【節(jié)能學(xué)院】智能照明在商用行業(yè)的研究與應(yīng)用

摘要：隨著光源與燈具的不斷發(fā)展，以及智能化技術(shù)日趨成熟，商用智能照明系統(tǒng)已經(jīng)向應(yīng)用智能化發(fā)展，進(jìn)而提高了行業(yè)整體技術(shù)含量和產(chǎn)品服務(wù)附加價值。商用照明系統(tǒng)應(yīng)用智能化體現(xiàn)在全自動體調(diào)光、自然光源利用、照度一致性控制、光影環(huán)境場景智能切換、運(yùn)行節(jié)能、延長光源壽命等。

關(guān)鍵詞：商用、照明、智能

01

前言

隨著智能手機(jī)的普及，“智能”這個詞和概念在人們的生活中占據(jù)了非常重要的位置。在照明領(lǐng)域，智能照明控制也被更為廣泛地接受，曾經(jīng)綠色照明工程將近三十年都沒有完全實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的普及化，在智能照明出現(xiàn)后，幾乎一夜之間成為了照明系統(tǒng)的標(biāo)配。

02

商用照明的需求與表現(xiàn)形式

商用照明智能化的需求

商用場所照明除基本的照亮這一功能性外，目前主要還有3個關(guān)鍵需求：

（1）實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。

智能照明控制系統(tǒng)對能耗的降低效果非常明顯，平均節(jié)能效果可達(dá)47%。其中節(jié)能顯著的是倉庫，可以節(jié)能82%；對于辦公場所，節(jié)能效果則可達(dá)63%。

（2）照明設(shè)計(jì)。

照明設(shè)計(jì)主要包括，通過各種層次、焦點(diǎn)、明暗、光色、以及單燈、群組的開關(guān)或調(diào)光等，來實(shí)現(xiàn)物品的表現(xiàn)、空間的營造、氛圍的切換效果。照明設(shè)計(jì)需要對技術(shù)和藝術(shù)進(jìn)行適當(dāng)組合，既要考慮到各種標(biāo)準(zhǔn)，如照度、均勻性、眩光、功率密度等，也要考慮視覺藝術(shù)效果，同時還應(yīng)滿足安全、節(jié)能、環(huán)保、維護(hù)方便等需求。

（3）健康舒服。

建筑物不僅保護(hù)著人們的安全，也影響著人們的健康。2020年9月，國際WELL建筑研究院（IWBI）向全球正式發(fā)布了《WELL健康建筑標(biāo)準(zhǔn)（第2版）》（WELL V2），該標(biāo)準(zhǔn)包含一套以科技研究成果為支撐的策略，旨在通過設(shè)計(jì)措施、運(yùn)營制度和管理系統(tǒng)培養(yǎng)健康文化。

商用智能照明系統(tǒng)的表現(xiàn)形式

商用智能照明系統(tǒng)在燈具端主要通過開關(guān)、調(diào)光、調(diào)色三種方式實(shí)現(xiàn)。但在系統(tǒng)內(nèi)部，則應(yīng)用了光源、電氣、微電子、計(jì)算機(jī)、自控、通信、網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)手段。一般商用空間采用智能照明控制系統(tǒng)，主要是為了方便管理和節(jié)能，除了根據(jù)時間制定照明開啟關(guān)閉的計(jì)劃，加入調(diào)光能更豐富定時控制計(jì)劃，進(jìn)一步降低能耗。

商用智能照明系統(tǒng)的功能

商用智能照明系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)自動控制、網(wǎng)絡(luò)通信、嵌入式軟件等多方面技術(shù)組成的分布式控制管理系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備智能化、集中管理和控制，同時具有定時、聯(lián)動、場景、遠(yuǎn)程控制等功能。

商用智能照明系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：實(shí)現(xiàn)照明效果、實(shí)現(xiàn)照明控制和場景轉(zhuǎn)換、節(jié)約能源、延長照明裝置壽命和簡化照明布線等。

03

智能照明系統(tǒng)構(gòu)架

智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)由控制管理設(shè)備、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；控制管理設(shè)備應(yīng)包括控制管理設(shè)備，還可以包括被中間控制管理設(shè)備和現(xiàn)場控制管理設(shè)備。

ALIBUS智能照明控制系統(tǒng)包含：開關(guān)驅(qū)動器、IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器、傳感器和智能面板。開關(guān)驅(qū)動器、傳感器、面板通過ALIBUS智能照明總線（超六類屏蔽網(wǎng)線）連接到ALIBUS轉(zhuǎn)IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器，與智能照明上位機(jī)軟件進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)控制功能。

智能照明上位機(jī)軟件也可以轉(zhuǎn)發(fā)至安科瑞綜合能效管理系統(tǒng)EMS平臺。

開關(guān)驅(qū)動器

開關(guān)驅(qū)動器負(fù)責(zé)收集、處理和分發(fā)照明控制信息到ALIBUS總線上，用于翻譯和處理控制指令。在現(xiàn)場，它們以既定的可編程的規(guī)則來管理輸入信號和燈光輸出。通過使用ALIBUS通信協(xié)議，系統(tǒng)可以方便地進(jìn)行增強(qiáng)和擴(kuò)展，以適應(yīng)不同的照明應(yīng)用需求或建筑面積。主控制器之間和照明服務(wù)器多數(shù)使用以太網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，跨系統(tǒng)的聯(lián)動由以太網(wǎng)對接進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

智能面板

智能面板是用來接通和斷開照明線路電源的一種低壓電器。面板不僅是一種家居裝飾功能用品，更是照明用電安全的主要零部件，其產(chǎn)品質(zhì)量、性能材質(zhì)對于預(yù)防火災(zāi)、降低損耗都有至關(guān)重要的作用。在照明控制系統(tǒng)中，通過對單燈的開關(guān)控制組合實(shí)現(xiàn)某種控制策略。

傳感器

輸入設(shè)備里，傳感器也是智能照明系統(tǒng)中不可或缺的器件。傳感器技術(shù)以信息的獲取與變換為核心，是拓展信息資源的源頭，具有將計(jì)算機(jī)、通信、自動控制技術(shù)銜接為一體的關(guān)鍵功能。傳感器主要分為以下類型：

（1）照度傳感器。

照度傳感器可以用于照明，根據(jù)空間自然光水平控制人工照明開關(guān)或者進(jìn)行調(diào)光，以監(jiān)視能源消耗，同時不影響視覺效果。

（2）紅外傳感器。

自然界的物體只要溫度高于-273℃,總是持續(xù)向外發(fā)出紅外輻射。物體的溫度越高，其所發(fā)射的紅外輻射峰值波長越小，發(fā)出紅外輻射的數(shù)值越大。當(dāng)人進(jìn)入感應(yīng)范圍時，紅外傳感器探測到人體紅外光譜，自動接通負(fù)載，只要人不離開感應(yīng)范圍，便將持續(xù)接通，一旦人離開后，延時自動關(guān)閉負(fù)載。

（3）微波雷達(dá)探測器。

微波雷達(dá)傳感器原理是，發(fā)射機(jī)產(chǎn)生低功率微波信號，并通過發(fā)射天線輻射到空中，接收天線接收物體的反射回波，在接收機(jī)中進(jìn)行放大、混頻等射頻處理，并輸出中頻信號，經(jīng)雷達(dá)信號處理，解析出測量結(jié)果。

雷達(dá)感應(yīng)相對于聲光控制和紅外外感應(yīng)的控制方式，具有更多優(yōu)點(diǎn)。它具有抗射頻干擾能力強(qiáng)、不受溫度、濕度等影響，能夠同時實(shí)現(xiàn)感應(yīng)和外觀的完整性。

IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器（網(wǎng)關(guān)）

網(wǎng)關(guān)是一種適用于照明系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備，又稱“ALIBUS系列智能照明IP協(xié)議轉(zhuǎn)換器”。網(wǎng)關(guān)在網(wǎng)絡(luò)層以上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連，適用于兩個高層協(xié)議不同的網(wǎng)絡(luò)互連。網(wǎng)關(guān)既可以用于廣域網(wǎng)互連，也可以用于局域網(wǎng)互連。在使用不同通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)起到翻譯器的作用。

04

結(jié)束語

節(jié)能、健康、美觀是商用智能照明系統(tǒng)的關(guān)鍵需求，也是衡量商用照明系統(tǒng)的優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)。Acrel-ALIBUS智能照明控制系統(tǒng)，是基于ALIBUS總線技術(shù)設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)為數(shù)據(jù)中心提供照明解決方案。系統(tǒng)采用超六類屏蔽網(wǎng)線作為總線線纜，將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統(tǒng)，既可實(shí)現(xiàn)照明燈具的遠(yuǎn)程集中控制，又可實(shí)現(xiàn)就近控制功能。

安科瑞智能照明控制產(chǎn)品種類齊全，方案完善。用戶可通過控制面板、人體感應(yīng)、照度感應(yīng)、微波感應(yīng)、上位機(jī)系統(tǒng)等多種控制終端實(shí)現(xiàn)靈活多樣的智能化控制，特別適合于各類智能小區(qū)、醫(yī)院、學(xué)校、酒店，以及體育場所、機(jī)場、隧道、車站等大型公建項(xiàng)目的商用照明系統(tǒng)。