時間:2023-05-29 18:23:14
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇智能照明系統,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
一、智能照明控制系統綜述
照明控制系統是組成建筑的元素之一。隨著近年人們對建筑智能化的關注和重視,智能建筑快速發展起來,而照明控制系統也成為照明發展的一個全新而重要的方向。今天,照明系統應用在各種情景場合中,控制要求也在不斷提高,以前單純的開關控制已經不能完成所有的控制要求。于是,智能照明控制技術也在現代計算機、電子、自控技術的高速發展條件下應運而生。所謂智能照明控制系統,就是利用計算機技術、通信網絡技術、自動控制技術、微電子技術等,實現可根據環境變化、客觀要求、用戶需求等條件而自動采集分析系統中的各種信息,并對結果進行存儲、顯示、傳送、反饋控制等處理,以達到更好照明控制效果。
智能照明控制系統具有廣闊的應用前景。首先可以提高建筑照明光環境質量,充分考慮到視覺作業、合適照度、亮度分布、視覺舒適性、眩光控制、顯色性、使用者主觀感覺等。其次可以體現以人為本的思想,創造舒適、個性化的燈光工作環境,從而提高工作效率。第三,其具有通信功能,可作為智能建筑系統的子系統,并與電視、網絡、家居入侵報警等共同構成智能網絡系統。第四,提高系統的控制管理水平,節省能源,減少系統運營成本。
二、照明控制系統發展及構成
照明控制有一個由簡單到復雜的發展過程。最初的控制為開與關的控制。控制的主要方式有翹班開關、低壓斷路器、延時開關和聲控開關、紅外移動探測開關等。
隨后,照明控制發展到了對亮度的控制即調光控制。下面列舉幾種常用燈具的調光:
(1)白熾燈調光現在大多采用晶閘管或晶體管進行前沿相控或后沿相控調光。
可控硅前沿相調光輸出電壓幅值為Uo=Ui[sin2φ1/2π+(π-φ)/π](0≤φ1≤π)。式中:φ1―可控硅關斷角度。晶體管后沿相調光輸出電壓幅值為Uo=Ui(φ/π-sin2φ2/
2π)1/2(0≤φ2≤π)。式中:φ2―可控硅導通角度。無論是前沿相還是后沿相調光,都會帶來高次諧波,有一定危害性。目前可控硅調光器大多采用大的鐵心電感線圈來遏制高頻干擾。
(2)傳統白熾燈調光方法不適合于熒光燈。基于控制集成電路(IC)的電子鎮流器,為熒光燈調光提供了可能性。熒光燈調光方案主要有以下兩種:
電壓控制頻率調制:可調光熒光燈電子鎮流器的控制IC一般都內置一個電壓控制振蕩器(VCO),改變VCO的電壓,則可以改變振蕩器頻率,從而實現調光目的。
相位調制:是通過調制鎮流器的工作頻率和驅動電路,以控制熒光燈電壓與電流間的相位移。電壓與電流同相位時,鎮流器交付給燈的功率最大;電壓與電流不同相位時,僅有部分功率遞交給燈。
(3)LED調光。現在市場上存在PWM、模擬及雙向可控硅三種方案。模擬調光通過改變流過LED的電流大小實現光亮度變化。
在調光器基礎上,智能照明控制系統出現了,它經歷了從模擬到數字化的轉變。先期的模擬技術典型控制方式是1~10v電壓調光接口,而后來數字控制方案的代表是數字可尋址照明接口技術,它是全數字、模塊化、分布式的控制系統。整個系統由管理模塊、調光模塊、探測模塊、操作模塊等各種功能模塊組成。每個模塊中含有微處理器和存儲器,也可僅含存儲器,系統的每個功能都儲存于某個模塊中。而系統網絡連接只需通過網線相連,它可以是一般的五類雙絞線,或是通過載波方式調制在電力線上,或是通過無線網絡方式進行通信。
三、智能照明控制系統控制器選擇
智能照明控制設備分為三大類:開關控制器、調光控制器和LED調光控制器。輸入電壓既可為單相交流220v或三相交流380v。下面以邦奇公司產品為例,介紹控制器的選擇。
邦奇開關控制器(如DRC,DDRC系列)的通道輸出有三種結構形式:無電源的多進多出通道輸出,單相或三相電源輸入多通道輸出,三相電源輸入交流接觸器輸出。如原來系統為6路6KW開關控制燈回路,根據邦奇樣本選用DDRC810,出線配220V交流接觸器。邦奇Dynalite調光器分為前沿相控(如DTK,DLE系列)和后沿相控調光器(如DTE310,DTE1210)。后沿相控調光器適用于具有電容性阻抗的電子變壓器低壓燈,而不太適用于具有電感性阻抗的燈。前沿相控調光器適用于具有電感性阻抗的燈,而不太適用于具有電容性阻抗的燈。不同性能的燈具選擇不同調光器:(1)白熾燈為電阻性阻抗,Dynalite的所有調光器都可控制用220V電壓點亮白熾燈。(2)熒光燈。一般有4只引腳的熒光燈附加電子可調光鎮流器后是可調光的。因為其調光是通過低壓信號控制鎮流器完成的,所以控制熒光燈調光有兩對線,一對是低壓控制信號線,另一對是220V電源線。(3)冷陰極燈(發光、充氣、霓虹)。當這種燈采用鐵芯電感型變壓器工作時,可采用前沿相控調光器,一般可低調到20%。 (4)充氣燈。這種燈可以用正弦波電壓變換器SVC210調光,可下調到40%~50%,一般金鹵燈采用開關方式工作。(5)LED燈。采用LED專用的調光控制器調光。如果照明系統為4路2KW和12路0.5KW出線調光燈回路,可根據邦奇公司產品樣本選用一臺單相4通道10A(型號DLE410)和一臺單相12通道5A(型號DLE1205)調光控制器,再配上控制面板后,組成智能照明控制系統。
控制器模塊可直接安裝在配電間的墻上,也可安裝在機柜內。控制面板內部是低壓小信號微電子器件,因而嚴禁與強電設備混裝在一起。
四、智能照明控制系統節能效果
采用智能照明控制系統的目的,是在大幅度提高照明質量的前提下,使得建筑照明的時間與數量更加準確、節能效果更佳。原來進行照明計算時,照明設備的計算負荷是照明設備安裝容量乘以需要系數得到的,即Pjs=kc*Pe。采用智能照明控制系統后,照明設備計算負荷就等于安裝容量,即:Pjs=Pe。
五、應用舉例
關鍵詞:智能照明系統 自動化控制 應用
最近這些年來,我們國家的經濟在很多方面都已經取得了很大的發展,與此同時,智能建筑物也出現在了人們的視線范圍之內,尤其是在我國的一些一線城市,因為這里的經濟發展非常快速,而且已經發展的比較好,這里出現智能化建筑當然也會出現的比較早,出現智能建筑之后不就,科學家就研究出了智能照明系統,這個系統和智能建筑相結合會帶給居民很大的便利,而且智能照明系統也是我們推行智能建筑的一個方面。
1、智能照明系統的一些優點
和那些傳統的照明系統相比,智能照明系統存在著下面的一些優點:
1.1節約電量,能延長使用壽命
智能照明系統是以現代化的一些電子信息技術為基礎的,通過這種方式研究出來的智能系統對很多的電氣設備(主要是一些照明用的燈具)都能夠起到一定的控制。如果智能建筑處在一個光照比較強的環境的時候,那么這時候建筑物室內的照明燈具就會自動調暗;而當建筑物室外的光照強度比較弱的時候,智能建筑物室內的照明燈具就會自動變亮,這些智能燈具的作用就是要保證室內的光線長期處于一個恒定范圍之內,這樣就可以充分的利用外界的光亮來降低建筑物的照明能耗。智能建筑物內所應用的智能照明系統所使用的照明工作方式是:按照已經設置好的時間去自動的進行開關燈處理,這種通過智能化的系統而使燈具作用的方法可以在很大程度上降低智能建筑的能源消耗。除此之外,原來建筑物中使用的照明燈具都是配置好鎮流器的白熾燈,這種燈具經常會出現閃動的情況,如果長期禁受這種低頻閃動的話很可能會導致居民出現頭昏腦漲或者是眼疲勞等情況,這樣肯定就會給居民的生產生活帶來一定的負面影響。而智能照明系統應用的是能夠自動調節燈具亮度的電子鎮流器,這種鎮流器長期工作在高頻率的電流下,所以,不會出現頻閃的問題,同時也能夠保證燈具的亮度穩定。智能照明系統在給居民提供良好的工作生活環境的同時,也能夠提高他們的工作效率,這樣也可以有效的延長智能燈具的使用年限。
1.2 智能照明系統比較人性化
通常來說,在不同的區域,建筑物的照明質量也會有一些不同,這時候就需要根據不同的照明情況去調整建筑物內的照明狀態,這時候如果使用的是智能照明系統的話,那么就可以通過控制照明的場景和定時時間去控制整個建筑物內的照明效果了。智能照明系統可以保證智能建筑物內的照明狀態長期處于一個很好地工作狀態,控制系統應該能夠按照既定的設置完成智能照明系統的工作狀態,然后這個系統就可以長期工作在自動化的狀態下了。比如,我們可以在一個月之內把燈具的自動調換狀態設置成一個狀態,因為在一個月之內外界的照明狀態基本是一致的,所以,我們設置好的智能照明系統就可以滿足智能建筑物之內的照明情況了,而且這種智能照明系統還可以設置成在沒有居民的情況下自動關閉燈光。
2、智能照明系統的一些應用
目前來看,我們可以看到智能照明系統主要是應用在了一些規模比較大的體育館和一些商務賓館或者是公共的辦公場所,因為這些地方的照明系統都是比較龐大的,如果只是依靠人力去控制場地范圍之內的照明,是不能夠完成控制作用的,所以我們必須要依靠智能照明系統去控制這些大型建筑物的照明情況的。
智能照明控制可以有效地把公共場所的一切燈具管理好,同時還能夠配合許多的工作需要去實現這些處所的自動化燈具控制。通過這種只能照明系統的燈具控制方法是可以有效地把各種不同的需要滿足這些情況的,既可以很好地適應周圍建筑物所在的環境,同時還能夠完成所需燈具的效果。在智能監控中心,我們可以把整個公共場所的所有照明燈具都控制好,我們需要讓哪盞燈亮起來,那么哪盞燈就會亮起來,我們想讓燈具在什么時間亮起來,燈具就會在什么時間亮起來,因為每盞燈具都會和我們設置好的編制系統連接好,這時候每盞燈都會受到我們的控制。在這些地方的智能照明系統控制過程中一般都會有控制柜,控制柜的作用就是通過對這個柜子的控制來實現對整個場所的所有電量使用者進行良好的控制。
公共場所的智能照明系統,是通過自動化控制系統去完成既定的運行要求的,這樣不僅可以有效地降低一些建筑物不必要的電量消耗,而且還能夠降低自動化照明系統的維護費用;與此同時,我們還可以通過這個系統去進行燈具的開關調節,我們進行這樣的調節還可以通過自動化控制系統去避免燈具在電量過程中而產生的較大的啟動電流,這樣對燈具也是一種比較好的保護,燈具的使用年限會有一個比較大的延長;應用智能照明系統的建筑物能夠給居民節省一定的經費開支,為了能夠盡早收回建筑物在建筑過程中用掉的成本,也會提供一定的便利條件。通常來說,公共場所本身的線路是非常多的,這些線路的功能也比較復雜,如果我們仍然還要使用原來的傳統照明系統,那么我們就很難實現我們想要的燈具控制模式。通過大量的實踐證明,如果應用智能的照明系統可以對輸電線路的簡化起到很大的效果,也可以降低材料的消耗,這樣就會降低項目的資本投入量,對施工的工期也會有一定的縮短,對后期的維修工作和管理工作都會有很大的幫助,同樣給智能建筑工程的具體施工也會帶來一定的便利。
3、結語
總而言之,現在我們國家的經濟發展速度非常的迅速,與此同時智能化的建筑物也就相應的出現了,和智能化建筑一塊到來的還有智能照明系統,這種照明系統和傳統的照明系統比起來有很多的優點,而且現在在一些公共場所,大型的建筑物上都有所應用,使用這種控制系統不僅有利于我們對燈光的控制,還能夠結語電量資源。
參考文獻:
[1]朱惠梁.智能建筑照明之智能功能應用分析[J].商品與質量:建筑與發展,2011(7).
Futronix已經為世界上最富盛名的部分酒店和建筑提供了照明控制系統。其中包括Burj Al Arab-位于迪拜的一家七星級酒店。
世界上有許多酒店可以用奢華這樣的詞來描述,但很少有酒店能夠與Burj Al Arab相比,其豪華程度令人嘆為觀止,金碧輝煌,美侖美奐。
它是全球最高的酒店,高321米(1053英尺)。它屹立在距海岸線280米的人工島上,具有全球最大的中庭,共有60層。所有202個房間都是兩層樓的套房,套房內房間數從6到30不等。屋頂有直升機停機坪,100英尺的水景,要到達餐廳需乘坐3分鐘潛艇,Burj Al Arab糅合了最奢華的景致和最先進的技術。
Futronix為向這樣一家酒店提供照明控制系統感到驕傲。整套系統共有14,000個頻道,是公司迄今為止設計的最大的建筑用照明控制系統。每個套房都有一個或多個PFX-32調光控制系統,控制著每個房間內的照明。 最大的套房安裝了五個系統,共有160個照明控制頻道。
每個房間內的臺燈都配備了Futronix臺燈控制器,屬于場景調光系統的一部分。每個房間內的場景可從控制面板進行選擇。另外,臺燈亮度可單獨設置。
在臥室內,床的兩側都有精致的控制面板。這些功能還創造了“引領至衛生間”的效果。夜間,客人要去衛生間時,只需按下面板上一個永久明亮的按鈕。最近的臺燈將漸漸變亮,房間內的照明系統自身即可將客人引導至衛生間和浴室。
控制所有樓層照明的調光器機柜都聯在一起,可通過一個定制的圖形界面進行操作。
在這套系統中有許多自動功能,從而使它變得獨一無二。例如,每個樓層都有自己的客人接待處,都配備了“樓層”主控制器。當客人到達時,接待人員將選擇套房號并將所有照明系統打開至預設的“歡迎”場景; 同樣,當客人離開時,燈將被關閉。該酒店具有小城市的電能要求,為應對緊急情況,特別配置了備用發電機。在出現電能緊張的情況下,BMS系統將向樓層控制器發送一個信號。樓層控制器將把每個套房的照明系統調到節能級別,并考慮到客戶是否已選擇了該級別。
每個套房的前門都有一個主控制面板,客人可將所有照明切換至“歡迎”場景或“退出”場景。退出場景不包括一些可能仍在使用的重要區域,如臥室和浴室。
在使用過程中,Futronix PFX系統的全數字設計已證明可以提供最長時間的可靠性。
Burj Al Arab見證了PFX-32系統的靈活性,說明它可以滿足最復雜的要求和最嚴格的標準。
關鍵詞:智能 建筑照明 控制系統
隨著現代建筑科學技術的不斷進步和發展,人們物質文化和精神生活水平迅速的提高,智能化已經成為當今建筑發展的主流技術,涵蓋從空調系統、消防系統到安全防范系統以及完善的計算機網絡和通信系統。但是長期以來,智能照明在國內一直被忽視,大多數建筑物仍然沿用傳統的照明控制方式,部分智能大廈采用樓宇自控系統來監控照明,但也只能實現簡單的區域照明和定時開關功能。相比之下,智能照明系統體現出強大的優越性,它在智能建筑中的應用越來越廣泛【1】。
一、智能照明系統在智能建筑中的應用效果
(一)實現照明控制智能化
采用智能照明控制系統,可以使照明系統工作在全自動狀態,系統將按先設定的若干基本狀態進行工作,這些狀態會按預先設定的時間相互自動地切換。例如,當一個工作日結束后,系統將自動進入晚上的工作狀態,自動并極其緩慢地調暗各區域的燈光,同時系統的移動探測功能也將自動生效,將無人區域的燈自動關閉,并將有人區域的燈光調至最合適的亮度。此外,還可以通過編程隨意改變各區域的光照度,以適應各種場合的不同場景要求。智能照明可將照度自動調整到工作最合適的水平【2】。
(二)改善工作環境,提高工作效率
傳統照明系統中,配有傳統鎮流器的日光燈以100Hz的頻率閃動,這種頻閃使工作人員頭腦發脹、眼睛疲勞,降低了工作效率。而智能照明系統中的可調光電子鎮流器則工作在很高頻率(40~70kHz)不僅克服了頻閃,而且消除了起輝時的亮度不穩定,在為人們提供健康、舒適環境的同時,也提高了工作效率。
(三)可觀的節能效果
智能照明控制系統使用了先進的電力電子技術,能對大多數燈具(包括白熾燈、日光燈,配以特殊鎮流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等)進行智能調光。當室外光較強時,室內照度自動調暗,室外光較弱時,室內照度則自動調亮,使室內的照度始終保持在恒定值附近,從而能夠充分利用自然光實現節能的目的。除此之外,智能照明的管理系統采用設置照明工作狀態等方式,通過智能化管理實現節能。
(四)提高管理水平,減少維護費用
智能照明控制系統將普通照明人為的開與關轉換成了智能化管理,不僅使大樓的管理者能將其高素質的管理意識運用于照明控制系統中去,而且將大大減少大樓的運行維護費用,并帶來較大的投資回報。
二、智能照明控制系統的重要性
智能照明控制系統是為了適應各種建筑的結構布局以及不同燈具的選配,從而實現照明的多樣化控制。現有的智能照明控制系統主要分為中央集中控制系統及分布式控制系統兩種。
對于一個完整的辦公樓智能照明控制系統來說,辦公區是辦公樓的主要組成部分,采用智能照明控制系統,可使其照明系統工作在全自動狀態。通過配置的“智能時鐘管理器”可預先設置若干基本工作狀態,通常分為白天、晚上、清掃、安全、午飯等,根據預先設定的時間段可自動的在各種狀態之間進行轉換。智能照明控制系統還能保證辦公區域和公共區域協調的工作。如:辦公區域有員工值班時,電梯廳、走廊等公共區域的燈就保持基本的亮度,只有當辦公區域的人走完后,才將燈降低到安全狀態或關掉,避免不必要的能源浪費。
三、智能照明控制系統的優點
智能照明控制系統與傳統照明控制系統相比,在控制方式、照明方式、管理方式以及節能方面等均有不少優點。
首先在控制方式和照明方式上,傳統照明控制采用手動開關,只有開和關,而且只能一路一路地開和關。而智能照明控制采用調光模塊,通過燈光的調光在不同使用場合產生不同的燈光效果,營造出不同的舒適的視覺氛圍。其次,智能照明控制系統由于使用了自動化照明控制,智能利用光照以及通過網絡,只需一臺計算機就可對整個大樓的照明實現合理的能源管理自動化,不僅減少了不必要的耗電開支,同時也降低了用戶的運行維護費用。另外,在智能照明控制系統中,由于可通過系統人為地設置電壓限制,可以避免或降低電網電壓以及浪涌電壓對燈具的沖擊,從而起到保護燈具,延長燈具使用壽命的作用。
四、智能照明控制系統的設計方法和步驟
智能照明控制系統的設計一般都是在燈光設計和照明電氣設計部分完成之后來進行的。其設計一般可分為:
第一步:編制照明回路負載清單。在這過程中應注意:首先每條照明回路的燈具應該為同類型的燈具,這樣才便于調光模塊的選擇和配置。而且每條照明回路的燈具控制性質應該是相同的,是普通供電或同為應急供電。其次,應核對每條照明回路的最大負載功率是否在需要選擇的調光器允許的額定負載容量之內。最后,還要對一些照明回路的劃分作適當的調整,使其更適合場景配置的需要,使各路燈光可組合構成一個優美的照明藝術環境。
第二步:按照明回路的性能選擇相關的調光器調光器是智能照明控制系統的主要部件,而對于不同類型的燈具應該選用不同適合他們的調光器。比如對于冷陰極燈(發光、霓虹、充氣),這類燈采用電壓變壓器工作,所以應采用前沿相控調光器。而對于包括金屬鹵化物燈在類的各種氣體放電燈則應該選用正炫波電壓調光器。
第三步:按照明控制要求選擇控制面板和其他相關控制部件。
第四步:選擇附件和集成方式。
第五步:編制系統設備配置表。
五、結語
從以上對智能照明控制系統的介紹,我們知道智能照明控制系統不僅可以滿足和實現不同的燈光效果要求,實現照明的高層次智能管理,改善工作環境,提高工作效率,還可節約能源,延長燈具壽命,減少用戶維護費用。隨著建筑和照明技術的進步,照明和建筑融為一體,照明已成為建筑藝術的一部分,讓我們大家共同努力,將更多、更好的智能照明控制系統應用到智能建筑的設計中去,營造出藝術、智能化的光環境,賦建筑與生命。
參考文獻
[1]楊力群.照明設計與節能分析.資源節約與環保.2010.(01):59—60
隨著現代建筑科學技術的不斷進步和發展,智能化已經成為當今建筑發展的主流技術,涵蓋從空調系統、消防系統到安全防范系統以及完善的計算機網絡和通信系統。但是長期以來,智能照明在國內一直被忽視,大多數建筑物仍然沿用傳統的照明控制方式,部分智能大廈采用樓宇自控(BA)系統來監控照明,但也只能實現簡單的區域照明和定時開關功能。相比之下,智能照明系統體現出強大的優越性,它在智能建筑中的應用越來越廣泛。
1 智能照明控制系統的應用效果
智能照明控制系統在節能和節省燈具使用的同時,有效節省了電費與管理費用的支出。根據一般的辦公大樓運營的經驗來看,節能效果能達到40%以上,一般的商場、酒店、地鐵站等節能效果也能達到25%--30%;學校在這方面還沒有得到具體的統計數據,但根據分析,效果還是令人滿意的
采用智能照明控制系統,可以使照明系統工作在全自動狀態,系統將按先設定的若干基本狀態進行工作,這些狀態會按預先設定的時間相互自動地切換。例如,當一個工作日結束后,系統將自動進入晚上的工作狀態,自動并極其緩慢地調暗各區域的燈光,同時系統的移動探測功能也將自動生效,將無人區域的燈自動關閉,并將有人區域的燈光調至最合適的亮度。此外,還可以通過編程隨意改變各區域的光照度,以適應各種場合的不同場景要求。智能照明可將照度自動調整到工作最合適的水平。例如,在靠近窗戶等自然采光較好的場所,系統會很好地利用自然光照明,調節到最合適的水平。總之,無論在什么場所或天氣如何變化,系統均能保證室內照度維持在預先設定的水平。
傳統照明系統中,配有傳統鎮流器的日光燈以100Hz的頻率閃動,這種頻閃使工作人員頭腦發脹、眼睛疲勞,降低了工作效率。而智能照明系統中的可調光電子鎮流器則工作在很高頻率(40--70kHz)不僅克服了頻閃,而且消除了起輝時的亮度不穩定,在為人們提供健康、舒適環境的同時,也提高了工作效率。
智能照明控制系統使用了先進的電力電子技術,能對大多數燈具進行智能調光。當室外光較強時,室內照度自動調暗,室外光較弱時,室內照度則自動調亮,使室內的照度始終保持在恒定值附近,從而能夠充分利用自然光實現節能的目的。
智能照明控制系統將普通照明人為的開與關轉換成了智能化管理,不僅使大樓的管理者能將其高素質的管理意識運用于照明控制系統中去,而且將大大減少大樓的運行維護費用,并帶來較大的投資回報。根據實際情況和國際上倡導的綠色照明為設計原則,作到系統的最高效率地利用能源、最低限度地影響環境的建筑物。它是實現“以人為本”、“人――建筑――自然”三者和諧統一的重要途徑,綠色照明遵循可持續發展原則,體現綠色平衡理念,通過科學的整體設計,集成綠化配置、自然采光、低能耗圍護結構、智能控制等高新技術,充分展示人文與建筑、環境及科技的和諧統一。
2 智能照明控制系統的重要性
一個現代化的智能辦公大樓,不僅要有足夠的工作照明,更應營造一個舒適的視覺環境,使員工在其中工作保持心情舒暢,提高辦公效率。據國內外有關資料介紹,辦公照明用電量約占整個大樓能耗的1/3。因此,做好照明設計,選擇合理的照明方案,配置先進的控制系統,加強照明控制設計,降低用戶運行費用,已成為智能辦公樓的一個重要設計內容。
我們知道辦公大樓按照功能區域劃分,通常會有辦公區、門廳、會議室、多功能廳等,各個功能區域的照明具有不同的特點。辦公區域照明使用的光源主要是熒光燈與白熾燈,其中熒光燈多用于一般照明,白熾燈多用于局部照明,照度水平的設計主要取決于視覺作業的需要及經濟條件的狀況。辦公區域的工作時間主要是在白天,可以考慮利用窗外入射的大量自然光進行照度補償,不僅能節約能源,更能維持室內舒適的視覺環境。
對于一個完整的辦公樓智能照明控制系統來說,辦公區是辦公樓的主要組成部分,采用智能照明控制系統,可使其照明系統工作在全自動狀態。通過配置的“智能時鐘管理器”可預先設置若干基本工作狀態,通常分為白天、晚上、清掃、安全、午飯等,根據預先設定的時間段可自動的在各種狀態之間進行轉換。比如:上班時間來臨時,系統自動將燈打開,并將光照度自動調節在預先設定的水平。在靠窗的房間,系統能智能地利用室外自然光,當天氣晴朗,室內燈自動調暗;天氣陰暗,室內燈會自動調亮,以始終保持室內恒定的亮度。午餐時間,燈將自動變換到一個舒適、柔和的燈光場景,使工作人員能夠很好地休息和放松。當一個工作日結束時,在智能時鐘管理器的作用下,系統將自動地調暗各區域的燈光,進入晚上工作狀態。同時智能傳感器的動靜探測功能將自動生效。系統處于清掃狀態時,該區域的燈保持基本的亮度,當清掃人員掃到該區域時,智能傳感器的動靜探測功能自動生效,點亮該區域的燈,當清掃人員掃完該區域離開后,延時數分鐘后將燈關掉。安全狀態和清掃狀態的工作原理相似。智能照明控制系統還能保證辦公區域和公共區域協調的工作。如:辦公區域有員工加班時,電梯廳、走廊等公共區域的燈就保持基本的亮度,只有當辦公區域的人走完后,才將燈降低到安全狀態或關掉,避免不必要的能源浪費。
3 智能照明控制系統的優點
智能照明控制系統與傳統照明控制系統相比,在控制方式、照明方式、管理方式以及節能方面等均有不少優點。
關鍵詞:亮度空間; 視覺活動 ;情景模式; 間接照明
1. 引言
當今社會,隨著科技的日益發展和人們的物質與精神生活水平的迅速提高,在針對于空間的物質功能與精神功能開發的同時,科學、有效地進行空間的照明設計受到了更多專業人士的關注。照明設計的關鍵,是使人能夠清晰識別物體的形象,同時還要把使人心情舒暢的空間作為適合的場景凸顯出來。對于使用設施與環境的人來說,所謂舒適的光環境,其最佳的目標體現在用和諧的光線勾畫出美麗宜人的景色,給人以身處其中的情緒上協調與美感,從而起到渲染環境、制造氣氛、突出某種情調的作用。通過對照明的控制及室內造型設計達到室內光效隨各種空間場景視覺功能的需求變化而變化,這就是智能照明系統。而找到依據,并且在室內設計中實現這樣的依據,是本文要探討的核心問題。
2. 室內智能照明系統研究的基本思路
2.1 室內空間照明系統概念
所謂室內空間照明系統[1-2],是相對于室內環境自然采光而言的。它是依據不同建筑室內空間環境中所需求的照明亮度,選用合適的照明方式與燈具類型來為人們提供更好的光照條件,以便人們在建筑室內空間環境中能夠獲得最佳的視覺效果,同時還能夠獲得某種氣氛和意境,從而達到增強其建筑室內空間表現效果和審美感的一種設計處理手法。
2.2 室內照明系統的三大要素
室內照明系統主要由光源、照明燈具和照明控制系統三個方面組成的。其中,光源的物理性能及參數變化,照明燈具的樣式及其與光源或空間的關系實現了照明效果的多樣性,而通過控制系統實現人對光環境的選擇性和智能調控。
2.3 智能控制系統的技術特點
智能控制系統[3]的技術先進性體現在以下4個方面:線路系統、控制方式、照明方式和管理方式。
首先從線路系統方面上看,智能照明系統的電路可以分為總線式單控電路和總控式雙控電路兩種。總線式智能照明系統單控電路特點為:① 負載回路連接到輸出單元的輸出端,控制開關是用 EIB 總線與輸出單元相連的。當負載容量較大時,僅考慮加大輸出單元容量即可,控制開關不受影響;② 當開關距離比較遠時,只需要加長控制總線的長度,以節省大截面電纜用量;③ 可以通過軟件設置多種功能(例如,開/關、調光、定時等)。總線式智能照明系統雙控電路特點為:① 當實現雙控時,只需簡單地在控制總線上并聯在一個開關;②而進行多點控制時,依次并聯多個開關,開關之間僅用一條總線連接,線路安裝簡單、省事。
傳統的控制方式采用手動開關,必須保持每一路地開或關不同,而智能照明控制一般采用低壓 2 次小信號控制,控制功能強、方式多、范圍廣、自動化程度高,通過實現場景的預設置和記憶功能,操作使用時只須按一下控制面板上某一個特定鍵即可啟動一個燈光場景(各個照明回路不同的亮暗程度搭配組成一種燈光效果),各照明回路隨即自動變換到相應的場景狀態。上述功能也可以通過其他界面如遙控器等實現[4]。
2.4 智能照明系統的分析
室內空間光效通過控制系統來應對使用過程中的各種場景變化,從而使亮度空間達到最佳的預定照明設計效果。這個控制是通過對場景的調光和照明模式的切換來實現的。
1.室內空間自然光線強度的變化
智能照明系統中的光線感應開關通過測定工作面的照明度,與設定值作比較,以此來控制照明開關,這樣不僅可以最大限度地利用自然光,達到節能的目的,而且可提供一個不受季節與外部氣候環境影響的相對穩定的視覺環境。通常越靠近窗自然光照度較高,那么所需人工照明提供的照明度就低,然而合成的照明度須維持在設計照明度值。依據視覺需要,在不同情景模式之間轉換的時候,將亮度空間維持在預設的設計照度值水平。
2.空間光效的衰減
通常情況下照明設計師對新建的建筑物進行室內照明設計時,均會考慮到隨著時間的推移,燈具的效率及房間墻面反射率都會不斷衰減[5]。因此,在設置初始照明度時,都設置得較高,這種設計不僅造成建筑物使用期的照度不一致,而且由于照度偏高設計無法達到節能效果.而采用智能照明系統后,雖然照明度還是偏高設計,但是通過智能調光,系統將依據預置的標準亮度使照明區域保持恒定的照明度,而不會受燈具效率降低及墻面反射率衰減的影響,這也是智能照明控制系統可節約能源原因之一。
3.室內空間活動內容的轉換
在室內空間的活動內容發生變化時,作業的照明條件也應發生相應變化,這是一個動態的過程,因此,同一套照明裝置必須滿足在不同的時刻有著不同的表現要求。采用智能照明控制系統不僅可滿足便捷控制[6]、燈光效果等要求,而且由于可觀的節能效果(節電可達到 25﹪~55﹪)及燈具壽命的延長(燈具壽命延長 3~4 倍),又能在降低運行費用中得到經濟回報,還能省去常規照明所需的大部分配電控制設備,從而大大簡化和節省穿管布線工作量。另外,智能照明系統還存在著潛在價值,例如智能照明控制系統由于可提供人們最舒適的工作狀態,從而保證了人們的身心健康,提高了工作效率。
3. 照明系統設計規劃與室內空間中的應用
3.1 系統設計、安裝流程圖
3.2 室內空間的實際應用
以會議室智能照明系統設計為例,根據此案例給定的裝修方案和亮度空間的要求,一般可以劃分為以下四種情景模式,如“入場”、“主持”、“討論”、“休息”,預期照明效果如圖所示。
情景模式一:“入場”
當會議室門口智能感應探頭探測到會議室有人來開會時,自動啟動會議室全部照明,使會議室處于一個全亮狀態,以示歡迎大家前來開會,同時,高亮度的照明更能清晰地顯示會議室開始前的氣氛。
情景模式二:“主持”
當主持人宣布會議開始或領導發言時,會議室周邊區域燈光自動調暗,只保留主持人上方的燈光照明,以主持人區域為重點,著重體現燈光亮度,容易起到集中注意,重點突出的作用,使與會者更容易進入會 議氛圍。
情景模式三:“休息”
如果會議進程很長,中間需要休息調整,則調暗會議桌區域的燈光,調亮休息區域的燈光。
情景模式四:“討論”
會議進程中,需要與會者一起討論某件事,此時,會議桌區域的燈光調至最亮,調暗會議室周邊區域的燈光,著重體現與會者及會議桌的亮度。
【關鍵詞】智能照明系統;建筑設計
隨著我國經濟的飛速發展和人民生活水平的不斷提高,人們對生活環境的要求也越來越高。電能已經成為生活中不可缺少的一部分,照明領域的能源消耗在總的能源消耗中占了相當大的比例。隨著資源的消耗量逐漸增加,資源問題已經成為影響國民經濟發展的重要問題。
這些年信息技術和計算機技術迅猛發展,照明技術也隨之發生了翻天覆地的變化;由于能源的緊缺,國家對照明節能越來越重視,新的照明技術得以迅速發展。傳統照明技術受到了強烈沖擊,智能照明系統在這種大環境下應運而生。其節能、舒適、方便等特點,滿足了國家和市場的需求。
智能照明系統是目前最先進的一種照明控制方式,它是利用電磁調壓及電子感應技術,對供電回路進行實時監控與跟蹤,并可以自動平滑地調節電路的電壓和電流幅度,改善照明電路中不平衡負荷所帶來的額外功耗,提高功率因數,降低燈具和線路的工作溫度,以達到優化供電的目的。智能照明控制系統可采用全數字、模塊化、分布式的系統結構,通過控制線將系統中的各種控制功能模塊及部件連接成一個照明控制網絡,它既可以作為整個建筑物自動化管理系統(BA系統)的一個子系統,也可以作為獨立系統單獨運行。在照明控制方式上更專業、更靈活,實現對各種照明燈的調光控制或開關控制,是實現舒適照明的有效手段,也是節能的有效措施。
通過采用智能照明系統,可實現以下幾種常用的控制功能:
(1)時鐘、定時控制:通過時間設定實現各照明區域的不同控制。例如:在某些辦公樓里,燈光可以隨上下班時間調整亮度及控制方式;路燈通過設定好的時間,實現定時點亮與關閉。
(2)調光控制:通過照度傳感器和調光模塊,達到各區域照度值始終在預先設定值范圍。例如:在學校教室可根據室外光線的強弱調整室內光線,保持恒照度控制。
(3)場景(模式)控制:通過控制面板和調光模塊,實現各照明區域的場景切換控制。例如:在酒店中會議室根據需要,進行不同場景的淡入、淡出切換。
(4)探測器控制:通過對人的聲、光、熱等數據的檢測并配合開關模塊,實現各照明區域的自動開關控制。例如:樓梯間聲光控燈具的使用。
(5)遙控器控制;通過紅外線遙控器,實現在正常狀態下各區域內的照明燈具的手動控制和區域場景控制。例如:在臥室里睡覺前用遙控器關燈,這種極具人性化的應用已經走進千家萬戶。
(6)遠程網絡控制:可系統局域網與互聯網,綜合以上各種控制手段進行遠程控制。并可以與建筑物自動化管理系統聯網,實現照明控制的集中管理。例如:在甲級辦公樓中把智能照明控制系統接入BA系統,實現整棟樓的照明集中控制。
(7)應急照明控制:智能應急照明控制系統與火災自動報警系統聯動,在確認火災信號后,系統自動點亮疏散區域內的應急照明燈具,并能對每個現場應急照明燈和疏散指示燈進行編程控制,實現疏散指示以光流的形式,動態的指示最佳逃生路徑。例如:在大型商場等公共場所發生火災時,通過智能應急照明控制系統對火災區域內的人員進行最迅速有效的疏散。
智能照明系統可對白熾燈、金鹵燈、熒光燈(需專用鎮流器)、LED燈等多種光源進行調光,以滿足各種不同的環境對照明的需求。適用范圍有:星級酒店、高檔寫字樓、展覽館、大型客運站、體育館、大型商場、博物館、圖書館、高檔別墅等場所。
筆者以某星級酒店為例進行智能照明系統的方案分析:
A.酒店大堂區
酒店大堂對于整個酒店來說意義非常重要,包括門廳、總服務臺、休息廳、大堂吧、樓(電)梯廳、餐飲和會議的前廳等功能區域,其中最重要的是門廳和總服務臺。
酒店大堂燈具的選用和燈光的布置不僅僅為了一般照明的需要,更重要的是烘托建筑功能的氣氛,更大地發揮出裝飾風格的美感,營造出舒適的場景。因此,智能照明控制系統考慮采用預先編程控制方式,根據接待區域各種功能特點、不同的時間段及人員密集度,預設多種場景組合進行控制,同時工作人員可根據具體情況在現場按照分區及場景修改編程,或由人工直接遙控操作。
B.酒店客房區
客房區域為整個酒店的主要功能區,屬于核心服務區,酒店的舒適性主要由此區域來決定。功能要求不復雜,但需側重于客人的感官體驗。
智能照明控制系統可將客房服務、客房安防和能源管理等功能集成。其控制方式可采用情景模式,分為迎賓、睡眠、退房等幾種風格,由客人根據需要自行控制,控制方式包括就地控制開關、手動遙控器控制、調光控制等方式。
例如:
迎賓(進入)模式:客人進入房間開門的同時點亮走廊燈,方便客人插卡取電,床頭燈在下午18時30分至次日6時30分的時間段,左右床頭燈自動緩亮,為客人進入房間提供光亮。
睡眠模式:睡覺前按下總控開關,燈光、電視、背景音樂等受控用電器關閉,門外“請勿打擾”顯示自動開啟。
退房(離開)模式:客人離開房間拔掉取電卡后,特定燈光延時30秒后自動關閉,以供客人能完全離開房間,切除房間電源。
C.酒店服務區
服務區域為整個酒店的后區,主要為酒店的正常運行提供支持。包括各種設備用房、辦公用房、車庫、廚房等功能區域及建筑物泛光照明。照明的復雜程度不高,但對時間及調光要求較高。
設備用房、辦公用房等區域有工作人員負責照明的控制,按常規設計就地控制開關即可。泛光照明可采用時鐘控制、調光控制、網絡控制組合的控制方式。例如:
泛光照明利用定時器按照季節變化設置開啟、關閉的時間;同時還利用照度探測器來檢測室外光線,在陰天等情況下開啟泛光照明。
D.酒店會議區域
會議區域為酒店的輔助功能區。為酒店住宿人員及嘉賓提供一個交流場所。
此區域的控制方式常采用區域場景控制與手動遙控器控制。根據會議的不同階段采用不同的場景。例如:大型會議舉行期間采用會議模式;當需要大屏幕投影講座時采用投影模式;當舉行宴會時,采用宴會模式等。
E.酒店公共區域
公共區域為整個酒店的外區,屬于輔助區域,包括各種健身娛樂室、中西餐廳、游泳池、公共走廊、樓梯間等公共區域。此區域對照明的要求不同,要達到的效果力求以美觀舒適。
例如:
關鍵詞 LED;光照設計;電氣設計;智能控制系統
1 綠色智能照明系統的特點
隨著社會的發展,科技日益進步,能源短缺問題越來越嚴重,綠色環保的口號越來越響亮。某些省市已經開始要求公共照明領域全面普及綠色環保LED 照明。綠色照明系統開始成為節約能源的重要措施。“綠色智能的照明系統”要求系統選用光效高的優質節能的照明產品(如LED照明),并通過先進的照明控制方法對照明系統進行合理控制,從而創造出一個功能合理、經濟適用、節能環保的照明環境。
LED最主要的特點就是綠色節能。它由環氧樹脂封裝,具有很高的安全性;光源的效率很高,比普通燈具節能,在達到同等的光照條件下,可以比熒光燈節省67%的能耗,且沒有頻閃照明質量高;LED光源的光衰量很小,只有3%左右,可以保證正常使用十年不用更換,維護量很低;同時,LED光源不含汞等重金屬,不會對環境造成危害,它的適應場合廣泛,不受起動點燃和再啟燃時間的限制等。基于LED的這些特點,它已經成為綠色照明的代名詞。
本文所講的綠色智能照明系統不僅要為人們的工作、學習和生活提供良好的照明條件,能夠利用燈具的造型、電光源顏色的變化營造出舒適美觀的室內環境,具有綠色環保智能的特點,同時還具有操作簡單便捷、管理智能方便以及能適應未來照明系統的發展,并留有一定的擴展空間的特點。
2 綠色智能照明系統的設計步驟
綠色智能照明系統的設計跟普通照明系統的設計步驟一樣,分為兩個步驟,第一步光照設計,第二步電氣設計。本文以教學樓為例進行設計。
2.1 光照設計
教學樓室內照明光照設計主要包括照度的選擇、光源的選用、燈具的選擇與布置等方面。在進行光照設計時,要滲透節能的設計理念:即充分利用自然光,盡量選擇節能、高效率燈具。可依據配光、光色的要求和環境條件以及起動點燃和再啟燃時間等光電特性指標來選擇光源和照明器。選用電光源時應綜合考慮照明設施的要求、使用環境以及經濟合理性等因素。要盡可能使用高效的光源,同時還應考慮顯色性、色溫等其他性能要求,以及初期投資和年運行費用等問題。
本教學樓綠色智能照明系統中選擇的燈具和電光源都屬于LED產品。常見LED的電光源(燈泡)規格3W~12W,但其亮度可達同功率的熒光燈的3倍左右。LED的燈具目前也有各種款式,更方便的是目前生產的LED燈泡跟普通燈泡的應用方式一樣廣泛,在普通燈具中應用小功率的LED光源不失為良策。
綠色智能照明系統的光照設計除了照明的電光源選擇的是LED外,其它選擇普通照明系統的光照設計基本一樣。
2.2 電氣設計
綠色智能照明系統的電氣設計是在光照設計的基礎上進行的,其主要任務是根據光照設計的要求,選擇供電電壓、配電方式;進行負荷計算,選擇導線型號、截面及控制與保護電器的規格型號;選擇控制方式;選擇保護方法;想辦法減少電氣部分的投資和年運行費。
對電氣設計最基本的要求就是安全、經濟、美觀、可靠、便利和發展。
照明系統電氣設計的步驟如下:
1)收集原始資料,主要了解電源情況,照明負荷對供電連續性的要求;2)根據照明負荷性質確定供電電源形式;3)確定照明配電系統,包括配電分區的劃分,設多少個配電箱,各配電箱供給的區域、樓層,確定配電箱的安裝位置及方式,確定電源點至各配電箱之間的接線方式;4)確定燈具的開關控制方式,以便確定開關的數量和安裝位置,要盡可能地分散控制;5)確定照明線路各級保護設備,確定照明配電系統的接地型式及電氣安全措施;6)進行負荷計算、電壓損失計算、無功功率補償計算和保護裝置整定計算;7)選擇導線型號、截面及敷設方式;8)確定電能的計量方式。
綠色智能照明系統的電氣設計和普通照明系統的光照設計基本一樣。
2.3 教學樓樓道等公共區域照明系統設計
目前的教學樓樓道等公共區域一般采用的是普通電力照明,對于需要頻繁啟動的場所,如樓梯、走廊等,只能采用耗能的白熾燈,因為節能熒光燈不適合頻繁啟動的場所,如果頻繁啟動,會大大減少其使用壽命。從最基本的節能角度來講,在以上這些區域完全可以使用LED燈泡取代白熾燈。
從更節能的角度來說,因為LED燈泡的功率低,利用太陽能轉化為電能可以滿足教學樓公共區域的照明要求。
教學樓樓道等公共區域照明系統的設計構成原理如圖2 所示。太陽能光伏組件用來把太陽能轉化成電能, 一般安裝或集成在太陽能豐富的地方,如無遮蔽的建筑物頂部,有時也可以根據需要安裝在建筑物的南立面。蓄電池組最主要的功能是存儲太陽能轉換的電能,輔助功能有管理蓄電池的充電情況、控制負載的工作狀態等。目前的蓄電池組還要一些擴展功能,如延長蓄電池的使用壽命、提高充電效率、防止負載或系統無效工作狀態的發生。逆變器主要用來轉換電壓,將蓄電池組中輸入的直流電轉換為交流電,供給交流負載使用。
關鍵詞:物聯網;ZigBee;云服務;微信控制;數據庫
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2015)25-0140-02
能源使用在當今社會已經變得越來越嚴峻,全世界都提倡節能環保。同時,人們需求的提升與科技的發展,智能家居、家庭自動化逐漸完善且變得越來越有市場。因此,照明技術與智能家居相結合,于是出現智能照明系統,具有廣闊的應用前景。
本文提出一種基于物聯網的智能照明系統,以ZigBee技術組成一個家庭范圍內的無線傳感網絡,終端節點上帶有光照傳感器與人體紅外感應器,能夠監測家庭內人的活動與光照度,采集到的數據通過Adruino+ENJ網關發送到構建的新浪云平臺上。用戶可以通過微信接入新浪云平臺,發送語音、文字及選擇按鈕去控制家里的LED燈亮度。
1 系統總體結構
1.1系統的結構
本系統采用ZigBee技術,協調器與終端節點自動組成星型網進行通信,移動終端(手機、平板電腦以及個人電腦)通過登錄微信息即可進入控制界面。如圖1所示:
1.2系統的功能
本系統主要分為:1)無線傳感器網絡;2)網關;3)云平臺;主要功能為:1)能夠用微信進行語音控制;2)在微信菜單可手動地設置模式;3)設置手動模式、睡眠模式、自動模式。睡眠模式下,LED燈會慢慢變暗直至熄滅,自動模式下可自動根據家庭場景來調節亮度。可以根據場景的變化智能選擇模式使得照明系統變得更加智能化。
2 硬件設計
2.1 節點硬件設計
終端節點由CC2530與人體紅外感器、光照傳感器、PWM調光模塊組成。CC2530通過IIC通信協議控制光照傳感器數字獲取實時的光照值,再發送到協調器節點,人體紅外感應
圖3 調光模塊
器為開關型傳感器。CC2530通過光藕來控制LED,利用PWM調光。示意圖如圖2所示。
2.2 調光模塊硬件設計
CC2530輸出PWM信號給光耦PC817,使PC817導通并傳遞高電平給三極管,三極管TIP41C導通, 形成回路使LED得到12V電壓。PC817與TIP41C的響應時間極短,所以可以作為PWM調光的器件。硬件如圖3所示。
2.3 網關模塊硬件設計
網關使用的硬件是arduino和ENC28J60,并且在IDE arduino下編程實現所需功能。ENC28J60連接網絡需要用到函數ether.begin(),ether.dhcpSetup()和ether.staticSetup()
3 軟件設計
系統實現ZigBee星形網絡,協調器能夠接收微信云平臺的命令控制終端節點,并將狀態值反饋給云平臺,記錄在數據庫中。自動模式下,終端節點通過傳感器采集數據,根據場景自動控制PWM進行亮度調節。在無人模式下,關閉PWM。在睡眠模式下,控制PWM逐漸地降低亮度。軟件設計圖如圖4。
4 顯示界面
進入微信客戶端,可以進行控制。可以用語音與按鈕選擇控制。
5 結論
本文實現了一個智能化照明系統。該系統具有低功耗,低成本,結構簡單,智能化等優點,能夠長時間穩定地工作,具有很高的應用價值
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關鍵詞:無線網絡;ZigBee;智能照明系統;CC2431
中圖分類號:TP393.1 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2012)04-0029-03
Design of intelligent lighting system based on ZigBee technology
LI Zhi, TU Liang, SUN Xian-song
(School of Electronic Information,Yangtze University,Jingzhou 434023,China)
Abstract: In view of the present traditional interior lighting, it is electrical energy waste,troublesome wiring, high system installation cost. A ZigBee-based wireless intelligent lighting system is designed, which uses a set of RF and micro controller for the integration of system on chip CC2431 as the ZigBee wireless network core devices and combined with the TI Z-Stack protocol stack to provide the realization of all the interior lights nodes in a single control, full control, switching control, level 256 dimming control and scenario mode conversion function.At the same time, a kind of interior multiple LED lamp node to point precise dimming scheme is put forward to make the lighting system more humane, safe and energy-saving design.
Keywords: wireless network; ZigBee; intelligent lighting system; CC2431
0 引 言
隨著現代科學技術的發展和人們生活水平的提高,智能家居、家庭自動化等早已為大眾所熟知,而智能照明系統作為家庭自動化的應用之一,具有廣闊的應用前景。目前,傳統照明存在著一系列缺點,如發光效率低、使用壽命短、布線麻煩、系統可擴展性差,遠遠不能滿足現代社會對高效、自動化和節能照明技術的現實需求。針對傳統照明系統的不足,采用無線通信技術是實現智能照明系統的理想選擇。ZigBee技術作為一種新興的近距離無線通信技術,具有短距離、低功耗、低速率和高可靠性等特點,因而是無線智能照明系統的最佳解決方案。為此,本文設計了一種基于ZigBee無線網絡技術的智能照明系統,該系統采用ZigBee無線網絡定位技術,房間內的每個照明設備就是一個無線節點,系統可實現自組網,無線遙控節點可以整體對室內照度設置幾種默認的工作模式和整體任意調節亮度,也可以選擇任何單個燈節點進行照度調節以及開關控制;將遙控節點放在室內某一位置,并設置一定的照度值,該位置就能達到相應的照度值,而不影響其他區域的照度,從而實現對室內照明的智能控制。
1 ZigBee 技術
ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低數據率的無線組網通信技術,ZigBee技術是介于無線標記和藍牙之間的技術方案工作組,主要用于近距離無線連接,而且具有自己的無線電標準,即IEEE 802.15.4(ZigBee)技術標準,這是IEEE無線個人區域(Personal Area Network,PAN)工作組所規定的一項標準。ZigBee技術主要具有低功耗、短延時、短距離、高安全、低速率、覆蓋范圍廣、網絡容量大等特點,并且具有廉價的市場定位,非常適合在照明系統中應用。一個基于ZigBee的無線個域網(WPAN)能支持高達254個節點。如果外加一個全功能器件,也可實現雙向通信。ZigBee采用自組網方式實現組網,在整個網絡范圍內,節點之間以接力的方式通過無線電波來實現通信,通信效率非常高。
2 系統硬件設計
2.1無線節點模塊
本系統中的無線節點模塊采用的微控制器為CC2431。CC2431是TI公司推出的帶硬件定位引擎的片上系統(SoC)解決方案,能滿足低功耗ZigBee/IEEE 802.15.4無線網絡應用需要。CC2431內部集成有增強型8051和2.4 GHz DSSS(直接序列擴頻)RF射頻收發器核心,因而所需要的元件很少,具有優良的無線接收靈敏度和強大的抗干擾性能。處于休眠模式時,整個芯片的流耗小于0.9 μA,可從硬件上支持CSMA/CA機制,還集成有ADC、AES安全協處理器和USART等片上外設及豐富的I/O口資源。無線節點模塊的硬件結構框圖如圖1所示,圖中,微控制器輸出的PWM控制信號經過光耦隔離控制接口后,再通過調光模塊或繼電器,就可以實現LED照明燈的開關、256級調光等功能控制。
2.2 LED調光模塊
系統中的LED驅動電路原理圖如圖2所示,其中的HV9910是一個高效PWM LED驅動控制集成電路,它使用高壓隔離連接工藝,能經受高達450 V的浪涌輸入電壓的沖擊,它在輸入電壓從直流8~450 V范圍內,都能有效驅動高亮LED。該芯片能以高達300 kHz的固定頻率驅動外部MOSFET,其頻率由外部電阻設置決定。為了保證亮度恒定并增強LED的可靠性,外部高亮LED串采用恒流控制方式,其恒流值由外部取樣電阻值決定,變化范圍可以從幾毫安到1 A。一個LED串的輸出電流可以被設定在0到它的最大值之間的任何值,且由輸入到HV9910的線性調光器的外部控制電壓所控制。另外,HV9910也提供有一個低頻的PWM調光功能,能接收外部幾千赫茲的控制信號,以便在0~100%的占空比下進行調光。
2.3 無線遙控模塊
遙控模塊是ZigBee網絡中所需要的無線手持設備,可自動搜尋ZigBee設備,并加入到網絡中建立通信關系,使自己成為其中的一個節點,進而對整個照明系統進行遙控。遙控節點硬件框圖如圖3所示,遙控節點將鍵盤信息傳至網絡協調器后,網絡協調器將響應相應的控制狀態,并發送至終端無線節點,最后由終端節點通過調光單元改變照明設備的狀態。另外,遙控器還帶有亮度感測模塊,可用于感測現場的亮度信息。系統中的12864液晶模塊用于顯示網絡狀態信息,電源部分采用電池供電。
3 系統軟件設計
3.1 節點程序設計
本系統采用的ZigBee協議棧位于IEEE 802.15.4物理層及數據鏈路層規范之上,這種協議能夠確保無線設備在低成本、低功耗和低數據速率網絡中的互通作用,ZigBee協議棧的體系結構包括ZigBee應用層、ZigBee網絡層、IEEE.802.15.4 MAC層和PHY層。節點類型規定有協調器、路由器和終端設備三種,NWK支持的網絡拓撲有星型、樹型和網格型,系統采用網狀拓撲結構。網絡協調器作為中心控制平臺,其流程圖如圖4所示。
首先應初始化協議棧,建立新的網絡,完成組建網絡的工作,然后就可接收各網絡節點發送的數據,并對數據進行處理,再將相應的控制信號發送至終端設備。
在終端設備上,程序首先初始化CC2431;之后,初始化協議棧,并開始發送加入網絡的信號,等待給自己分配網絡地址;節點加入成功后,接收到協調器的數據便執行相應的操作。通過繼電器或調光模塊等完成對光源的控制流程圖如圖5所示。終端節點在接收到不同的占空比值后,PWM控制信號將在回調函數中產生。室內整體照度的多級調節設置有幾種默認的工作模式,對應的占空比值分別為:高亮對應于0x5F;亮對應于0x50;普通對應于0x4B;柔和對應于0x3C;暗對應于0x1E。由于采用光耦隔離控制,要求PWM信號的頻率不能太高,因此,之前要對定時器T4及時鐘頻率進行配置。
圖5所示為終端設備程序流程圖。
另外,遙控節點可以通過鍵盤來控制整個網絡的照明狀態,還可根據亮度感測器實時監測遙控器所在區域的照度值,然后將實際測量值返回到協調器,進而實現定點調光。應用程序一般通過調用aplSendMSG()函數發送消息包。其函數的定義如下:
aplSendMSG(
BYTE dstMode,//目標地址的地址模式LADDR_UNION * dstADDR,
//目的地址的指針
BYTE dstEP,//目標端點
BYTE cluster,//簇號
BYTE scrEP,//消息源端點
YTE* pload,//用戶數據緩沖區指針
BYTE plen,//緩沖區字節數
BYTE tsn,//消息的事務隊列數
BYTE reqack//如果非0則要求確認
)
3.2節點定位調光
由于室內燈往往節點數較少,且分布均勻,系統定位精度要求比較低,定位調光采用基于接收信號強度指示的距離定位算法。其原理是假設已知發射節點的發射信號強度,接收節點根據接收信號的強度,計算出信號的傳播損耗,然后利用信號傳播理論和信道經驗模型計算出距離。接收信號強度RSSI理論值可表示為:
RSSI=-(10nlgd+A)
其中,n代表信號傳播常量,也叫做傳播指數;d代表距離發射器之間的距離;A代表距離1 m時的接收信號強度。
當系統處于定點調光模式時,室內所有燈節點同時給遙控節點發送相同強度的指示信號,遙控節點根據接收信號強度RSSI值計算出與發射節點之間的距離,最后由距離最小的三個節點根據遙控模塊的亮度感測器反饋值來完成定點精確調光功能。
4 系統測試
在室內布置一套簡單的演示系統,可對系統進行測試。本文的測試系統包括1個遙控節點、1個主控協調器、4個終端設備,所有的節點組成一個網狀的WSN,網絡拓撲如圖6所示,LED燈連接在終端設備上,均勻分布在房間內。
通過實際測試,遙控器可以完成室內燈光的整體多級調光以及開關控制。測試系統對室內照度整體設置了幾種常用的工作模式:高亮、亮、普通、柔和、暗,當然,也可以整體任意調節亮度,并可對選中的任意單個LED燈進行調光,而且具有燈光漸變的效果。在定點調光模式時,將遙控器放在房間內任意區域,并用鍵盤輸入需要的照度值,實驗結果是距離較近的LED燈能迅速完成調光操作。表1所列是亮度感測器實際監測的照度值,該照度值還可在液晶上顯示出來。測試表明,定點精確調光精度能達到98.5%,演示系統的各項功能均滿足設計要求。
5 結 語
為了克服傳統照明系統具有布線麻煩、可擴展性差、節能效率低等缺點,本文設計了一種智能照明系統,該系統通過采用ZigBee無線技術實現了室內燈光的無線控制、分組控制、情景模式以及定點調光等功能。測試結果表明,該系統工作穩定,運行效果良好,具有一定的應用價值。
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教室的照明設備老化,以及對照明設備的使用不當,使學生無法在舒適度很高的光環境下學習,這些很可能是導致學生近視的主要原因之一,尤其是使用電感鎮流器的傳統熒光燈的頻閃很容易造成視覺疲勞,引起近視和神經緊張。教室照明環境已成為影響學習及教學效率的重要因素之一,引起越來越多的人的關注。教室照明不僅僅要為教育活動提供所需的基本照度,還應能很好的輔助并推進教學活動,提供與之相適應的燈光環境,提高教學效率。
同時,學校教室長期大量存在的“長明燈”現象,浪費了許多能源。因此,為現代化的教學場所配備智能照明控制系統已成為很多高水平學校的迫切要求。
電子科技大學在教室照明的應用上,可謂邁出了一大步,在國內率先將新校區的所有教室安裝了智能照明控制系統。每個教室獨立成為一個子系統,211個教室又聯在一起構成一個大規模的系統。安裝于控制中心的電腦可以對整個系統進行操作控制。
電子科技大學新校區使用的智能照明控制系統為惠州大景照明控制有限公司率先在國內推出的景域熒光燈控制系統,是專為大面積使用熒光燈的場所提供的照明控制系統,采用景域系統總線進行智能照明控制。與普通的智能照明控制系統相比,它具有控制靈活、安裝簡單、造價低廉的優點;與DALI等國外的類似系統相比,它具有實現容易、性價比高的優點。
系統應用介紹
1.系統原理
景域熒光燈控制系統是一個分布式、總線型的智能照明控制系統。系統中的每一個可調光電子鎮流器均有自己的控制、存儲單元,在系統中有獨立的單元地址。各種感應器和控制面板、遙控接收器可直接連到鎮流器上,最大限度地減少了布線。當感應器狀態變化或有鍵按下時,所連的鎮流器會按照系統配置時確定的控制策略,通過總線發出命令,尋址相應的受控鎮流器做出調光或開關動作,從而實現場景控制、感應控制等控制方式。系統結構圖如上圖所示。
2.控制區域
多媒體教室;
教學樓公共過道。
3.控制模式
開關控制;調光控制;場景設置;定時控制;占空感應;日光感應;PC配置及監控。
4.說明
設計中強電部分按照樓層原有照明回路不做改動,只需將強電線路并接到所有鎮流器上。由景域系統總線將數字調光鎮流器連成景域照明控制網絡,墻控面板、感應器接入就近的鎮流器即可。
系統應用設計
針對教室照明的具體需求和學校照明系統的管理而言,不僅要控制光源的發光時間、亮度和功率,還要配合不同應用而做出相應的燈光場景,而且更要考慮到它的經濟性和易用性,以避免傳統照明控制方式的不足。
景域系統總線采用一條四芯雙絞線,實際只使用其中兩芯,其余備用。總線無須單獨的電源線,只有兩條信號線,且不分極性,并采用自由拓撲,可任意連接。各組件均內置微處理器及存儲單元。在安裝完畢后,通過計算機對系統各組件進行設置,設置信息均存儲在各組件中。當執行操作時,各組件會根據狀態變化,通過總線發出命令至各相關鎮流器執行操作。這是一套小型高效的數字化系統,系統最多可連64個鎮流器,總線長度最長300米。
1.主要系統硬件
景域系統由下列部件組成:
(1)電源:為總線系統提供動力,DC24V,與總線信號共用一條雙絞線;
(2)墻控面板:通過接收人手動的按鍵,而將指令輸入給系統進行處理。
(3)占空感應器:感應到有無人的狀態變化,并將結果發往系統進行處理。
(4)日光感應器:檢測日光的強弱變化,并將結果發往系統進行處理。
(5)可調光電子鎮流器:根據系統狀態變化發出指令,同時也可執行調光、開關等動作。
產品選型
七鍵墻控器型號:DC-QK07
尺寸:86mmX86mm
產品特性:開關和亮度調節;可直接調出四種場景;標準尺寸,可接替換傳統開關。
紅外遙控器
型號:DY-YK
尺寸:33mmX145mmX22mm
有效范圍:≥10m
產品特性:四場景調出,開關、增強/減弱功能;系統最大可連接16個遙控裝置。
日光感應器
型號:DF-RG
工作電壓:24V DC
尺寸:40mm(D)X49mm(H)
產品特性:體積小,造型美觀;可方便的固定在安裝表面上;傳感應信號,可配合不同系列產品使用。
許多研究表明,當教室里有更多的日光時,會成為一個更高效率的學習環境。辦公環境里,當日光和電子照明達到一種合適的平衡時,人們辦事效率會更高。
為了保持合適的照度水平,當日光比較充足時,人工照明的水平必須成比例地下降。
景域熒光燈控制系統會根據日光的變化,在適當的位置,補充適當的照度,使整個環境的照明水平保持一致。
占空感應器
型號:DF-ZK01
工作電壓:24V DC
尺寸:114.5mm(D)X40mm(H)
產品特性:體積小,造型美觀;可方便的固定在安裝表面上;傳感應信號,可配合不同系列產品使用。
占空感應器用于探測人體移動時發出的紅外線,去感知環境是否有人在活動,通過總線輸入相應信號,從而實現“人來燈亮,人走燈滅”的功能。最大感測角90度,水平感測距離為8.5米。
數字可調光電子鎮流器型號:EMC系列
輸入電壓:220V 50/60HZ
接口:墻控器接口
占空感應接口
日光感應接口
紅外感應接口
工作溫度:-10℃~+50℃
調光范圍:0~100%
總線電壓:DC 24V
2.系統軟件及功能
系統配置軟件:用于景域系統安裝完成后的系統配置及調試工作。
系統監控軟件:用于監控和集中管理整個的系統狀況、實時控制。
系統配置軟件是景域系統配置軟件,利用紅外線遙控技術,只要將紅外適配器對準接收器就可對整個系統的組件進行各種參數的配置。可對系統進行物理測試,檢測系統硬件。可配置照明所需的各種場景、組控/群控設置等。實現配置靈活、直觀、便捷。可直接對各組件進行開關、調光、場景選擇控制。根據工程實際需要可以和其他物業管理系統(BMS),樓宇自控系統(BA),保安及消防系統進行通訊,實現智能無縫聯接。
監控軟件是景域系統監控軟件。利用PC機的串口與系統相連,通過軟件可以實時在線監測各組件的工作狀態,監測主機、PC接口、鎮流器等的好壞、可直觀地看到出現故障的位置、以方便快捷的排除故障。也可對系統進行定時時間設置、以實現自動控制。或直接對各組件進行開關、調光、場景選擇控制。根據工程實際需要可進行二次軟件開發,以更大程度的滿足用戶需求。
3.主要優點
(1)安裝簡單:只須比傳統照明多布一條4芯雙絞線,減少了傳統開關到照明主回路的昂貴的電力線材。線路簡單,安裝方便,易于維護,降低開發商的投資成本和維修管理費用,縮短安裝工期,提高投資回報率。
(2)控制功能強大:可實現單點、雙點、多點、區域、群組控制、場景設置、定時開關、亮度手動/自動調節、實時監控、故障自檢、遙控等多種照明控制任務。教室里設置了多種燈光場景:全開/50%亮度/全關/投影/半開。
(3)節能效果顯著:實際運行中比傳統照明方式節電可達40%~60%。
(4)使用安全:電壓控制回路與負載分離,控制回路的工作電壓為安全電壓DC15-36V,即使開關面板意外漏電,也能確保人身安全。
(5)方便管理維護:監控中心可方便地對系統運行情況進行全面監控。
(6)當建筑物停電后,由于系統中每個輸入輸出元件里都預存系統狀態和控制指令,因此在恢復供電時,系統會根據預先設定的狀態重新恢復正常工作,提高能源管理水平。
(7)方便與其他系統進行聯接:有功能強大的接口軟件,能通過PC接口進行BMS、消防、安防等系統的集成。
應用效果
根據學校的實際情況,對基礎教學樓所有教室安裝了照明控制系統。每盞燈配備一個可調光電子鎮流器,直接替換原有燈盤中的傳統鎮流器,并安裝于原來鎮流器位置,從外觀看與傳統的照明系統并無異樣。另外在每個電子鎮流器上,接有一個占空感應器,采用吸頂式安裝于燈的旁側。每間教室還接有一個日光感應器,來探測太陽光的變化。在教室的進門和出門墻上,還有講臺內,均裝一個墻裝控制器,用來手動的進行操控。
當教室開始上課時,可使用教室前后的墻裝面板進行手動的開燈,于是所有的燈一鍵全部點亮。當進行到投影講解時,老師只要一按講臺內面板上的投影按鍵,教室的燈光立即切換至事先設定的與投影相匹配的燈光模式。
上公共課的教室一般很大,而且不會每堂課都滿座,有時可能只有一半的人來聽課;而自習時教室里的人可能更少,并且會很分散。這時景域系統的占空感應器就會起作用,當占空感應到有人時,會將燈點亮,而當五分鐘內沒有感應到有人的信號時,就會自動的將燈關掉。這樣就能避免“長明燈”帶來的電能浪費。當下課或下自習人全部離場后,所有的感應器都沒感應到有人的信號,于是所有的燈都會自動關閉。只有當再次感應到有人來到時才亮,從而實現了自動化控制。
在電子鎮流器里使用了一項技術:精確控制的預熱啟動技術,使用該技術,能大大延長日光燈管的的使用壽命。從而避免頻繁的開關燈而導致影響日光燈管壽命的問題。這些都是傳統的照明設備不具備的。
在白天上課時,太陽光可透過窗戶照入教室。此時若關掉燈,則會產生照度不足;若全開著燈,又明顯感到靠窗的區域沒必要,此時若能把燈光調暗些即能滿足正常的需求。而傳統的照明方式下是不可能把日光燈調暗的,因此也造成了一部分電能的浪費。而景域系統卻很好的解決了這一難題:日光感應器感應到太陽光的變化,當其強度超過某一設定的標準值時,就會自動的調暗靠窗的日光燈,來維持室內的照度在標準值附近,并保持均勻恒定,給教學提供一個穩定的燈光環境,進而提高教學效率。
由211個教室(景域子系統)連成一個大網絡,組成集中控制系統。在集中監控室里的電腦上裝有照明控制軟件,運行后,可以查看到每個子系統的工作情況,教室有人/無人情況,故障燈的情況,通過軟件也能跟教室里面板進行相同的控制。坐在電腦前,即能對一整棟樓的照明進行操作和管理,并方便的安排檢修維護,大大減少了管理成本。
結束語
經過近一年的使用,該系統運行穩定。整棟樓所有的教室照明均實現了無人化管理,大大減少了以往照明需專人來管理的情況。實際統計數據顯示,配置先進的照明控制系統后,能有效地節約能源,比例可達40%~60%。同時還能提供高質量的照明效果,提高大樓管理水準,降低運行費用,具有明顯的經濟效益和社會意義。此舉也開創了學校在節能應用方面的先河,必將對學校照明管理的節能、健康、便捷產生深遠的影響。
關鍵詞:樓宇自動化; 分散控制; 照明系統; 智能
Abstract: at present, global climate change, energy shortage, frequent environmental problems. Low carbon, environmental protection, energy saving and other words become the focus of attention. Energy saving is the route one must take to realize the sustainable development of enterprise building, is the key to enhance the comprehensive competitiveness of enterprises. Building automation control technology is the mechanical and electrical equipment management and maintenance is an important control technology, can promote the improvement of the performance of construction equipment, give full play to the maximum efficiency of each piece of equipment, prolong the service life of equipment, reduce operating costs, energy saving technology of intelligent building in the most depth and potential.
Keywords: building automation; distributed control; intelligent lighting system;
中圖分類號:TB494文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2012)
引言
樓宇自動化系統(BAS)又稱建筑設備自動化系統,主要是用以對建筑物內的空調系統、給排水系統、照明系統、變配電系統以及電梯等系統設備進行集中監視、控制與管理的綜合系統,一般為集散結構,即分散控制、集中管理;它是能否為人們提供一健康、舒適、高效的建筑環境的關鍵,故該系統的設計對一智能化大廈而言舉足輕重。
1、是否采用BAS系統
是否采用BAS系統,是建筑發展商和設計工程師首先要面對的問題,一般可以從以下幾個方面考慮:
(1)特別重要的,且具有―定規模的建筑,為保證其所屬設備及安全系統具有較高的可靠性要求可以考慮采用BAS系統;
(2)BAS系統的一次性投資能控制在項目總投資2%以下時可以考慮采用BAS系統;
(3)能耗較大的建筑(如上萬平方米,采用全空調系統的建筑),BAS系統的初投資可以在五年內收回時可以考慮采用BAS系統;
(4)多功能的大型租賃性建筑可以考慮采用BAS系統;
(5)當設備的控制與管理比較復雜,人工手動方式難以完成,必須依靠汁算機控制時,可以考慮采用BAS系統;
(6)當采用BAS系統時,其投資與可靠性綜合指標優于其他可采用的系統時,可以考慮采用BAS系統BAS系統的優點與目前工程中存在的問題
2、樓宇自控系統節能的主要技術實施要點
(1)大量新技術、新設備和實驗系統的應用
采用熱、濕負荷獨立控制新型空調系統,利用了熱泵的冷、熱量,并且排風采用全熱回收等技術,可以使空調能耗降低 20%左右。 配置輻射吊頂,利用毛細管現象構成循環系統的塑料細網柵方式,提高空調供熱、制冷輻射能力。 綜合運用節能系統、節能照明及智能監控技術,通過統一的智能監控技術,對空調、照明、安防、一卡通等系統實現智能監控,在確保正常運行的前提下,盡可能節約能源能耗。
(2)多種技術的綜合應用
綜合運用節能系統、節能照明及智能監控技術,通過統一的智能監控技術,對空調、照明、安防、一卡通等系統實現智能監控,在確保正常運行的前提下,盡可能節約能源能耗。
(3)節能方案的應用分析和優化
以數據采集、通信、計算、控制等信息技術為手段,運用成套先進的智能集成控制系統,包括室內環境綜合調控系統及軟件,照明及空調節能監控系統,安全保障及辦公設備控制系統的集成平臺和應用軟件等,實現大型遮陽百頁的轉動控制,空調等設備的節能監控,照明采光監控,室內空氣質量等室內環境動態調節,確保建筑運行的節能、舒適和高效。
3、樓宇照明節能減排是未來發展的必然趨勢
在能源危機時代,推廣節能產品自然也是必然。綠色照明更是全世界都在呼吁,這就需要智能化和照明領域結合,目前,已經有部分智能家居企業拿出了解決方案,推出智能照明系統。
對于一個普通的家庭住宅來說,很少有人注意到,每個月的電費賬單上,真正占了大頭的并非那些家用電器,家庭照明消耗的電量在其中占據了一個很大的比重。這里面,浪費掉的電量也是一個極為可觀的數字,這還僅僅只是一戶人家的用電,中國乃至全世界億萬個家庭,長年累月下來,浪費掉的電量可以說是一個足以讓人瞠目結舌的數字。
對于住宅來說,想要節約家庭照明用電,對儲藏室、衛生間之類的不經常照明區域,就要做到“人來燈亮,人走燈滅”,同時,也要能夠配合自然光光照調整電燈光照強度,使其在滿足家庭光照需要的同時,盡可能節約能源。物聯傳感推出的智能照明系統能夠很好地滿足這些條件,并且,可以根據你的心情和具體需要提供不同的燈光環境,而在你不需要的時候,你可以關閉家中所有應該關閉的燈光和電器,達到節能減排的目的。
而對于樓宇而言,綠色照明更是具有極大的意義。根據筆者的親身經歷,很多樓宇中,哪怕是無人辦公的區域,或者是過了下班時間之后,都依然保持著燈光明亮,而辦公區域中,無論白天黑夜,天氣是晴朗還是陰雨連綿,室內的燈光永遠都是開著的。
很多樓宇并非不想解決照明問題,只是以樓宇的建筑面積,想要全面改造照明系統就有頗多顧忌,擔心會增加運營成本。而物聯傳感提供的智能照明系統完全不需要什么大規模的改造工程,無非是給樓宇各處增加一些調光開關以及無線網關和中繼器罷了,壓根不要大動干戈地裝修改造,無需布線,就可以讓大樓物業對樓宇內的各處照明了如指掌。一些少有人經過或者無人使用的區域,就可以自動關閉其范圍內的燈光,一些特殊的區域,比如說會議室之類的地方,同樣可以通過程序設定,改變光照模式,以滿足室內的光照需要。至于辦公區域,系統會自動根據自然光照強度調整燈光強度,在采光比較好的窗口,便可以關閉電源或者調暗燈光,若是天氣發生變化,也能自動調整室內的光照強度,總之,系統會讓室內的亮度維持在預先設定的水平。
①時間表控制模式
根據人員活動規律控制背景照明的定時關閉,每天下班 1 小時后自動關閉所有背景燈光,并采用智能傳感器檢測技術,在有人通過時打開相應區域的燈光,從而實現降低電能消耗的目的。 (照明系統采用背景照明與桌面臺燈相結合,用戶晚上使用桌面照明并根據需要自行調節亮度)。地下車庫的照明可按區域分為車道照明和車位照明,按時間程序進行控制。在白天開啟車道照明即可,入夜后可開啟全部的照明,隨著夜的深入,逐步關閉車位照明及車道一半的照明;在下半夜,僅留車道的一半照明即可,既方便管理,節能效果又好。
②按“需”提供照明的控制模式
在建筑的設備區域,如電梯機房、水泵房、地下配電間等,燈通常是關閉的。只有當管理人員進入時,探測器才會自動將燈點亮。當房內人員走后,探測器控制延時工作一段時間,將燈自動熄滅。
③維持光通量的控制模式
在建筑中,采用調光控制方式,調節燈具輸出,始終使燈具保持光通量最小維持水平,讓燈具在整個工作期間,既滿足了照明要求,又節約了電能。維持光通量的控制模式,可利用感光元件接收空間的光環境。引入自然光的控制模式。 由于人類天生對自然光的喜好,自然光通常可使人們心情舒暢,工作效率提高。同時,在某些智能建筑的中庭空間,利用光導管將自然光引入室內,能使室內空間更加活潑自然。
如此一來,既可以降低樓宇照明的能耗,也可以降低樓宇的管理成本,減少運行維護的費用,提高樓宇的投資回報率,可謂是一舉多得了。在能源問題成為主流問題的大環境下,提高能源的使用率,節能減排,綠色照明已經是勢在必行,智能照明系統也必然會成為更多人的選擇。
4、結語
隨著現代社會高新技術的發展,智能樓宇在計算機控制通信和設備自動化管理技術方面的要求也日益提高,這就要求不斷掌握新技術,不斷完善設計。
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