智能照明控制系统发展及趋势_杨卫桥

收稿日期：2014－06

作者简介：杨卫桥（1975—），男，博士，高级工程师，主要从事智能控制及半导体照明研究。

智能照明控制系统发展及趋势

杨卫桥

（上海半导体照明工程技术研究中心，上海201203）

摘要：对照明控制系统的发展历程进行了综述回顾，探讨了照明控制的基本策略，通过对照明控制系统相关技术的分析，阐述了照明控制系统的发展方向，以及网络化智能照明控制系统的最新进展。

关键词：网络；智能；照明控制系统中图分类号：TP29

文献标志码：A

文章编号：1006－2394（2014）09－0046－03

Development Trend of Lighting Control System

YANG Wei-qiao

（Shanghai Ｒesearch Center of Engineering and Technology for Solid-State Lighting ，Shanghai 201203，China ）

Abstract ：This article simply reviewed the development process of the lighting control system．It described the basic lighting control strategy．It focused on the latest advances in network lighting control system．

Key words ：network ；intelligent ；lighting control system

0引言

一般来说，所谓的智能照明，就是根据某一区域的

功能、用途、光照度等参数实现对光的“质”和“量”的自动控制。随着现代科学技术特别是计算机和网络通信技术的发展，智能照明控制系统不仅能满足简单的人们对视觉明亮的区域照明和定时开关功能，也是实现传统照明控制无法实现的艺术应用效果。当前，智能控制系统已广泛地得到认可并大量应用到照明的各种场景，成为了照明领域的研究热点，各类的新技术、新产品、新应用不断出现，实现了高速率、智能化的照明控制。正确合理地选择照明控制方式是实现节约能源、美化环境、提高管理水平的重要手段。1照明控制系统发展历程1．1

智能照明系统的特征

智能照明控制系统是利用计算机技术、网络通信技术、自动控制技术、微电子技术等现代化的科学技术，实现可根据环境变化、客观要求、用户预定等条件而自动采集系统中的各种信息，并对所采集的信息进行相应地逻辑分析、判断，同时对结果按特定的形式存储、显示、传输，以及反馈控制等处理，以达到最佳的控制效果。其典型的特征体现在，系统可控制任意回路连续调光或开关，可预先设置多个不同场景，实现照明

的艺术性和舒适性，可接入各种传感器对灯光进行自动调节，或与楼宇智能控制系统联网，使各系统协调工作。1．2

照明控制系统发展

照明控制不仅要满足人们视觉上明亮的要求，而且还要创造出丰富多彩的意境，给人们以视觉享受，因此，照明控制系统要以安全、可靠、灵活、开放为原则。从其发展历程来看，照明控制可大致分为以下三个阶段：

（1）第一阶段：手动控制。最初阶段是手动控制，即利用开关等元器件，以最简单的手动操作来启动和关闭照明器，从而满足照明的要求，达到控制的目的。此时照明控制仅停留在让使用者有需要时手动开启照明器，不能自动开启和关闭它。

（2）第二阶段：自动控制。此阶段伴随着电器技术的发展，以光、电、声技术来控制照明系统，在此阶段中，任何一个照明控制系统由四个主要部分组成：a ）控制器：电磁时间开关、可编程控制器等，它与所操纵的各种传感器，开关和调光器交换信息；b ）传感器：为控制器提供信息，最简单的是硒、硅光电池，但输出信息一般较小，易引起干扰；电动的传感器如压力垫和微型开关，对探测动静颇为有利；光学、红外传感器多用于探测、监控；c ）电源线路串联开关；d ）在传感器和控制器之间以及控制器和开关之间有一个变换信息的手段，利用低压线路、红外、超声波、无线电频率、光导纤

·64·仪表技术2014年第9期

维等技术，传输信息，互相交流。

（3）第三阶段：智能化控制。照明控制系统发展到智能化控制阶段，主要以计算机和网络技术为核心，利用微处理器技术和存储技术，将来自传感器和灵敏元件关于建筑物照明状况的信息进行处理后，通过一定的程序指令控制照明电路中的设备。调用不同的程序，执行不同的功能，就可以有不同的照明水平，营造出不同的氛围和环境。

智能化照明是全数字、模块化、分布式的控制系

统，整个系统由管理模块、调光模块、探测模块、操作模

块等组成。每个模块中含有微处理器存储器，也可仅含存储器，系统的每个功能都储存于某个模块中。而系统网络连接只需普通电话线或非屏蔽绞线。另外，它可作为智能化楼宇自动控制系统的一个子系统，通过计算机网络，不仅在现场可以控制各个区域的灯光，还可通过中央监控系统对照明状况进行监控，并与其他控制系统连为一体，实现楼宇的自我管理。图1是总线式智能照明控制系统的结构图

。

图1总线式智能照明控制系统结构图

2照明控制系统的一般策略

照明设计倡导

“以人为本”的设计理念，营造人性化的效果，照明控制策略正是基于“人使用灯”行为的研究而发展的。2．1昼光控制

早期的研究，例如英国BＲE （Building Ｒesearch Establishment ）的研究者发现人对照明器的使用周期和室内自然采光的水平有着密切的联系，因此，照明控制可以采用“昼光控制”的策略。昼光照明控制器由光敏传感器、开关或调光装置组成，随自然采光的变化，自动调节电灯开启的数量。当昼光提供的照度增加时，关闭一定量的电灯，反之亦然。所有一切都是自动进行，无需人为动作。昼光控制器通常用于办公建筑、机场、集市和大型廉价商场等场所。2．2时间表控制

时间表控制分为可预知时间表控制和不可预知时间表控制两种。对于每天使用内容及使用时间变化不大的场所，采用可预知时间表控制策略。这种控制策略通过定时控制方式来满足活动要求，适用于普通的办公室、按时营业的百货商场、餐厅或者按时上下班的厂房。对于每天的使用内容及使用时间经常变化的场所，可采用不可预知时间表控制策略。这种控制策略采用人体活动感应开关控制方式，以应付事先不可预知的使用要求，主要适用于会议室、复印中心、档案室

等场所。

2．3局部光环境控制

局部光环境控制是指按个人要求调整光照，即考虑到个人的视觉差异较为显著，照明标准的制定主要是符合多数人满意的照度水平，但是也可以根据工作人员自己的视觉作业要求、爱好等需要来调整照度。目前，通过遥控技术可实现局部光环境控制。控制局部光环境的一大优点是，它能赋予工作人员控制自身周围环境的权力感，这有助于工作人员心情舒畅，使工作效率得以提高。3网络化的照明控制系统

3．1

照明控制系统的结构

计算机网络中各个节点相互连接的方法和形式称为网络的拓扑，按网络的拓扑结构划分智能照明控制系统，大致有以下两种形式：即总线式和以星形结构为主的混合式。这两种形式各有特色，总线式灵活性较强，易于扩充，控制相对独立，成本较低；混合式可靠性较高，故障的诊断和排除简单，存取协议简单，传输速率较高。在具体的工程中更多的是各种网络结构的集成应用。

从系统集成的角度上看，目前较为成熟的智能照明控制系统可分为两种：第一种照明系统依托于楼宇设备管理系统。这类智能照明系统多是在楼宇自动化现场

总线技术，如EIB 、LON 等基础上开发而成，功能相对较

完善，可实现更为复杂的照明系统控制，如ABB 公司推

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74·2014年第9期仪表技术