楊凱，吳兆之

（ 上海儀電物聯(lián)股份有限公司 上海 200233 ）

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能照明系統(tǒng)

楊凱，吳兆之

（ 上海儀電物聯(lián)股份有限公司 上海 200233 ）

基于照明管理監(jiān)控平臺(tái)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、控制模塊和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等架構(gòu)，針對(duì)多元化照明控制，根據(jù)不同日期、不同時(shí)間、不同的照度，按照各個(gè)功能區(qū)域的運(yùn)行情況預(yù)先進(jìn)行光照度的設(shè)置，完成對(duì)場景的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)照明智能化。

光照度；自動(dòng)切換；情景控制；實(shí)時(shí)監(jiān)測

0 引言

隨著照明系統(tǒng)應(yīng)用場合的不斷變化，應(yīng)用情況也逐漸復(fù)雜和豐富多彩，僅靠簡單的開關(guān)控制已不能完成所需要的控制，這樣就要求照明控制也隨之發(fā)展和變化，以滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、各種新型總線技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展和相互滲透，照明控制技術(shù)有了很大的發(fā)展，照明進(jìn)入了智能化控制的時(shí)代。本文主要闡述利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算、智能傳感、無線通信等多種有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)感知、傳輸和應(yīng)用處理領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，融合節(jié)能管理專家分析模型等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能樓宇、公共建筑和工業(yè)企業(yè)中心使用的不同廠商的照明設(shè)備通過物聯(lián)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行控制和監(jiān)測，形成物聯(lián)網(wǎng)關(guān)研發(fā)和通訊協(xié)議接口標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用海量信息存儲(chǔ)處理、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和定制的各種節(jié)能模式，達(dá)到節(jié)能管理目標(biāo)。

1 概述

智能照明系統(tǒng)主要包括：智能照明管理監(jiān)控平臺(tái)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫、控制模塊和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等，其詳細(xì)框架如圖1所示。

2 架構(gòu)

圖1 系統(tǒng)框架

智能照明系統(tǒng)利用先進(jìn)電磁調(diào)壓及電子感應(yīng)技術(shù)，對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制，通過軟件自動(dòng)開關(guān)各區(qū)域燈具，同時(shí)提前創(chuàng)建各種應(yīng)用場景，適合多環(huán)境下的照明需求，提高系統(tǒng)管理效率。系統(tǒng)由智能照明管理平臺(tái)、監(jiān)聽程序和觸摸屏終端組成，管理平臺(tái)主要提供實(shí)時(shí)開關(guān)燈光、監(jiān)視、報(bào)警以及控制器、網(wǎng)關(guān)、開關(guān)、照明設(shè)備的配置和下載等功能，供現(xiàn)場施工人員、相關(guān)技術(shù)人員使用；觸摸屏用來多分區(qū)控制照明狀況，通過刷卡功能可實(shí)現(xiàn)權(quán)限分置的開關(guān)；監(jiān)聽程序負(fù)責(zé)接收控制器發(fā)來的事件，并保存在數(shù)據(jù)庫中。圖2所示為系統(tǒng)功能。

圖2 系統(tǒng)功能

2.1 智能照明監(jiān)聽程序

監(jiān)聽程序即控制臺(tái)程序，負(fù)責(zé)接收主控制器上報(bào)信息，一方面將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫，如設(shè)備狀態(tài)、故障報(bào)警等，另一方面處理控制器的請(qǐng)求校時(shí)和心跳并返回對(duì)應(yīng)信息。

2.1.1 原理

監(jiān)聽程序在后臺(tái)開啟一個(gè)UPD監(jiān)聽端口，處理控制器向服務(wù)端發(fā)送的事件信息、心跳報(bào)文和對(duì)時(shí)等，將信息保存至數(shù)據(jù)庫。

1）事件監(jiān)聽：控制器接受到服務(wù)器的指令并執(zhí)行后，將執(zhí)行結(jié)果以事件上報(bào)形式發(fā)送服務(wù)端，服務(wù)端根據(jù)這種形式的信息，顯示事件執(zhí)行結(jié)果。目前上報(bào)事件主要包括：設(shè)備開關(guān)結(jié)果、設(shè)備狀態(tài)命令結(jié)果等事件。

2）設(shè)備對(duì)時(shí)：控制器發(fā)送設(shè)備對(duì)時(shí)指令，監(jiān)聽端接收到請(qǐng)求后，應(yīng)答時(shí)間信息。

3）心跳：監(jiān)聽到客戶端心跳請(qǐng)求后，更新設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，如果長時(shí)間無接收，則任務(wù)

設(shè)備停止。

4）數(shù)據(jù)采集：將照明設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)通過控制器，經(jīng)由網(wǎng)關(guān)及數(shù)據(jù)前置處理服務(wù)，采集至系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

2.1.2 通訊

監(jiān)聽程序和主控制間采用UDP通訊協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，UDP數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)能夠達(dá)到主控制頻繁的狀態(tài)和心跳上報(bào)的要求。

2.2 智能照明管理平臺(tái)

照明管理平臺(tái)采用C/S結(jié)構(gòu)，具有服務(wù)器通訊和主控制器網(wǎng)關(guān)通訊配置、主控制器維護(hù)、設(shè)備維護(hù)級(jí)下發(fā)、情景模式配置、圖形配置、控制器級(jí)設(shè)備的監(jiān)控等功能，詳見圖3。

圖3 系統(tǒng)軟件

2.2.1 功能

智能照明管理平臺(tái)涵蓋設(shè)備參數(shù)配置、情景模式配置、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控、報(bào)警事件查詢等功能。

1）設(shè)備參數(shù)配置：根據(jù)實(shí)際情況配置控制器和照明設(shè)備的參數(shù)，這些數(shù)據(jù)一方面保存在服務(wù)器數(shù)據(jù)庫中，一方面下發(fā)給控制器。

2）情景控制功能：根據(jù)需要對(duì)場景和時(shí)間進(jìn)行配置，建立各種情景；手動(dòng)或自動(dòng)切換各情景，進(jìn)行合適的照明，針對(duì)每一種配置，具體設(shè)置由開關(guān)及感應(yīng)器結(jié)合進(jìn)行管理。

3）照度（梯度）控制：根據(jù)區(qū)域的照明要求預(yù)先設(shè)置梯度的數(shù)值，系統(tǒng)將參數(shù)下發(fā)至控制器后，照度傳感器根據(jù)梯度值和光照強(qiáng)度控制照明設(shè)備的亮度。傳感器配置見圖4，梯度任務(wù)配置見圖5。

圖4 傳感器配置

圖5 梯度任務(wù)配置

4）設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控：通過監(jiān)聽程序和主控制器的通訊，平臺(tái)將主控制器實(shí)時(shí)顯示上報(bào)的設(shè)備狀態(tài)，可以手動(dòng)控制設(shè)備狀態(tài)。見圖6。

圖6 設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控

5）報(bào)警事件查詢：一旦主控制器或者控制模塊工作故障或狀態(tài)異常，監(jiān)聽程序?qū)?bào)警事件保存到數(shù)據(jù)庫，管理平臺(tái)可以調(diào)閱查詢，見圖7

圖7 報(bào)警事件查詢

2.2.2 通訊

管理平臺(tái)和主控制器采用TCP/IP和modbusTCP通訊協(xié)議，主控制器與控制模塊采用modbus通訊協(xié)議。管理平臺(tái)將配置后的控制器和終端設(shè)備信息下發(fā)至主控制器，主控制器智能控制終端設(shè)備，將設(shè)備狀態(tài)上報(bào)照明管理平臺(tái)，見圖8。

圖8 通訊示意

2.3 智能觸摸屏終端

智能照明觸摸屏終端自動(dòng)獲取設(shè)備信息，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制（調(diào)場景、開關(guān)、調(diào)光）和監(jiān)視。通過觸控端選擇不同的分區(qū)，如：宴會(huì)廳、辦公室等；通過觸控端手動(dòng)切換辦公室、會(huì)議室、樓宇的情景，采取不同的照明策略，見圖9。

圖9 終端顯示

3 結(jié)語

智能照明系統(tǒng)應(yīng)用于大中型場館和樓宇的照明控制，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、智能傳感、無限通信等相關(guān)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)智能樓宇和公共建筑等不同建筑使用的照明設(shè)備進(jìn)行控制和監(jiān)測，通過配置定制的場景模式達(dá)到照明智能化、使用節(jié)能化的效果。

[1]彭妙顏.智能照明與藝術(shù)照明系統(tǒng)工程[M].北京：中國電力出版社，2011.

[2]周巧儀.智能建筑照明技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[3]王巍，王寧.綠色照明半導(dǎo)體照明智能控制原理與實(shí)現(xiàn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014.

圖16 轉(zhuǎn)子軸上組裝齒輪

4 結(jié)語

在工具制造企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)過程中，零件的倒角特征極易被忽視，由此導(dǎo)致的不良現(xiàn)象往往造成較大的損失。作為研發(fā)設(shè)計(jì)人員應(yīng)重視倒角，確保倒角選擇的正確性，更多的了解零件在總成中的作用，進(jìn)而熟悉零件的制造和裝配特點(diǎn)，深入實(shí)際不斷提高設(shè)計(jì)能力。

參考文獻(xiàn)

[1]丁浩.塑料工業(yè)實(shí)用手冊(cè)（第二版）中冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2]GB 3883.1-2005手持式電動(dòng)工具的安全 第一部分：通用要求[S].北京：國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2005.

Intelligent Lighting System Based on Internet of Things

Yang Kai, Wu Zhaozhi
( INESA IOT Corporation; Shanghai 200233, China )

Based on the lighting management and monitoring platform, business database, control module and network system, aiming at diversified lighting control, this paper sets illumination previouslyaccording to the operation of the various functional areas, as well as different dates, different timesdifferent illumination,thus the scene automatic control is completedand intelligent lighting system is realized.

Illumination settings; Automatic switching of scene; Control of scene; Real-time monitoring of lighting

TP273

A

1674-2796（2016）05-0026-05

2016-06-15

楊凱（1990—），男，大學(xué)本科，主要從事智能照明以及智能樓宇的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)。