張美鳳，楊宗放，肖文芹，趙 丹

（浙江建科節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?，浙江 杭州 310012）

我國(guó)綠色照明工程從1996年啟動(dòng)至今，隨著工作的深入開展，照明設(shè)計(jì)與產(chǎn)品的發(fā)展面臨著“綠色革命”。綠色照明包含高效節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適4項(xiàng)指標(biāo)?，F(xiàn)實(shí)生活中，室內(nèi)公共區(qū)域很多時(shí)間均屬于無(wú)效照明，造成大量電能浪費(fèi)。所以，實(shí)行“按需照明”“節(jié)能照明”是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)[1]。隨著云物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，大規(guī)模部署低功耗、多功能微型無(wú)線控制單元和云計(jì)算的分析辦法，通過協(xié)同方式完成數(shù)據(jù)收集和信息處理的模式，為綠色照明控制提供了新的手段。因此，開發(fā)了“基于云物聯(lián)網(wǎng)的綠色照明系統(tǒng)”（專利號(hào)ZL2018 2 0750361.1），實(shí)現(xiàn)了智能綠色照明。

1 基于云物聯(lián)的綠色照明控制系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)框架：基于云物聯(lián)網(wǎng)的綠色照明系統(tǒng)主要由硬件及軟件組成，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)框架示意

（2）主要硬件研發(fā)：系統(tǒng)硬件主要由發(fā)光二極管（Light-Emitting Diode，LED）光源、集中控制器、智能傳感器、無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)等組成，如表1所示。

（3）系統(tǒng)軟件研發(fā)：云平臺(tái)的軟件服務(wù)系統(tǒng)，即用戶可通過物聯(lián)網(wǎng)隨時(shí)隨地訪問，了解其運(yùn)行狀態(tài)，并通過終端操作實(shí)現(xiàn)控制目的。

（4）物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)+無(wú)線控制策略：云物聯(lián)網(wǎng)控制策略整體框架主要包括信息采集、云決策支撐、控制方案制定3大部分。底層數(shù)據(jù)庫(kù)主要依靠物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，包括人體感應(yīng)狀態(tài)、光照明傳感器狀態(tài)、LED開關(guān)狀態(tài)等。通過數(shù)據(jù)分析形成照明控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，控制策略將結(jié)合光照強(qiáng)度等參數(shù)設(shè)定范圍，通過軟件控制燈光有效啟停[2]。

2 典型案例分析

2.1 系統(tǒng)現(xiàn)狀

浙江建設(shè)科技研發(fā)中心地上15F，主要為辦公用房；地下3F，主要為設(shè)備和車庫(kù)，建筑面積5.47萬(wàn)平方米，其中，地下室照明區(qū)域面積約為1.77萬(wàn)平方米。由于地下車庫(kù)面積大、光線差，采用12.6 W LED T8燈管，燈管功率相對(duì)較高；車庫(kù)設(shè)7個(gè)照明配電柜，線路長(zhǎng)回路復(fù)雜，無(wú)法用簡(jiǎn)單的強(qiáng)電控制方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。目前，車庫(kù)照明僅用于車輛進(jìn)出和人員走動(dòng)，存在較長(zhǎng)時(shí)間無(wú)效照明，電能浪費(fèi)大。

2.2 基于云物聯(lián)的綠色照明系統(tǒng)改造方案

（1）根據(jù)現(xiàn)有照明配電箱進(jìn)行分區(qū)控制，每個(gè)照明分區(qū)設(shè)置一個(gè)智能控制器。（2）設(shè)置一條單獨(dú)的設(shè)備供電電源，為長(zhǎng)期、穩(wěn)定供電提供保障。（3）在原有系統(tǒng)中優(yōu)化微波感應(yīng)器的點(diǎn)位布置，做到互不干擾、信號(hào)穩(wěn)定。（4）將地上物聯(lián)網(wǎng)拉至地下車庫(kù)，通過弱電橋架將各個(gè)智能樓宇集中控制器連接成系統(tǒng)。（5）末端替換LED照明車庫(kù)燈。

2.3 節(jié)能效益分析

根據(jù)該樓能耗監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。（1）改造前：2017年2月車庫(kù)照明總用電量為2 873 kW·h，每天基本保持在108 kW·h，平均小時(shí)電量約4.71 kW·h。因控制方式為24 h全開，工作日和周末能耗基本保持不變。（2）改造后：2018年2月車庫(kù)照明總用量為1 706 kW·h，工作日基本保持在65 kW·h，周末基本為48 kW·h，平均耗電量約2.79 kW·h，周末比工作日能耗低，控制方式為車道閑時(shí)照度30%開啟、車位閑時(shí)10%開啟、來(lái)車后75%開啟。車庫(kù)照明用電從6點(diǎn)開始升高，9點(diǎn)開始下降，然后基本保持平穩(wěn)，從16點(diǎn)開始攀升，18點(diǎn)開始下降，之后保持較低用電量至次日6點(diǎn)。出現(xiàn)兩個(gè)高峰期，符合該大樓上、下班時(shí)間點(diǎn)，改造后車庫(kù)照明系統(tǒng)較原方案節(jié)約用能40.6%，在每日能耗控制中發(fā)揮作用明顯[3]。2017年、2018年2月14日當(dāng)天車庫(kù)照明用電趨勢(shì)如圖2所示。

表1 系統(tǒng)硬件主要構(gòu)成部分

圖2 2017年、2018年2月14日當(dāng)天車庫(kù)照明用電趨勢(shì)

3 結(jié)語(yǔ)

文章基于ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，設(shè)計(jì)一款將微波感應(yīng)器和智能燈具相結(jié)合的綠色照明系統(tǒng)，對(duì)典型辦公建筑照明系統(tǒng)改造前后能耗數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)按需照明和綠色照明，也為各類新建、改建和擴(kuò)建的公共建筑綠色照明系統(tǒng)改造提供參考。