智能楼宇照明控制系统的设计研究

近年来，随着物联网技术的不断发展和应用，人们对照明灯具节能和科学化管理提出了更高的要求，使得照明控制在智能化领域的地位越来越重要。智能楼宇照明控制系统可以实现办公楼照明系统的远程监控、节能管理、安全防护，从管理、节能、安全三个角度对楼宇照明系统等进行全方位、精细化节能控制和管理，提高智慧照明的科学管理水平。

智能楼宇;照明控制系统;设计研究

一、智能楼宇照明系统概述

随着人民生活水平的不断提高，人们对工作和生活环境的要求越来越高，同时对照明系统的要求也越来越高。智能照明系统采用全数字、模块化、分布式的系统结构，通过控制线将系统中的各种控制功能模块及部件连接成一个照明控制网络。智能楼宇照明控制系统既可作为整个建筑物自动化管理系统（BA系统）的一个子系统，也可作为独立系统单独运行，可实现对各种照明灯的调光控制或开关控制，是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。智能照明系统是基于计算机控制平台的全数字、模块化、分布式总线型控制系统。中央处理器、模块之间通过网络总线直接通信，利用总线使照明、调光、场景控制等实现智能化，并成为一个完整的总线系统。智能照明系统可对白炽灯、日光灯（专用镇流器）、节能灯、石英灯等多种光源调光，满足各种环境对照明的要求。

二、智能楼宇照明控制系统功能

1、高集成精细化管理

利用物联网技术及综合节能技术把办公楼宇各个区域照明设备全部接入统一平台管理，对每一盏灯进行全方位、精细化、智能化节能管控，实现节能、管理、控制、运营、维护一体化的智慧照明系统。

2、照明控制智能化

预设任意时段的開关灯计划，可使楼宇照明系统工作在全自动状态，系统根据预先设定的时间自动地在各种工作状态之间转换。

3、按需照明、节能降耗

根据不同区域光照度、人流检测等传感器上传的信息，按需合理调配不同区域灯具的用电量，使功率密度与区域需求达到良好匹配，实现按需照明，降低能耗。根据不同日期、不同时间按照各个功能区域的运行情况预先进行光照度的设置，在不需要照明的时候，关闭照明。大多数情况下，很多公共区域只需打开部分照明灯即可满足需求。智能照明控制系统能保证只有当必需的时候才把灯点亮或调节到所要求的亮度，从而达到消耗比较少的能耗就能提供舒适的照明目的。

4、安全维护管理

智能照明控制系统中具有自动报警功能，通过实时监测照明灯具的状态，能预知灯具的剩余工作时间，当灯具不能达到合适的照度时，可及时、准备的处理。

5、抑制不利因素

系统可设置输入到灯具的最高工作电压，从而抑制电网中的冲击电压和浪涌电压，减少了对照明灯具的冲击，从而延迟灯具寿命。在打开和关闭电压时采用软启动和软关断技术，避免了对灯具的热冲击，使灯具寿命进一步得到延长。

6、节约成本。

智能照明控制系统通过软件控制对整个照明系统进行远程控制和监控，可方便地根据用户需求修改控制关系。当需要变更照明控制关系时，只需在软件中进行修改，无须重新敷设线缆，从而节约后后期维护成本。系统采用红外线传感器、亮度传感器、定时开关以及可调光技术和智能化的运行模式，实现任意单点、双点、多点、区域、群组逻辑控制。通过定时开关、亮度手/自动调节、红外线监测、遥控、场景组合等多种照明控制方式，可以展现丰富的灯光效果，使整个照明系统可以按照最佳的经济方案来准确运作，从而大大降低运行管理费用，最大限度地节约能源。

三、智能楼宇照明控制系统设计

智能楼宇照明控制系统通过大楼局域网组成一个统一的系统，中央控制系统通过多级控制进行管理，结合调光/开关控制模块、智能探测器（光感/动静）、就地面板控制、人感探测控制、光感探测控制、场景功能控制和能耗计算的智能化管理;控制界面设置不同权限，并可通过编程等手段将其锁定，避免无关人员的误操作。

1、大厅

大厅是进入大楼的必经之路，是光临大楼的第一感觉，其灯具的选用和灯光布置不只是为了大厅照明的需要，更应考虑照明的气氛及照明与建筑装潢的协调，应最大限度地为人们提供一个舒适、优雅、端庄的光环境。对大厅灯光控制方式分为：照度控制、定时控制、现场面板控制。在大厅设置一个可编程控制面板，用于现场控制大厅的灯光，在大厅外采光效果好并且比较隐蔽的地方配置一个照度传感器，用于自动感应控制外界的灯光。通过照度传感器检测到的数据控制靠近室外的照明回路：当室外亮度很强时，关闭靠近室外的照明回路关闭，充分利用室外的光线;当室外照度不够时，系统自动开启靠近室外的照明回路，补充照明，从而实现室内照度满足需求。大厅的照度传感器和时钟控制器功能自锁，在使用照度传感器的同时自动屏蔽时钟控制器，反之，使用时钟控制器时自动屏蔽照度传感器，可编程控制面板的设置包含了全部场景，也存在其它场景模式，可及时根据需要进行调用。

2、办公区域

办公区域分为白天模式和夜间模式。白天模式可根据上班时间规划，系统可按照用户设置提前几分钟自动打开办公区域所有照明;夜间模式是在下班时间系统自动关闭所有灯光，从而减少人走灯未灭的情况。同时，在每层办公出入口均设置了面板开关，可根据实际情况实现全开、半开等模式。

3、办公室

办公室采用调光控制，可设置多场景，会客、办公、休息等模式。通过红外测距与红外传感器之间的逻辑判断，自动判别办公室是有人、还是无人状态，并对照明实现实时调节。

4、会议厅或报告厅

采用智能照明控制系统通过对各照明回路进行调光控制可预先精心设计多种灯光场景，提供调光控制，实现场景的淡如淡出，光线的渐明渐暗的变化，使得会议厅在不同的使用场合都能有与之相应的灯光效果，如：会前准备模式、少人会议模式、多人会议模式、演讲、会议演示模式、会议休息模式、清扫模式等场景，工作人员可以根据现场需要通过控制面板手动选择，同时还可以控制投影幕的升降。在入口处安装可编程控制面板，可预设置多种灯光场景，可以对灯光亮度调整，并且对预设置场景编程修改，可通过上下箭头按键调至任意满意的照度。

5、走道、卫生间

采用定时与感应相结合的方法进行照明自动控制。对于公共走道和电梯，采用定时控制，人流量大的时候，将全部或大部分灯光打开;对于公共走道，到了夜間人流量减少的时候，打开部分灯光，在夜间人很少的时候，使用红外感应器，实现人来灯亮，人走灯光延时关掉，最大限度节约能源。同时，控制公共区域的所有输出设备带消防应急接口，当这些设备接收到消防警报信号时，会强制性打开所有灯光，方便被疏散人群的通行。

结束语

智能照明控制系统，能根据具体应用场景、环境光照强度、人流量大小等因素切换照明模式，从而能极大的节约能源、提高照明舒适度、延长照明灯具寿命，顺应了物联网技术的发展，将逐步取代传统的照明形式。

参考文献

[1]李飞.现代物联网中智能楼宇的发展趋势及概况[J].电子世界. 2018（19）：471.

[2]孙磊.智能楼宇监控系统整体设计分析[J].电子测试.2018（24）：205.

[3]全国智标委智能楼宇控制标准工作组成立大会在上海召开[N].现代建筑电气.2017.

作者简介：朱仁烽（1987-），男，皖宿松，学历：硕士研究生

职称：助理工程师，毕业院校：浙江工业大学，研究方向：无线传感器网络，物联网技术应用。