来要考虑的，就是此电路的供电问题。
供电的思路，照现实情况来看，无外乎两种思路：一是直流供电，采用直流电压源供电，方便，快捷；二是用交流电，即220V，50Hz的市电。
由于此种开关是控制某种实用原器件通断的电路，它所控制的实用元器件电灯都会用到交流电。也就是说，如果不管电路用那个方式供电，220V，50Hz的交流市电总是会用到的。既然如此，那如果再用直流稳压的电源，岂不是要多用一些设备；并且，直流电源使用价格较昂贵，较交流电麻烦，需更换电池等，所以，我采用交流电供电的方式。
2.设计思路
电路大体结构如下：
红外发射——红外接收——单片机——继电器
因此，找我们上面的分析电路必须有一个红外线接收装置，用以接受红外信号。
接收到红的外信号，必须经过处理，才能对开关进行控制，因此，我决定将接收到的红外信号按照大多数资料上所提供的参考电路，用一个集成块处理。在查阅了大量的参考资料后，利用集成块的特性，决定将收到的信号转化成电位高低的信号，用此电位高低信号作为信息，控制电路的通断。而如果要这样，可以和晶闸管也就是硅可控元件SCR联系在一起，这样就很方便的能够控制电路的通断了。
其中，红外接收头所接受的是红外线信号，然后此种装置又将红外信号转化成电信号，此时的电信号可能不能直接被输入进入集成块的信号输入端，而可能需要经过某种电路的处理，因为集成块在此电路中是处理脉冲用的，所以，就需要用到脉宽选通
电路。信号经此部分处理后，变为合适的脉冲，输入到集成块，从而控制电路。
该电路的优点是：
1.适用范围广，随便用彩电或影碟机遥控器就能遥控；
2.还具有自身压降小、功耗小等优点。
四、预期成果
在室内对家里灯实现集中遥控，体现现代家庭生活的时尚，新潮。
五、阶段内容与时间安排
第8学期1-2周搜集资料，完成开题报告、文献综述和外文翻译。
第8学期3-7周进行实作任务，前期先从学校的“万方数据库”收集一些研究生论文、学术期刊，看别人是如何设计的，然后拿出自己的设计方案，然后利用Proteus
仿真软件进行在线仿真，仿真通过后开始买元器件进行作品的焊接和调试，然后开始写论文，并在第7周交中期检查表。
第8学期8-12周 完善论文，并在12周提交论文，准备论文答辩
六、完成设计（论文）所具备的条件因素
1.主要理论课程：电路模拟电子技术基础数字电子技术基础数字信号处理电子测量技术 单片机原理与应用微电子器件与IC设计嵌入式系统集成电路设计传感器
2.软件课程：QuartusⅡ、Multisim2001、Matlab6.5、protel（Dxp2004）、proteus等软。
3.具备的能力:具有较强的实际动手能力。
七、参考文献
[1]罗士彬．可控硅在红外遥控开关中的应用[N]．电子报，2005— 4—3．
[2]杨延宁，张建民．彩电消磁电路的改进[J]．电视技术，2001
[3]杨延宁，张志勇，张威虎．一种基于SWC的数字温度计的设计[J]．现代电子技术，2007，30(21)：104—105．
[4]包浩明．一种红外线传感器的设计与实现[J]．内蒙古师范大学学报，2003(6)：123．
[5]李鑫，曾光，廖荣辉．基于AT89C52智能温度控制器的设计[J]．现代电子技术，2006，29(2)：93—96．
[6]丁跃华，陈艳峰，龙筝．红外遥控系统的一种设计方法
[J]．现代电子技术，2007，30(7)：50—51.V7-1裴彦纯，陈志超．基于单片机系统的红外遥控器应用[J]．现代电子技术，2004，20(4)：90—92．
[8]曾洁．基于MC33993与AT89C2051的多路红外遥控系统的电路设计[J]．电子技术应用，2004，30(10)：70—80．
[97刘越，潘红兵．双向动力线调制遥控开关[J]．电子技术应用，2001，27(4)：79—80．
邦奇智能家居照明控制系统 篇3
智能照明控制系统是最先进的一种照明控制方式，它采用全数字、模块化、分布式的系统结构，通过五类控制线将系统中的各种控制功能模块及部件连接成一个照明控制网络，它可以作为整个建筑物自动化管理系统（BA系统）的一个子系统通过网络软件接入BA系统，也能作为独立系统单独运行，在照明控制实现手段上更专业、更灵活，可实现对各种照明灯的调光控制或开关控制，是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。
一、邦奇智能照明控制简介
邦奇电子智能照明控制系统，通常由调光模块、开关模块、控制面板、液晶显示触摸屏、智能传感器、编程插
口、时钟管理器、手持式编程器、监控软件（网桥)等部件构成，将上述各种具备独立功能的控制模块或部件用一条五类数据通讯线（四对双绞线）按手牵手菊花链方式连接起来，形成一个Dynet控制网络。
二、邦奇智能照明控制系统的特点
●可靠性
邦奇电子照明控制系统中控制模块的每个功能都独立地贮存于相应的模块中，不因断电而丢失，这也意味着，若某个模块出现故障，只是与该模块相关的功能失效，而不影响网络其它模块的正常运行，从维护的观点来看这种“独立贮存”的概念，既有利于快速故障定位，又提高了大型照明控制系统的“容错”水平。
●设计、安装、布线易操作性
电气工程师只要阅读本公司相关技术资料无需专门培训就能设计大型照明控制系统，安装时只需将“调光/开关”模块取代原有空气开关或其他开关和保险丝，将可编程控制面板取代原有的手动开关，模块与面板之间用五类四对屏蔽数据线实施低压控制联接，即安全，又简化布线工程。
●系统开放性和扩张性
邦奇电子照明控制系统可在任何时候进行扩展，不必更改原有线路，只需将增加的模块用数据线接入原有网络系统便可。
邦奇电子照明控制系统可以与其他自动化设备相联（如：视/听、舞台照明控制、安保和BAS等）提供如下接口：干簧继电器、RS232、RS485、DMX512。还可针对BAS系统提供一个高级接口，该接口由Dynalite提供一个插入BAS程序中的Active控制软件来实现，完成无缝连接。
●控制方式多样性
邦奇电子照明控制系统控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预制设置和存储后，操作时只需按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景模式，各照明回路就能自动转换到相应的状态，也可以通过其他界面如遥控器、就地控制、场景控制、定时控制、红外探测和红外遥控、就地控制、中央监控、群组组合控制、与其他系统联动、广域控制等。
三、智能照明设计方案
●客厅
客厅是全家活动的场所，没有其他任何一个房间可以如此通用。我们可以在其中款待客人，看电视，读书，听音乐，开派对，或者仅仅是放松自己。所以，客厅的照明要求很高。照明可以为客厅营造生动引人且适合不同需求的氛围。通常，相对于其他房间类型，我们在客厅中活动的时间比较长而且类型比较多。
●书房
工作室需要通过照明将您的精力集中在工作上。聚焦在您的书本和文件周围的明亮光线可以使阅读容易而减缓疲劳。另外，你需要确保房间的其余部分被良好的总体背景光所照亮，这将使房间更加舒适，提高您的工作效率，让灵感源源不断。
●厨房
厨房一直是家庭温暖、明亮的中心。那里不仅是烹调和就餐的地方，它还是交谈、学习、工作和娱乐的地方。无论您“做什么饭菜”，您都应确保有恰当的“照明菜谱”。 用基本照明照亮整个区域和利用局部功能照明来准备食物的组合能提供最佳结果。
●餐厅
饭厅照明必须使吃饭与交谈轻松而自如。它必须为家具，餐桌设置和食物添彩。它还要有足够的亮度以满足实际之需。
作为招待的一般规则，您的客人应该能够看见您正在准备的食物。您可以通过由调光器控制的各种照明为任何宴会创造轻松、优雅的格调。餐厅的照明，要求色调柔和、宁静，有足够的亮度，不但使家人能够清楚地看到食物，而且要与周围的环境和餐桌、椅子、餐具等相匹配，构成一种视觉上的美感。
●卧室
卧室照明需满足多方面的要求：柔和、轻松、宁静、浪漫。但同时又要满足装扮、着装，或者睡前阅读的需求。
睡觉大多在黑暗中进行。然而，卧室也是早晨穿衣与打扮，晚上读书与看电视的地方。各种照明的微妙组合提供了完美的卧室设计所需要的平衡。
●主卧室
出发点是总体照明的主要源。它应该是中性的且令人放松的，并通过使用一个以上的照明点而最好地得以实现。然后考虑实际的照明需要：梳妆台和衣柜需更明亮的光，以及床周围的阅读照明。最后需要考虑的是柔光灯泡，它可以丰富您的设计，并与用来突出一个特别的物体或特性的聚光灯相组合，为设计提供增强气氛的线索。适合使用调光开关的头顶照明提供您调解照明强度的灵活性以匹配您的情绪。当为您的梳妆台布光时，要保证来自镜子两侧的光线均匀。这将避免在脸上投射阴影。这一区域的光可以比总体照明亮一些。
●浴室
白天，浴室应整洁、清新，而且明亮。晚上，则需创造轻松、闲静而亲密的格调。同时灯具需要有防水防尘的特点。
浴室需要室内整体上有良好的常规照明，还需要对镜子等的局部照明。
来自安装在顶棚上的灯具的常规照明能够提供基本的背景照明。在用于剃须和化妆的镜子周围增加安装在边上的灯将提供来自两边的明亮而均匀的光。这样就可避免当光源安置在镜子上面时投射在脸上的阴影。
四、智能照明控制
●集中控制和多点操作功能：
在任何一个地方的终端均可控制不同地方的灯；或者是在不同地方的终端可以控制同一盏灯。
●软启功能：
开灯时，灯光由暗渐渐变亮，关灯时，灯光由亮渐渐变暗，避免亮度的突然变化刺激人眼，给人眼一个缓冲，保护眼睛。而且避免大电流和高温的突变对灯丝的冲击，保护灯泡，延长使用寿命。
●灯光明暗调节功能：
无论您是在会客、看电视、听音乐、或与家人在一起、或独自思考、甚至在品尝威士忌时，调节不同灯光的亮度，更能为您创造舒适、宁静、和谐、温馨的气氛、更深的体会生活，柔和的光线能给您一个好心情，少而暗的光帮助您思考，多而亮的光使气氛更加热烈。而这些操作时非常方便的，你可以按住本地开关来进行光的调亮和调暗，也可以利用集中控制器或者是遥控器，只需要一按按键，就可以调节光的明暗亮度。
●全开全关和记忆功能：
整个照明系统的灯可以实现一键全开和一键全关的功能。当您在入睡或者是离家之前，你可以按一下全关按钮，全部的照明设备将全部关闭。免除了您跑遍全部房间的烦恼。
●定时控制功能：
比如说每天早上七点钟，您床边的台灯会亮起，晚上12点的时候您家里的灯会自动熄灭。
●场景设置：
对于固定模式的场景、您无需逐一地开关灯和调光，只进行一次编程，就可以按一个键控制一组灯，这就是场景设置功能。当您在书房读书累了的时候，需要小憩一会，只要按动一个键，转入书房休息模式，灯光将由明亮渐渐的转入昏暗，您就可以舒舒服服的眯上一会了。
智能照明系统的灯光设计还可以与其他智能家居系统连动，将更加人性的功能展现在您的面前，当您的家里开舞会的时候，只要您按一下舞会模式的按钮，您的音响就会开启，播放您最最喜欢的曲子，灯光将变暗，闪烁，空调将自动设定为一种比较合适的温度，来营造一种热烈，舒适的娱乐环境。或者当您看电视的时候，您客厅中的灯会变暗，其他房间的等全部关闭。其中，场景的变化是可以随意设定的，可以发挥您自己丰富的想象力，来创造一种梦幻般的环境，它会给您带来更大的乐趣和舒适。
●控制方式
1） 本地开关：可以按照平常的习惯直接控制本地的灯光；根据您的需求，开关可以任意设定所需控制对象，比如门厅的按钮可以用来关闭所有的灯光；这样，当您离家时，轻轻一按即可关闭所有灯光，既节能，安全，又非常方便。
2） 红外、无线遥控：在任一个房间，用红外手持遥控器控制所有联网灯具（无论灯具是否处在本房间内）的开关状态和调光状态；您不需要进入房间后在开灯，在您进入任一间居室前您就可以用遥控器打开灯光，从此您再也不用在黑暗中寻找灯的开关了。
3） 电话远程控制：通过任何一部普通电话或手机，实现对灯光或场景的远程控制。此功能可以用在晚归前模拟主人在家的灯光状况，以迷惑可能的窃贼。
4） 计算机/互联网控制：通过本地计算机或者INTERNET上的一台计算机，可以远程控制灯光状态。
5） 时间场景控制：通过日程管理模块，可以对灯光的定时开闭进行定义。例如，在每天早晨7:00，将卧室的灯光缓缓开启到一个合适亮度；在深夜，自动关闭全部的灯光照明。
智能家居之智能照明 篇4
1 智能照明系统在智能建筑中的应用效果
建筑在不断发展过程中慢慢出现了新的变化, 智能化已经在建筑施工中得到了更好的体现。在建筑施工中, 空调系统、消防系统、安全防范系统和通信系统都是非常智能化的, 在建筑物智能化发展过程中, 照明系统的发展并没有得到人们的重视, 因此, 很多的建筑物在进行施工的时候还是在沿用传统的照明控制方式, 一些建筑在照明方面应用了自控系统来进行操作, 但是这样只是能够对简单的区域照明进行控制。这种控制方式和智能照明系统进行比较表现出来了很多的缺点, 智能照明系统在建筑中进行应用具有非常好的优越性。
1.1 实现照明控制智能化
采用智能照明控制系统, 能够更好的实现照明系统工作在全自动的状态下, 系统在进行运行的时候可以按照事先设定好的状态来进行工作, 这些状态可以根据时间不同进行自动切换。系统要能够对时间进行很好的掌握, 在进入到晚间工作状态的时候, 系统可以自动对各个区域的灯光进行调节, 然后利用移动探测功能将有人活动的区域灯光调至合适的亮度, 将无人区域的灯光进行关闭。
1.2 改善工作环境, 提高工作效率
在传统照明系统中经常是使用日光灯的, 这种灯在进行使用的时候经常会出现不同频率的闪动, 出现这种闪动会使在这种环境下工作的人员出现眼睛疲劳的情况, 因此, 在进行工作的时候, 工作的效率也会受到一定影响。智能照明系统对传统照明系统中出现的频闪问题进行了解决, 同时也能更好的为人们的工作环境进行改善, 这样能够更好的提高工作的效率。
1.3 可观的节能效果
智能照明系统中应用了非常先进的电子技术, 能够对灯具进行智能调光。在室外光出现逐渐变强的情况, 室内的照明亮度可以进行必要的调整, 在室外的广较弱的情况下, 室内的照明可以进行自动调亮, 这样能够更好的利用自然光, 同时也能实现节约能源的作用。智能照明管理系统能够更好的对照明工作状态进行调整, 这样也能更好的实现节能效果。
1.4 提高管理水平, 减少维护费用
智能照明控制系统将传统的人为控制开关转变成了智能化管理, 这样能够更好的提高管理者的管理意识, 同时也能降低建筑的运行维护费用, 在投资回报方面效果非常好。
2 智能照明与传统照明系统比较
2.1 线路系统比较
传统的照明系统中, 单控电路的特点是在将控制开关直接接在负载回路上, 当负载出现不断增大的情况, 要对控制开关的容量进行调整, 在开关力负载较远的情况下, 会出现大截面电缆用量增加的情况。传统照明单控电路在进行使用的时候只能进行简单的开关操作。而总线式智能照明系统单控电路是直接将负载回路连接到输出的单元输出端上, 这样在负载容量不断增大的情况下, 能够增大输出的单元容量, 对控制开关不会带来很大影响。在开关距离较远的情况下, 只要将控制总线的长度进行增加就可以, 这样能够节省大截面电缆的用量。在软件设置方面也存在着很多的不同。
传统的照明双控电路在使用过程中, 实现了用两个单刀双置开关的情况, 这样在开关之间可以连接照明电缆。同时, 在进行多点控制的时候可以将电缆的连线进行增多, 这样会使得电路在进行安装的时候变得更加的复杂, 同时在进行施工的时候施工的难度也非常大。智能照明系统, 在进行使用的时候实现了双控只是在一个控制总线上, 在进行多点控制的时候, 只要在开关之间只有一个总线连接就能够更好的实现线路的安装, 这样在进行安装的时候非常方便。
2.2 智能照明与传统照明控制系统比较
控制方式比较。传统控制采用手动开关, 必须一路一路地开或关;智能照明控制采用低压两次小信号控制, 控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高, 通过实现场景的预设置和记忆功能, 操作时只须按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景, 各照明回路随即自动变换到相应的状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现。
照明方式比较。传统控制方式单一, 只有开和关;智能照明控制系统采用“调光模块”, 通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果, 营造出不同的舒适氛围。
管理方式比较。传统控制对照明的管理是人为化的管理;智能控制系统可实现能源管理自动化, 通过分布式网络, 只需一台计算机就可实现对整幢大楼的管理。
3 智能照明系统的节能分析
3.1 集中管理, 减少人为浪费
现代高层办公大楼中, 人为造成照明能源浪费的现象仍然非常严重, 无论房间有人还是无人, 经常是“长明灯“。智能照明系统既能分散控制又能集中管理, 在大楼的中央控制室, 管理人员通过操作键盘即可关闭无人房间的照明灯。
3.2 自动调光, 充分利用自然光
智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照度, 与设定值比较, 来控制照明开关, 这样可以最大限度地利用自然光, 达到节能的目的, 也可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。一般来讲, 越靠近窗自然光照度高, 从而人工照明提供的照度就低, 但合成照度应维持在设计照度值。
3.3 自动调光, 保持照度的一致性
一般照明设计师对新建的建筑物进行设计时, 均会考虑到随着时间的推移, 灯具的效率和房间墙面反射率会不断衰减。因此, 其初始照度均设置得较高, 这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致, 而且由于照度偏高设计造成不必要的浪费。采用智能照明系统后, 虽然照度还是偏高设计, 但由于可以智能调光, 系统将会按照预先设置的标准亮度使照明区域保持恒定的照度, 而不受灯具效率降低和墙面反射率衰减的影响, 这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。
3.4 延长灯具寿命
灯具损坏的致命原因是电网过电压, 只要能控制过电压就可以延长灯具的寿命。智能照明控制系统采用软启动的方式, 能控制电网冲击电压和浪涌电压, 使灯丝免受热冲击, 灯具寿命得到延长。智能照明系统通常能使灯具寿命延长2-4倍, 不仅节省大量灯具, 而且大大减少更换灯具的工作量, 有效地降低了照明系统的运行费用, 对于大量使用灯具和安装困难的区域具有特殊的意义。
4 结束语
现在, 智能照明控制系统在应用范围方面非常广, 在建筑领域中, 无论是在室内还是在室外都能够进行应用。智能照明控制系统可以在办公楼中进行使用, 也可以在娱乐场所中进行应用。智能照明系统在进行应用的时候表现出来了很多的优点, 这样也能更好的满足用户的不同需求, 同时也能更好的促进智能建筑得到更好的发展。
摘要：在科学技术不断发展的情况下, 建筑业也得到了快速发展, 在这种情况下, 逐渐出现了智能建筑, 这种建筑也慢慢成为了人们关注的重点。在智能建筑发展过程中, ABB智能照明系统得到了非常广泛的应用, 这种照明系统在使用的时候线路设计是非常简单的, 系统在进行安装的时候也非常方便, 而且, 在进行操作和维护的时候也非常容易, 因此, 这种照明系统在智能建筑中得到了非常好的发展。
关键词：智能照明,智能建筑,应用
参考文献
[1]张振昭.楼宇智能化技术[M].北京:机械工业出版社.
[2]GB50339-2003.智能建筑工程质量验收规范.
五星级酒店智能照明解决方案 篇5
现在的国际超五星级酒店建筑对照明的要求越来越高，不仅要求提供舒适、绿色的光照，同时不同的场合需要不同的照明环境。传统的照明控制对于上述要求很难实现，而且线路十分复杂，操作非常繁琐。随着用户要求的提高和技术的进步，传统的照明控制由于许多问题无法解决而逐步被智能照明控制取代，这已成为一种趋势。
概述
杭州凯悦酒店作为是一座现代化、多功能的酒店，是集客房、娱乐、休闲为一体，建筑总面积130000平方米，建筑高度为30米,建筑层数地上8层,地下3层,坐落在美丽的西子湖畔。作为杭州市的形象工程—杭州凯悦酒店以其绝佳的地理环境位置、一流的软硬件设施、超五星级的服务吸引五湖四海的游客。
杭州凯悦酒店是按照二十一世纪超五星级酒店标准建造，集商务、办公、住宿、餐饮、娱乐、健身等功能为一体的现代化智能型建筑。其整体环境照明采用奇胜公司的C-BUS智能化照明控制系统.立足于高起点、高标准和艺术化的照明。C-BUS智能化照明控制系统，对杭州凯悦酒店的不同区域、不同使用功能的照明营造有层次、变化的灯光环境、美化生活；减少人力工作疏忽，节约能源和人力资源；降低人力工作强度，增强控制的灵活性和可靠性。通过C-BUS智能化照明控制系统，给杭州凯悦酒店各功能区域以焕然一新的风格。
系统简介
C-BUS智能化照明控制技术是计算机技术、通讯技术、控制技术相结合、相渗透的产物，是现代高新技术的结晶。与以往的照明控制相比，它从人工控制、单机控制过渡到整体性控制，从普通开关过渡到智能化开关，其最突出的特点是能够预置场景的变化，不同的照明回路强度组合形成不同的“场景”，场景可预置并存储在控制器里，调用时只需按一键就能选择场景和通过预设的程序自动变换场景（可按时顺序、时间、事件等），操作十分方便。就像人们通常在舞台上看到变化的灯光环境一样，在日常生活和工作的空间中营造有层次的、变幻的灯光氛围。
可依据需要实现自动时间控制、自动顺序控制、占空（动静）探测控制、事件程序响应控制、分割空间控制等多种方式的自动控制，也可增加自动日照控制、事件程序响应控制、远程电话控制、远程Internet控制等。
方案设计
本次设计采用C-BUS智能照明控制系统完成酒店（二期工程）游泳馆、总统套房、一层中餐厅、二层宴食中心、二层酒吧的灯光的控制，并提供开放接口实现与第三方系统系统的的集成。
●游泳馆
光源状况：白炽灯、石英射灯、冷阴极管
控制区域：挑空屋顶、走廊
控制要求：根据游泳馆营业高低峰不同时段对照明环境的要求自动进行时间控制，时间控制模式按时段可分为凌晨模式、清晨模式、上午模式、中午模式、下午模式等；在个别区域
墙装带夜光背景的八键控制键盘，可就地独立调用该区域场景变幻，同时每个场景也临时可调，这些区域包括卫生间等。
●总统套房
光源状况：白炽灯、石英射灯
控制要求：由于该套房需要给多国的人士使用，在语言上有很多不同，灯光控制上我们为其配置了兼容多国语言功能的触摸屏，这样就很好解决贵宾自己可以方便操作灯光。
还有贵宾走动的随意性较大，在房间内配置了多个面板及遥控器，实现了操作的方便，随走随控。比如一进门，按玄关处面板上一键，整个套方各处都将灯光开起至柔和亮度，使其感到非常温馨；比如与其他领导急事会谈，按大厅面板遥控器会议键，灯光立即转到明亮场景，可以立即召开一个小型会议。
●餐厅
光源状况：白炽灯、石英射灯、冷阴极管
控制区域：挑空屋顶、走廊、中厅走廊
控制要求:与游泳馆类似，根据酒店营业高低峰不同时段对照明环境的要求自动进行时间控制，在个别区域墙装带夜光背景的八键控制键盘，可就地独立调用该区域场景变幻。●酒吧
光源状况：白炽灯、石英射灯、冷阴极管
控制区域：酒吧
控制要求：根据酒吧的建筑结构特点，灯光环境控制应满足整体使用和分割使用的特殊要求。各个区域都能满足实际的使用情况需求，根据主体活动内容预设立备场、入场、演唱、投影、中间休息等场景模式，场景模式的切换可由工作人员在音控室操作，也可由现场主持根据活动需要遥控操作。在多功能厅不同方位墙装带夜光背景的八键控制键盘，可就地独立调用该区域场景变幻，场景的变换可设置淡入淡出的时间0秒-15分。
结束语
智能建筑照明节能控制探析 篇6
关键词：智能建筑；照明节能；控制系统
中图分类号：TU855 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）18-0074-01
当前，环境发展体系取得了突出的进步，在整体优化建设过程中，必须以固定的基准点为基础，优化设计形式。当前在政府和相关工作部门的引导下，制定了合理的建筑照明管理计划，同时也对技术应用标准有了更高的要求。以《民用建筑照明设计标准》、《城市道路照明设计标准》为主，在整体设计过程中必须明确设计体系，以节省能源为目标，不断优化建设，使其适应智能建筑系统的要求，满足照明节能控制的相关要求。
1 智能建筑照明节能控制系统分析
根据智能建筑系统的相关要求，在设计过程中必须明确照明数量和质量，以固定的设计形式为研究点，在应用过程需要明确建筑等级、并以功能要求为目标，按照具体的设计形式对其进行分析，能起到强化控制体系的目的。以下将对智能建筑照明节能控制系统原则及形式进行分析。
1.1 建筑电气照明节能控制目标
基于现有设计体系的特殊性，在发展过程中必须以固定的设计形式为研究点，按照固定的设计模式对其进行分析。无论是私人领域还是公共领域，必须以节能控制目标为基础，及时转变设计观点，使其适应系统的应用模式，保证照明系统可以更好更快的朝着环保性格局转变。
在电气照明系统设计过程中为了保证系统的正常运行，需要对设计形式进行合理的分析，使其达到电气节能的设计效果和要求。相关工作人员必须以技术体系为媒介，充分高效利用光能，使其和照明控制系统有机结合在一起。
节约性需求就是指不要因为想要实现节能而进行毫无必要的投资，在实践过程中需要对应用装置进行合理的选择，考虑到经济效益的影响，使其适应节能基本投资需求，满足建筑电气的节能发展需求。
1.2 建筑节能发展方向
在建筑节能系统应用和发展过程中需要以固定的操作形式为基准，使其满足设计要求，促进电气设计的可持续发展。在照明领域应用阶段涉及到电光源、灯具及附件等，在优化设计过程中需要不断提升照明质量，市场上可供选择的灯具比较多，包括钨丝灯、各种形状的荧光灯、及发光二极管、LED灯等，在整体控制过程中要以节能为目标，对灯具类型进行合理的选择，并结合职能建筑照明系统的应用模式对其进行优化分析。
1.3 智能建筑照明节能控制技术
控制技术是影响节能照明体系应用效果的重要因素，在整体设计阶段要以固定的设计模式为研究点，具体涉及到一般照明、局部照明和混合照明等形式，在优化分析过程中需要理解三种形式的具体要求。一般照明是常用的照明方式，是由若干灯具对称均匀排列而成，可获得较均匀的水平照度。局部照明是以满足部位需求为基准点，在整体控制阶段需要对设计形式进行合理的分析，设计单独开关，进而突出设计效果。混合照明是由局部照明和一般照明组成的照明，以固定的设计形式为目标，结合特殊应用体系进行优化设计，并改变光色，减少装置功率和节约运行费用。在不同工作状态下，定分层次、分步骤的亮灯范围，结合设计对象的性质、功能等因素，按区域划分装设计量表。
2 智能建筑照明节能系统的控制形式分析
基于种种影响因素的特殊性，在具体控制阶段需要以固定的设计形式为探究点，考虑到影响因素的特殊性，需要对设计形式进行优化分析。以下将对智能建筑照明节能系统的控制形式进行分析。
2.1 选择合理的灯具
基于照明设计系统的差异性，在设计过程中需要考虑到相关因素的影响，对灯具进行合理的选择。根据节能控制系统的应用特点，需要积极改善选择形式，要想达到节约资源的目的，需要致力于改变光源。高效的电能资源是重要途径，要从综合性设计维度入手，将多种电能源进行优化分析。实践证明，电光源的应用效率越高，则说明使用寿命越长，根据现有设计形式的要求，要选择高能耗的照明系统，在相同灯照的要求下进行安装。在优化选择阶段工作人员要掌握不同灯具的应用效果，并以固定的设计模式为中心，明确照度、显色性、色温等因素，将节能选择的模式落实到实践中，将其应用到不同的场所。
2.2 进行合理配光
基于现有设计形式的差异性，在优化分析阶段要应用合理的配光设计结构，以适应环境的灯光系统为基准点，进行优化设计。同时为了减少干扰因素的影响，需要避免出现污染的情况，通过合理配置的形式，降低照明系统的设计成本，进而实现节能控制的目的。在具体设计阶段由于不同需要以设计区域性特点为目标，结合内外部因素的特殊性，对其进行合理的分析。其次，在具体设计阶段必须将各种照明方式有机结合起来，满足功能模式的设计要求，使其适应配光的本质性要求。在控制过程中，要使其和主体应用形式相适应，按照设计需求的相关配置形式，满足局部的控制形式，达到整体节能控制的效果。如果在设计阶段无法满足具体设计要求，相关工作人员必须对其引起重视，满足作业发展的本质性要求，进而达到理想的设计效果。在设计阶段要按照不同场所、不同季节及相关控制因素的要求，对设计模式进行优化分析，为了兼顾到整体性发展性能，要根据不同的时间段对其进行调整，既满足照明发展需求，同时也实现了节能控制的要求。
2.3 优化控制手段
基于现有发展模式的要求，在设计阶段需要采用具体光照设计的形式，利用天然光、太阳光的设计形式，对应用模式进行优化分析，使其满足系统设计要求。天然光本身具有照明的作用，在设计过程中要以固定的系统为研究点，明确控制系统的应用模式。在系统优化设计阶段需要利用导光技术，以固定的设计形式为主，考虑到影响因素的干预性。在具体设计阶段必须以固定的设计趋势为研究点，利用多个控制模块对其进行优化分析，最大限度地节约成本和能源。
3 结 语
基于现有控制系统的应用差异性，在设计过程中必须以固定的设计模式为研究点，考虑到影响因素的干预性，使其适应照明控制系统的设计模式。基于智能控制系统的应用效果，在整体设计阶段要求工作人员优化设计体系，立足于当前设计系统，使其适应节能控制体系的具体要求，满足节能控制系统的具体发展要求。在优化设计系统设计阶段必须考虑到整体干预因素的效果，将传统设计形式和具体设计形式结合在一起，满足具体设计要求，进而实现整体控制。照明设计系统和整体干预形式存在一定的联系，在设计阶段必须考虑到建筑系统的整体耗能，并以固定的设计形式为目标，扩大应用机制，并使其具备一定的发展前景。合理设计电气照明方案，降低能耗，一定可以推动建筑电气照明节能技术更加快速的发展。
参考文献：
[1] 邵民杰，涂强，闵加.智能照明节能控制及管理技术在机场工程中的应用[J].低压电器，2011，（12）.
[2] 张俊，程大章.西门子KNX/EIB智能控制系统在建筑节能改造中的应用[J].低压电器，2011，（12）.
[3] 邵民杰，涂强，闵加.智能照明节能控制及管理技术在机场工程中的应用[A].中国照明论坛——绿色照明与照明节能科技研讨会专题报告文集[C].2012.
[4] 张欣苗.天津地区办公建筑窗墙比和自然采光对建筑能耗影响的研究[D].天津：天津大学，2013.
关于智能照明的深度观察 篇7
以康普Redwood智能照明网络解决方案为例, 其具备LED照明经济高效的全部优点, 同时还结合了能够报告移动物体、空间占用、光线 (采光) 和温度状况的集成传感器网络。照明网络有史以来第一次在建筑物的每一个角落进行高密度、经济型的布置。利用来自该传感器网络的数据可使照明和冷却系统达到业内最佳节能效果的同时, 还可提供有关空间占用时间、占用地点和占用方式的数据, 以期实现物业利用率的优化。
相较于采用LED照明产品和传感器来节省能源, 智能照明网络将可长期节省成本的LED照明与智能开放式API软件平台相结合, 从而可使节能更进一步。通过使用可洞悉系统运作、建筑物使用和占用位置等情况的传感器技术, 楼宇管理人员能够充分利用这些数据, 在能源优化、运营效率和空间利用方面做出更明智的决策。智能照明网络可通过开放式API与其他建筑系统集成, 使其具有可定制性和安全性。来自传感器网络的数据还可用来充分把握整个建筑物中的能效机会, 包括数据、HVAC、会议室预订系统和安全系统。
举例来说, 如果楼宇管理员对大楼有了更全面的认知, 便可了解到能源用量以及降低能源用量的方法, 从而确保所有工作空间都是有效利用的。比如在某些情况下, 会议室使用完毕后, 空调和照明系统依然在运转, 而智能照明网络则可以及时提醒楼宇管理员, 确保这些空间的系统是正常关闭或是为之后使用所保留的。空间规划人员也可以利用Redwood精确的空间占用数据来找出那些未被充分利用且可添置更多办公桌的建筑区域。
在建筑向更加绿色环保发展的大环境下, 企业和消费者一定会从智能照明网络解决方案中受益。希望长期降低能耗的企业可以采用楼宇自控系统, 在整个办公场所提供低压LED灯, 且每一个灯都附带有传感器的智能照明网络解决方案。这些传感器可以收集光线和空间占用等变量的数据, 然后再通过可控制灯光、设置照明策略并可实现采光等各项功能的网络软件程序进行处理。照明占建筑物总能耗的20%, 因此, 采用降低总能耗设计理念的照明可以提高建筑物的整体能效。
研究还表明, 将被动式设计策略与良好采光相结合, 可以对住户产生积极的心理影响。目前, 全球许多地区的员工工作空间的平均年成本已经超过13000美元。因此, 能够部署有助于楼宇管理员了解空间在何时何地以及如何被使用的技术, 对于管理人员而言就显得至关重要。Redwood可以全天候24小时提供有关建筑物是如何被利用的实时数据, 这是帮助管理人员应对此类挑战的关键要素。当显示有空间未被充分利用时, 就可以将这部分空间从租赁协议组合中去除, 从而使企业的实际空间需求与物业的供应之间的关系更加合理。
这种需求在亚太地区正呈上升趋势, 我们可以看到智能建筑正被广泛地采用。IDC报告称, 在亚太地区, 建筑物对智能方面的需求增长了3倍, 特别是在新加坡、澳大利亚和中国香港这些较为领先的市场, 他们对于楼宇控制和传感器技术等特定技术趋之若鹜。我们还看到, 许多处于领先地位的财富500强客户目前已经在整个建筑物中部署了该解决方案。亚太地区已有多个Redwood安装案例, 且亚太地区的一家大型银行已将Redwood评为首选供应商, 并有望在其所有新建筑物内部署该解决方案。
智能照明网络将继续变得更加智能、更为有益。物业的未来是连通、动态场景管理和开放的。连通就是指将来自诸如Redwood系统的数据与来自包括冷却系统、安保和会议室管理系统在内的一切数据共享。当照明系统指出无人占用会议室时, 那么该会议室在企业系统中保持已预订状态就就变得毫无意义。动态场景管理的意义是指综合分析多个数据流, 从而了解如何针对建筑物中的不同个体实现最佳建筑物运营。例如, 如果行程安排显示总经理将于上午10点抵达机场, 已连通的车辆显示总经理上午11点在去往办公室的路上, 则办公室系统应当在上午11点30分才处于备用状态, 而不是和建筑物其他区域一样上午8点就准备就绪。因此, 情境是最关键的一环。最后我想说, 未来一定是开放的, 终有一天, 那些对共享数据进行收费, 或者试图以专用或复杂的形式约束消费者的供应商必将失去市场。
办公照明智能控制设计 篇8
办公照明节电应在采用高效电光源、高效灯具的前提下,推广采用智能控制系统,即利用各种照明传感器将与照明有关的各种信号采集到智能控制模块,利用智能算法计算输出一个控制值,实现对光源的合理控制。
智能控制系统中,现场检测装置传感器的选用及设计直接影响着对灯具的调控,进而影响节能效果。本文介绍一种热释电红外传感器和光敏传感器相结合的智能照明控制方案。
1 办公智能照明控制方案设计
图1为办公室典型布置图,根据使用情况将其分为4个区域,每个区域的荧光灯配有可调光的电子镇流器,灯具由安置在办公室内的控制面板或远程主控上位机控制,现场检测通过热释电红外传感器S1～S4和光敏传感器S5～S7实现。
热释电红外传感器是一种检测物体辐射红外能量的传感器,利用具有极化现象的热晶体制作。红外辐射的物理本质是热辐射,当红外线照射热释电元件时,其极化强度发生变化,变化部分作为电荷被释放出来,从外部取出该电荷就变成传感器的输出电压。输出信号的强弱取决于温度变化的快慢,从而反映出入射红外辐射的强弱。利用热释红外传感器,可分别对各办公区域进行动静探测,即主动式(检测静止或移动极慢的人体)和被动式(检测运动人体)的监测。在夜间或加班工作状态,它可起到重要的节能作用。
光敏传感器是将光信号转换为电信号的一种传感器,其工作的物理基础是光电效应。办公室智能控制系统中,光敏传感器S5～S7用于检测各办公区域工作面照度。自然光随时间在强度和光谱上都会发生变化,会使室内工作面的照度不均匀。通过光敏传感器的检测,制定相应的控制策略,平衡室内的照度分布,使工作面照度保持相对稳定。预设2个极限照度值E1和E2 (E=ΦNUK/S。式中,Φ为光源的光通量;N为光源数量;K为灯具的维护系数;S为探测区域面积),当探测到的工作面照度E≤E1时,探测区域的灯具全部打开到额定光通量;当探测到的照度E>E2,并持续15min时,探测区域的灯具全部关闭。另外,设置2个照度阀值E3 (高于预设值E1的25%)和E4(高于预设值E3的25%),若探测到的工作面照度E>E3,并持续15min,则降低人工照明,通过电子整流器调节荧光灯到额定光通量的80%;若探测到的工作面照度E>E4,并持续15min,则调节荧光灯到额定光通量的50%。工作面照度持续15min是为了防止因短时天然采光的变化导致照明控制系统频繁变化,这在多云天尤为重要。
2 结束语
热释红外传感器和光敏传感器的综合应用,可实现办公照明管理中的照度感应控制、人体感应控制,以便充分利用自然光源,达到自动化绿色节能减排效果。
办公智能照明控制措施的应用,不仅能使办公室的视觉环境舒适,而且方便日常管理与维护,节约了能源,可推广应用于各类照明用电场合。
参考文献
[1]周希章.电技术与方法[M].北京:机械工业出版社,2004
[2]唐海.筑电气设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2007
智能照明综合评述和探讨 篇9
1智能照明的定义
到底什么是智能照明,或者换句话说,到底什么是照明系统,权威的定义至今还在探讨之中。
国际上,国际电工委员会IEC下属的技术委员会TC34(灯和相关器件)在2014年4月专门成立了为照明系统提供指导的咨询小组AG2,并于2014年9月为照明系统的定义和应用范围等在德国柏林召开研讨会。AG2提出照明系统的定义如下:
照明系统是光源、灯具和相关部件的组合,其相互作用以满足多种多样的照明应用需求,如人体舒适性、安全、环境友好和节能。照明系统可以包括物理元器件、元器件之间的通信、用户界面、软件,以及提供中央控制和监控功能的网络。
国际照明委员会CIE和国际标准化组织ISO没有给出智能照明的定义,但其下属的分委会如ISO TC274与IEC TC34就照明系统的标准化积极对接。
国内,半导体照明技术评价联盟(TEAS)专门成立了“Lighting System”工作组,也提出了照明系统的定义:
照明系统是以提供照明为基础的系统,包括自然光照明系统、人工照明系统及二者结合构成的系统,该系统可利用控制技术、网络通讯及传感技术等,实现照明应用的安全性、节能性、便利性、舒适性、艺术性。
以上的定义很好地阐述了什么是照明系统或者什么是智能照明,但需要强调的是智能照明首先应该满足人们对照明的需求,再增加其他功能。智能照明的概念可大可小,往小的看,如在厨房照明中增加煤气泄漏探测器以闪烁红光提醒主人就是很好的智能应急照明;往大的看,智能照明是智能建筑或智慧城市的重要组成部分。智能照明的很多应用都已连接到因特网,这就要着重考虑网络安全问题。目前智能照明处于起步阶段,大部分涉足企业把精力更多地投在应用研发上,而安全考量及研发投入较少;这些智能照明设备和系统在大范围投入市场后,可能会被安全漏洞摧毁,且漏洞一旦暴露,后期的修复升级成本极高。
2智能照明的应用
智能照明被业界公认为是未来重要的发展方向,不过目前智能照明仍然处于发展的初期阶段。照明智能化需要改变固有模式,对照明系统来说,以前的智能化或数字化,更多的是通过电线来连接,但未来的智能照明需要不断创新模式,这就需要用到互联网的技术,通过Wi Fi、红外线、蓝牙等无线方式实现对整个照明环境的智能控制,技术进步将不断提升消费者对照明的新需求。
从应用来看,智能照明主要依托于智慧城市(室外智能路灯)和智能家居(室内智能照明)。
2.1智能照明的室外应用
智慧城市是城市信息化的高级形态,是工业化、城市化和信息化深度融合并向更高阶段迈进的表现,是涉及以物联网、云计算、移动互联以及大数据等新兴热点技术为核心和代表信息技术的创新应用。智慧城市是一个复杂的、相互作用的系统。在这个系统中,信息技术与其它资源要素优化重组,促使城市更加智慧地运转。智慧城市是城市发展的新兴模式,智慧城市的服务对象面向城市主体——政府、企业和个人,它的结果是城市生产、生活方式的变革、提升和完善,终极表现为人类拥有更美好的城市生活。
作为智慧城市的重要组成部分,智慧照明是建设智慧城市的公共服务应用项目之一,将其更好地融合到智慧城市建设的大潮中,具有重要意义。智慧照明通常叫智慧公共照明管理平台或智慧路灯,是通过应用先进、高效、可靠的有线PLC(电力线载波)或无线Zig Bee通信技术,以提升公共照明管理水平,节省运维成本。应用信息技术、高科技进行智慧路灯的创新设计,建设智慧城市,是顺应全球的节能环保需求,是接轨新的生活方式和满足新时代需求的积极行动。
2.1.1欧美智能路灯
英国伦敦计划从2012年至2016年对1.4万盏路灯进行智能化改造,如图1所示。这些路灯可以通过i Pad来控制开关和亮暗,当灯损坏或寿终时,可以向工程师告警。预计初始投资325万英镑,每年可节约维护费和电费42万英镑,7年多能回收成本[4]。
美国洛杉矶市为了达到节能40%,决定从2009年2月开始,计划5年内改造14万盏路灯由原来的高压钠灯改为LED路灯,同时安装远程控制系统。该改造工程如今已顺利竣工,总共安装了141 089盏全新的LED路灯,如图2所示。预计洛杉矶全市每年可节约电费至少700万美元,减少了250万美元的维护费支出,这些都得益于其高效节能的LED照明和智能控制。与此同时,洛杉矶的犯罪率有了明显下降,自从2009年路灯改造以来,晚7点至次日早7点这个时段内的汽车盗窃、入室盗窃和故意破坏公物等犯罪行为已经减少了10.5%[5]。
2.1.2国内智能路灯
目前,国内城市公共照明存在如下一些问题:
●运维费用高:巡检范围广,人工和车辆巡检费用高;灯具、线缆偷盗现象损失大;
●信息化管理滞后:实时能耗数据统计困难;能耗监管存在漏洞;
●电能浪费大:有些路灯存在白天亮晚上不亮的情况;地广人稀街道路灯常年夜如白昼;早晚亮灯不能按季节和气候变化,没有灵活调控。
通过LED路灯改造,将大功率的高压钠灯改造成小功率的LED路灯,并在LED路灯上增加一个单灯控制器,通过PLC或Zig Bee协议,可以将所有的路灯进行信息化管理,能大大解决上述问题,如图3所示。通过LED路灯示范工程,提高了照明知识的普及,但是在广东、山东和陕西等地还有很多不符合照明科学的应用案例,只关注照度和照度均匀度,出现了斑马线和眩光等问题;科学的方法应该是更加重视路面的亮度和亮度均匀度以及灯具的配光等。
现阶段,LED智能路灯最常用的功能是巡检和防盗,至于二次节能的调光功能,由于缺乏相应的标准,且大部分的路灯改造是EMC(合同能源管理)项目,涉及节省下来的电费分配,业主往往不同意在深夜时把路灯调暗,故LED路灯仍有很大的节能空间可以挖掘。
LED智能路灯的拓扑图如图4所示,电脑、i Pad或手机终端通过因特网来控制路灯中央控制管理系统,中央控台再通过因特网和GPRS网络把指令发给集中控制器(智能控制台),集中控台再通过Zig Bee无线协议控制旗下的每盏LED路灯[6,7,8]。从而后台可以对LED智能路灯实现开关控制、调光控制(PWM或0~10V调光)、巡检、自由编组、地图指引、按天文时钟自动运行、故障报警、偷盗报警和远程抄表等功能。
由于LED智能路灯已连接到因特网,这就不得不考虑网络安全问题。对于网络安全,中央控台加装防火墙或者直接租用云服务,并对数据传输进行加密,部分厂家采用硬件加密;部分厂家采用算法加密。如AES 128位技术,使本来就不快的通讯速度变得更慢,这就需要平衡安全和通讯速度。
作为智慧城市的重要载体,未来LED智能路灯将能感知到天气、温度、湿度、光照、PM2.5、噪声、雨量、风速、车流等信息,融合了照明、节能以及数据采集转发、无线传输等功能。同时,LED智能路灯也将构成新一代无线城域网,可以为路灯管理、城管执法、公共交通、环境卫生等城市公共管理提供及时有效的应用;而公安、交通、环卫、城管等多部门通过“城市云”平台可实现协同作战、资源共享,完成对城市服务升级的同时,也能使普通大众享受到城市数字生活变革带来的实惠,真正把智慧城市落到实处。
2.2智能照明的室内应用
2014年,有人说是智能家居的元年,谷歌、苹果、三星等国际大佬纷纷抢占智能家居地盘,而国内阿里、百度、小米、腾讯等互联网企业也在智能家居领域跑马圈地。站在智能家居的入风口,智能照明无疑是最受人关注的“热门词”,智能照明跨界发展。
室内智能照明的主要功能有:
●智能控制:利用智能终端远程控制照明系统,使操控更加便捷、智能,提高管理水平,减少维护费用;
●健康舒适:通过调光、调色来营造健康、舒适的光环境,使灯光更符合人体的生理节律;
●绿色节能:根据不同的时间、地点、应用场景等,预设合适的光照要求,实现“按需照明”的节能化管理;
●延长寿命:降低灯具的平均使用功耗,减少灯具无效工作时间,减少电网对灯具的冲击;
●系统联动:智能照明系统与安防系统、能源管理系统、楼宇控制系统等联动。
如图5所示,国内外有很多厂家已推出可以调光、调色的智能灯(大部分是球泡灯),如Philips hue,LIFX,Lumen Smartbulb,Berkin We Mo,GE Link Smart LED,Osram LIGHTIFY,小米Yeelight,林洋Lucala,幻腾Nova2,鸿雁的元素智能灯和生迪的无线音乐智能灯等。以Philips hue为例,买3个一组球泡灯,送一个hue桥接器,客户可以通过APP连接到桥接器,借助Zig Bee协议来控制灯泡的亮暗和颜色;如需远程控制,桥接器就需要连接到家里的路由器,并充当Wi Fi转Zig Bee的协议翻译器。Zig Bee模块的功耗极低,假设每天使用Zig Bee 500次,功耗仅为20 m J/h(约5.6 W),而笔记本电脑用的Wi Fi模块(200m A,3 V,连续收发)的功耗约为2 k J/h;Zig Bee的功耗只有Wi Fi的十万分之一[9]。
未来,作为智能家居的重要组成部分,智能灯泡可以通过集中控制器连接到家里的无线网络,与互联网或社交网站相连,提供天气预报、约会提醒、唤醒等服务。用户还可以通过手机或平板电脑对家里的灯光进行任意设置和操控,从而营造出满足个人偏好的家居照明场景。
目前,室内智能照明仍处于“叫好不叫座”的初级阶段,国内外都无大规模的应用案例,仅在会议室的场景模式、老年人监护、室内PM2.5检测、家庭影院以及多彩家居场景等有零星应用。
3智能照明的通信协议
目前用于智能照明的通信手段有很多,有线技术主要有PLC、RS485、Ethernet (IEEE 802.3)、EIB/KNX、Lon Works、DALI、DMX512和C-Bus等;无线技术主要有Zig Bee、蓝牙、Wi Fi、红外、普通RF和Z-wave等。这些协议在各自的领域均有自己的优势,并占据各自优势市场,所以在短时间内无法将智能照明的通信协议统一,但是相信未来智能照明发展的趋势是一个兼容的局面[7]。常见的五种通信协议的对比见表1。
对于室外应用来讲,用于道路照明的主流协议是Zig Bee和PLC;而景观照明大多用Zig Bee或总线协议。
用于室内智能家居的通信协议就更多了,目前仍处于百家争鸣的阶段,没有一种协议被广泛采用。据业内专家介绍,未来智能家居中的白色家电(如冰箱、空调、洗衣机等)、智能照明、安防系统和智能开关等将采用低速率的Zig Bee或蓝牙协议,黑色家电(如电视、音响、DVD播放机等)将采用高速率的Wi Fi协议,而有交互界面的手机、i Pad和电脑等可以通过支持Wi Fi、Zig Bee和蓝牙协议的路由器来控制智能家居的所有设备。
4智能照明的标准
智能照明是未来照明的重要发展方向,是智能家居、智慧城市发展的重要组成部分。预计智能照明产品的数量将快速增长,但目前缺乏全面评估智能照明产品性能的指标和方法,标准体系的建设处于起步阶段。
国际上,2014年11月IEC/TC34/AG2在东京向TC34提交了改组组织架构的建议;TC34技术委员会采纳了如下的建议,即在原有的SC 34A (灯)、SC 34B(灯头&灯座)、SC 34C (附件)、SC 34D (灯具) 的4个分委会的基础上,新增第5个分委会SC 34E (智能照明系统),如图6所示。
国际上还有一些组织在积极推动智能照明的发展,如互联照明联盟TCLA(The Connected Lighting Alliance),该组织并不参与制定标准,而是采纳已有的开放标准来支持无线照明解决方案的全球普及和发展,现阶段主推ZLL(Zig Bee Light Link)协议;如成立于2012年的TALQ联盟,其旨在建立一个可在全球范围内接受的用于室外照明的中央控制管理系统软件接口协议。
国内,有零星的相关标准发布,如国家半导体照明工程研发及产业联盟 (CSA) 发布了CSA018 LED公共照明智能系统接口应用层通信协议的联盟标准和上海市城乡建设和交通委员会发布了LCP-SH-ROAD-U上海市道路LED照明应用技术规程的送审稿,但智能照明的基础标准如定义仍是空白。
所以,现阶段急需进行标准化的有:
●智能照明系统基础标准:定义,术语和应用范围(如家居照明系统、工矿照明系统、道路照明系统和景观照明系统等);
●智能照明系统评价标准:安全、健康、舒适度、节能和环境友好等;
●智能照明系统组件标准:单灯控制器,传感器,电源,集中控制器和中央控制管理系统;
●智能照明系统所涉及的接口协议标准:中央控制管理系统服务层接口协议,中央控制管理系统与集中控制器之间的通信协议及测试标准,集中控制器与单灯控制器之间的通信协议及测试标准以及单灯控制器与驱动电源之间的接口标准及测试标准等。
摘要：本文阐述智能照明的定义,介绍智能照明在室外、室内的应用,智能照明常用的几种通信协议和国内外标准化的情况,并探讨了智能照明下一步需要在哪些方面进行标准化。
VLC智能照明系统探讨 篇10
可见光通信(VLC,Visible Light Communication)也称作Li Fi(Light Fidelity)是一种基于LED照明基础设施而实现无线通信。利用LED光源发出人眼无法察觉的可见光高频闪烁来完成信息传输,具有频谱宽、绿色节能、深度覆盖、可与现有LED照明设施有机结合等特点。同传统的射频无线电通信及其它无线光通信技术相比,VLC具有无处不在、传输速率高、不占用无线电频谱资源、无电磁辐射、无电磁干扰等优势,被认为是无线频谱资源受限、无线电信号深度衰减及电磁敏感等应用场景下,最具前景和优势的短距离宽带通信覆盖技术,受到了各界的广泛关注。2011年,基于LED灯的Li Fi技术,在The Times评选的全球最优的50项发明中排名第8位。
电力线通信(PLC,Power line Communication)是一种在电力系统通信(包括智能电网)、物联网和数字家庭中广泛使用的通信方式。发送信息时,是将数字信号调制并耦合在低压220V(或者中压10k V)电力线上,利用电力线作为介质进行数据传输,如图1(a)所示。在接收端,通过解调恢复出信息,实现信息传递,如图1(b)所示。PLC具有系统成本低、覆盖范围广、安装方便、即插即用等特点,做到了“有电的地方就可以有通信信号”。PLC解决了信息网络改造的布线难题。
随着LED照明的迅速普及以及VLC技术的快速发展,基于LED照明的VLC-PLC融合通信网络将成为新一代室内移动通信技术的“生力军”。VLC和PLC深度融合技术,可以兼顾照明的同时实现通信功能。无需铺设骨干网,无需架设AP设备,成本极低,安装简单;几乎没有电磁干扰,特别适用于一些电磁屏蔽的场所;VLC可应用于室内定位,相较于Wi Fi定位等技术,定位精度高;保密性好,无法穿墙,适用于一些保密会议场所。
1 VLC-PLC融合技术
文中提出基于VLC-PLC融合网络架构及其关键技术方案,包括VLC-PLC融合传输调制技术和局域网络架构,研制支持VLC的移动终端、具有数据发送功能的LED光源灯具、VLC-PLC的信息服务系统平台及客户端软件(包括多媒体广播、室内定位导航、基于位置的音视频解说等功能)。
1.1基于的多媒体广播
VLC的下行数据传输速率可达百兆级,但是上行速率受到终端限制,还无法满足上网的需求。在PLC传输距离100 m,VLC传输距离8 m,物理带宽在8 MHz,系统通信速率可达48 Mbps,可完全满足音视频等多媒体广播需求,如图2所示,并可以支持多用户接入。
1.2基于的室内定位导航
导航立足于短距离、低速率、低功耗技术,该系统的最大下行速率2 Mbps,考虑室内定位导航信息的上传,可使用现有红外、蓝牙、Zig Bee、Wi Fi等无线技术。目前主要使用红外线做定位上行,并且可实现上下语音对讲。在灯具功率20 W、灯下照度300 lx,PLC传输距离500 m,VLC传输距离2 m,其平均速率可达200 Kbps。可见光定位导航则是基于LED照明灯具布置情况,也即每盏灯具具有不同的ID地址信息,如图3所示。当终端接收到对应的ID后,就可记录当前位置;主要应用在大型商业地下停车场、室内商业街、博物馆、电缆隧道等无移动信号覆盖、需要精确定位的商铺、陈列品及巡检人员位置等。
2智能照明系统
自20世纪90年代提出物联网概念后,随着更多行业不断向智能化方向发展,其中照明系统也已步入到智能化发展的潮流中。LED照明处在一个良好发展的历史时期。只需给LED很小的电流电压就可驱动,并可以发出足够的亮度。若能利用VLC-PLC融合网络技术将LED照明配备智能化控制系统,必将给LED照明带来新的发展。
在目前的照明控制应用系统中,只是实现服务端控制终端的应用层面,更深的应用则是将照明设备与照度传感器进行互补计算,进一步将照度调整到合适的数值上。比如在白天,因室内采光位置不同,就需调整房间内不同位置的照度值,满足室内一般照明环境的配置。如图4所示,照明灯具对照明区域可进行自适应领域计算,得到相应的照度值或亮度值。
基于PLC与VLC的通信技术在智慧城市建设中的各个领域都可以发挥重要的作用,如车站、飞机场、商场、购物中心等具有大型地下车库的场所可提供带有附加定位导航服务的智能照明系统;对于博物馆、科技馆等具有定位的解说;医院、智能变电站、电缆沟等电磁波敏感场所的无线通讯与定位服务;基于可见光通信技术的智能照明系统拥有十分广阔的市场。
作为第四代新型半导体(LED)照明光源,具有绿色环保、高效节能、长寿命、易于调控等优点,并且可见光通信技术借助目前广泛覆盖的LED照明网络,可实现信息通信均匀覆盖,使移动信息发布网络与照明网络合二为一,大大降低各场所信息化的复杂性和成本,可以解决Wi Fi、3G等无线通信技术因人群密集而无法有效满足多用户应用的问题,并实现与移动智能终端的信息交互。预计在智慧城市建设的各个领域中可形成数亿的产值,不仅可带动智慧建筑的发展还具有可观直接的经济效益。
3结论
可见光通信与电力载波通信深度融合研究及技术应用、技术创新,主要是实现照明网、供电网、通信网的三网融合。利用三网之间融合进行技术创新、开发新的应用市场模式。面对智慧城市建设和建筑智能化的广泛需求,依此推进基于可见光通信的新一代无线局域网络技术应用发展,满足于智慧建筑信息化、智能化需求,发展LED智能照明应用系统。不同于3G、Wi Fi等无线技术,对于大型地下停车场、无线电辐射敏感场所、保密性场所等均具有良好的全覆盖性、无辐射、抗扰能力强、保密性好、支持更多用户信息需求等独特的优点。
参考文献
[1]潘卫清,刘立人,刘锡民.成像光通信系统及编解码方案[J].中国激光,2006,33(2):213-220.
[2]娄鹏华,张洪明,郎凯,等.基于室内可见光照明的位置服务系统[J].光电子.激光,2012,12:011.
[3]P.Amirshahi and M.Kavehrad,“Broadband access over medium and low voltage power-lines and use of white light emitting diodes for indoor communications,”in Proc.IEEE Consumer Communications&Networking Conference,Las Vegas,USA,Jan.2006.
[4]J.Song,K.Yan,F.Yang,Q.Xie,F.Ren,and J.Li,“Coded modulation with APSK constellations for power line communication,”in Proc.IEEE ICC 2013,Jun.2013,pp.4310-4314.