楊 國 宏

(上?，F(xiàn)代建筑裝飾環(huán)境設計研究院有限公司, 上海 200041)

0 引 言

目前,在民用建筑中傳統(tǒng)照明控制方式已經(jīng)無法滿足公共走道,衛(wèi)生間、樓梯間、車庫等公共區(qū)域的使用要求[1]。隨著信息技術的發(fā)展,智能照明控制系統(tǒng)的優(yōu)勢日益凸顯,特別是節(jié)能型燈具(如LED光源)的廣泛使用,其節(jié)能效果更加明顯。

1 傳統(tǒng)照明控制現(xiàn)狀

(1) 拉線開關。拉線開關具有安裝簡單、維修方便、價格低等特點,在我國農(nóng)村占有大部分市場,但其在日常生活操作中有諸多不便,如容易損壞、沒有斷電保護功能等,存在安全隱患。在控制方面無法實現(xiàn)三控或多控操作功能。另外,每個開關上沒有指示燈,不能顯示所有燈的狀態(tài)。

(2) 面板開關(蹺板開關)。目前,面板開關大量使用,但沒有場景功能,無法自動控制,而且無調光功能。

(3) 遙控開關。遙控開關可以預設場景,外觀漂亮,但調光功能小,無法大規(guī)模使用,而且沒有軟件功能。

(4) 聲光控開關。聲光控開關常見于走道照明,相比于常規(guī)面板開關,其內(nèi)部自帶電路板,便于識別聲光控信號輸入。目前智能控制模塊與燈具集于一體,無需額外安裝智能控制開關即可實現(xiàn)自動控制,主要觸發(fā)方式可分為聲控、光控、聲光控、聲控雙亮度、聲光控雙亮度等,非常適合辦公場所公共區(qū)域、樓梯間、小型路燈、景觀照明等場所。

(5) 定時開關。定時開關是在照明配電箱中增加定時器,直接參與控制照明回路的通斷和燈具的亮滅,廣泛應用于路燈的控制。

2 智能照明控制系統(tǒng)

2.1 智能照明控制系統(tǒng)組成及功能

智能照明是指利用計算機、無線通信數(shù)據(jù)傳輸、擴頻電力載波通信技術、計算機智能化信息處理及節(jié)能電器控制等技術組成的分布式無線遙測、遙控、遙信控制系統(tǒng),實現(xiàn)對照明設備的智能化控制,具有功率大、大網(wǎng)絡使用、軟件和聯(lián)網(wǎng)功能強大等特點。照明設備經(jīng)過智能化控制后,擴展多種控制方法,如PC機、遙控器、PDA、遠程電話等,同時具有燈光亮度的強弱調節(jié)、燈光軟啟動、定時控制、場景設置等功能,并達到安全、節(jié)能、舒適、高效的目的。

傳統(tǒng)的照明供電控制一般采用主電源經(jīng)配電箱分成多路輸入輸出線,提供照明燈回路用電,由串聯(lián)在照明燈回路中的開關面板直接通斷供電線來實現(xiàn)對燈的控制,燈只有開、關,無邏輯時序及亮、暗調光控制,因而無法形成各種燈光亮度組合的場景及系統(tǒng)控制。智能照明系統(tǒng)采用主電源經(jīng)可編程控制模塊后輸出供電照明燈用電,燈的開、關和調亮、調暗由可編程多功能按鍵面板控制,控制模塊與按鍵面板之間通過一條低壓控制總線相互連接起來?？刂颇K和按鍵面板內(nèi)部有微處理器,存儲器和控制總線的接口電路完全處于低壓情況下工作,所有控制器和面板都可以通過編程實現(xiàn)對各回路燈的亮度控制,產(chǎn)生不同的燈光場景和系統(tǒng)控制的效果[2-3]。

此外,無線網(wǎng)絡的通信功能使得可通過遙控器、計算機等多種方式來對智能照明系統(tǒng)進行控制。經(jīng)過智能控制系統(tǒng)的預設置,照明系統(tǒng)可在全自動狀態(tài)下工作,系統(tǒng)將按照預先設定的若干基本狀態(tài),根據(jù)時間順序相互自動切換。例如,當一個工作日結束后,系統(tǒng)進入夜晚工作狀態(tài),自動并緩慢地調暗辦公大樓各個公共區(qū)域的燈光,同時系統(tǒng)的移動探測功能自動生效,并自動關閉無人區(qū)域的燈,將有人區(qū)域的燈光調至合適的亮度。而且,系統(tǒng)還可通過亮度傳感器的光線感應改變各區(qū)域的光照度,以適應不同場景的要求。例如,在靠近窗戶的場所,系統(tǒng)利用自然光照明,調暗照明燈光;當天氣發(fā)生變化時,系統(tǒng)自動將燈光照度調節(jié)到最合適的水平。

2.2 嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡化集中控制軟件

嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡化集中控制軟件以嵌入式集成在Web嵌入式網(wǎng)頁伺服控制器和網(wǎng)頁服務器中,可以通過網(wǎng)線接入路由器、局域網(wǎng),或者通過無線智能終端(筆記本、平板電腦、智能手機)WiFi功能在瀏覽器界面中輸入IP地址即可實現(xiàn)登錄訪問,可視化程度非常高,運行維護便捷。嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡化集中控制軟件界面如圖1所示。

圖1 嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡化集中控制軟件界面

嵌入式系統(tǒng)網(wǎng)絡化集中控制軟件的功能特點如下:

(1) 一鍵開關,操作簡單。

測試的具體過程如下：首先設置計算機測試軟件的參數(shù)，調節(jié)半導體激光器的輸出電流控制泵浦光的輸出功率。將波長為980nm的紅外激光照射樣品表面，使樣品發(fā)出上轉換熒光，通過會聚透鏡將反射光耦合至熒光光譜儀的進光狹縫，通過光譜儀中的光柵進行分光，并利用光電倍增管將光信號轉化為電信號，而電信號進入信號接收系統(tǒng)，最后進入計算機生成光譜圖。

(2) 可遠程操作,具有聲光報警、視頻實時監(jiān)控功能。

(3) 數(shù)據(jù)可備份及下載,系統(tǒng)保護功能完善。

(4) 將圖控和Web功能整合到RB內(nèi),直接接入以太網(wǎng),僅需要輸入IP地址即可登錄,無需安裝軟件。

(5) 采用TCP/IP通信格式,更具有自主性、開放性和共享等特點。

(6) 將平板電腦放入方便的操作區(qū)域,輕松實現(xiàn)遠程控制。

(7) 利用無線網(wǎng)絡工具,可以隨時隨地實現(xiàn)控制。

3 典型案例應用

某辦公樓地上28層,為了滿足夜景照明需要,大量采用LED洗墻燈、LED泛光燈、LED流星雨燈,這些燈具都具備DMX512通信功能。

圖2 泛光照明配電箱系統(tǒng)

泛光照明燈具安裝在建筑外立面處,開關回路采用帶剩余電流保護器的斷路器,以確保安全。在斷路器后加裝智能開關控制模塊對燈具開關進行集中控制。智能開關控制模塊采用獨立的24 V開關電源供電。智能開關控制模塊與場景操作面板(觸摸屏)及上位機(監(jiān)控主機)之間采用RS-485總線通信方式。每臺集中監(jiān)控裝置(伺服控制器或者網(wǎng)頁伺服器)有3條RS-485總線端口,總線設備以手拉手方式連接。每條RS-485總線最多可以接16臺設備,包括場景操作面板、傳感器、燈光控制模塊;每臺場景操作面板可以最多下掛16臺燈光控制模塊。場景操作面板取代常規(guī)的普通面板開關,實現(xiàn)照明就地、遠程、手動、自動控制。

公共區(qū)域的智能照明控制系統(tǒng)除具有以上功能外,還具備聲、光控模式,滿足不同場景的需要。如夜晚來臨,系統(tǒng)檢測到有人體運動或者聲音大于設置值時點亮走道照明,并根據(jù)場景需要自動調節(jié)照度。

該項目在設計時注重整體藝術效果,創(chuàng)造舒適和諧的夜景環(huán)境,并兼顧白天景觀的視覺效果。因此,要合理地確定燈具安裝位置、照射角度,并采取遮光措施,防止產(chǎn)生光污染。泛光照明燈具安裝大樣如圖3所示。

系統(tǒng)可以通過交換器或者路由器實現(xiàn)與大樓BA系統(tǒng)的互聯(lián),為整個大樓運營帶來較大便利。智能照明系統(tǒng)與BA系統(tǒng)互聯(lián)架構如圖4所示。

該項目實施后,既可以在上位機查看相關區(qū)域燈具的運行情況,還可以通過網(wǎng)絡登錄IP地址,遠程控制配電箱中的智能開關控制模塊,實現(xiàn)整個辦公樓的控制及信息維護。

圖3 泛光照明燈具安裝大樣

圖4 智能照明系統(tǒng)與BA系統(tǒng)互聯(lián)架構

4 結 語

目前,智能照明控制系統(tǒng)廣泛應用于辦公建筑公共區(qū)域照明、建筑泛光照明、市政路燈照明、橋梁泛光照明等,并伴隨著手機APP、Web嵌入式網(wǎng)頁

伺服控制器及服務器的應用,照明控制越來越便捷,維護更方便,在節(jié)能方面的優(yōu)勢更加明顯。

收稿日期：2018-05-12