楼宇智能照明控制系统

浅谈楼宇智能照明控制系统

郑海军 西安康发光电信息系统有限公司

摘 要：本文主要对智能照明控制系统的构成、工作原理以及在智能楼宇中的应用做以介绍，阐述了智能照明控制系统在智能楼宇节能方面的作用与取得的效益。

关键词：智能照明；控制；节能

随着现代信息产业的不断进步和发展，以及人们对照明的要求越来越高，人们对于照明的需求也不在满足于传统的照明效果，更希望在一个舒适、明亮、高效、节能的照明环境中工作和生活。智能照明控制系统在智能楼宇中得到不断的应用和发展。从最初的提供照明的基本功能，到现在的能满足用户多样性的要求、能营造氛围、控制灵活方便、节能、运行维护费用低的需求，从简单的机械开关演变为现代综合计算机网络技术、通信技术、电子技术的智能照明系统。

1 智能照明系统的工作原理及构成方式

智能照明系统的工作原理是采用调光模块将主电源分为多路可调光的输出回路，供照明用电，由可编程控制器编程控制每一路灯，由此产生不同的场景和灯光效果。智能照明控制系统的网络拓扑结构分为总线式结构、星形结构、混合式结构。这三种结构各有优缺点：总线式结构易于扩展，控制相对独立，成本较低；星形结构可靠性较高，故障诊断和排除简单，传输速度高；混合式结构具有星形结构和总线式结构的特点，在建筑照明控制系统中较为常用。

2 智能照明系统的控制方式、基本结构

智能照明控制系统能对大多数灯具进行智能调光，在需要的时间给需要的地方以充分的照明。控制方式分为手动控制和自动控制两种。目前以模块化的自动控制为主，手动控制为辅。下面以 Dynalite 分布式控制系统为例介绍智能智能照明控制系统的基本结构：

2.1 调光模块

a) 调光模块的主要功能是对不同灯具进行调光或开关控制。基本工作原理是通过CPU控制可控硅的相位角，从而控制电压的平均幅值，进而调节灯具的亮度。灯具的亮度与灯具的输入电压成正比关系。

b) 开关模块

开关模块是一种靠继电器开关输出的控制模块，主要用于实现对照明的智能开关管理。

c) 控制面板

控制面板能进行启停或改变一个灯光场景，设置灯光亮度，设置场景等的操作，进行可编程时序和逻辑控制。

d) 智能传感器

该设备主要由动静探测红外跟踪器、测光光电管和遥控接收器组成。它通过对环境内有无人员进出以及房间光线的变化的检测，并将该检测信号转化为电信号上传中央控器。

2.2 控制主机

实现对整个智能照明控制系统的管理、控制。

3 智能控制系统的控制内容

3.1 时钟控制

通过时钟管理器等电气元件，实现对各区域内用于正常工作状态的照明灯具是将上的不同控制。

3.1 照度自动调节控制

通过每个调光模块和照度自动检测器等电气设备，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动调光控制，式该区域内的照度不会随日照等外界因素的变化而改变，始终维持在照度预设值左右。

3.3 区域场景控制

通过每个调光模块和控制面板等电气元件，实现正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的场景切换控制。

3.4 动静探测器

通过每个调光器和动静探测器等电气单元，实现在正常状态下对各区域内用于正常工作状态的照明灯具的自动开关控制。

3.5 应急照明控制

这里的控制主要是指智能照明控制系统对特殊区域内的应急照明所执行的控制，包含以下两项：①正常状态下的自动调节照度和区域场景控制同调节正常宫缩照明灯具的控制方式相同。②应急状态下的自动解除调光控制。通过每个对应急照明控制的调光模块等元件，实现在应急状态下对各区域内用于应急工作状态的照明控制。

4 智能照明系统的应用

办公楼按照功能区域划分，通常会有办公区、门厅、会议室、多功能厅等，各个功能区域的照明具有不同的特点。办公区域照明使用的光源主要是荧光灯与白炽灯，其中荧光灯多用于一般照明，白炽灯多用于局部照明；照度水平的设计主要取决于视觉作业的需要及经济条件的状况。办公区域的工作时间主要是在白天，可以尽量利用窗外自然光进行

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制，相关的功能必须确保数据完整性和准确性。

2 系统设计

2.1 系统设计思想

a）安全性和可靠性要求系统具有完整的安全体系方案，安全系统在技术上具有先进性，保证系统具有高可靠性，包括硬件设备、系统软件、应用软件。通过身份认证、权限检查，解决系统的安全性和保密性的问题，防止信息泄密或对保密数据的非法修改。

b）实用性和成熟性保证系统的先进性，采用先进的设计思想和设计方法，系统易扩充、易维护、易使用和可靠性高。

c）可扩展性系统的可扩展性是指系统应适应信息化的不断发展的需要，把系统的可扩展性提高到一个系统是否具有生命力的高度来认识。在保证质量和可靠性的同时，既要充分考虑未来扩充升级和技术发展的需要，又要最大限度地避免由于考虑欠妥所造成的投资浪费并且尽可能地考虑现有的设备及资源。

d）经济性以性能价格比来衡量系统设计的主要指标，不仅要考虑到整个系统的性能必须符合要求，而且要考虑到相应的投资，使性能价格比达到最优。

e）开放性系统中采用的技术和设备应遵循相应的标准，具有兼容性和互操作性。

f）封装性系统功能要具有良好的完整性和模块化，保证应用系统的可靠性和可扩展性。

2.2 系统总体设计

系统总体设计既要考虑目前的技术规范和技术现状，同时又要考虑未来的技术更新，所以在技术实现上要考虑以下方面：①采用开放的体系结构，确保系统既可以独立运行，又可集成运行；②充分利用已有的技术基础和软件产品，规范软件接口，保证访问透明；③适应技术的发展，可方便地引入新技术，整个系统具有可重构性和易扩展性。

3 结束语

本文以企业信息管理为指导，建立了一种石油生产管理信息系统，它是石油生产企业将与石油生产相关的所有信息进行集中整合、综合管理的计算机管理信息系统。这种系统方便维护、便于扩展，并按现代企业信息管理的工作模式进行结构设计，为企业提供一个规范化的计算机管理体系，可对石油生产实施全程综合管理。

参考文献:

[1] 吴扬俊.管理信息系统基础[M].北京：电子工业出版社，2007.

[2] 陈京民. 管理信息系统[M]. 北京：清华大学出版社，北京交通大学出版社，2006.

[3] 薛华成. 管理信息系统[M]. 北京：清华大学出版社，1999.

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照度的补偿，不仅节约能源，而且能维持室内舒适的视觉环境。

对于一个完美的办公楼智能照明控制系统来说，办公区是办公楼的主要组成部分，采用智能照明控制系统，可使其照明系统工作在全自动状态。通过配置的“智能时钟管理器”可预先设置若干基本工作状态，并使照明系统根据预先设定的时间自动进行切换。比如：上班时间来临，系统自动将灯打开，并将光照度自动调整到预先设定的值；在靠窗的房间，系统能智能的利用室外自然光，当天气晴朗时室内灯自动调暗，天气阴暗时室内的灯会自动调亮，始终保持室内恒定的亮度；午餐时间，灯将自动变换到一个舒适、柔和的灯光场景，使工作人员能够很好的休息和放松；当一个工作日结束时，在智能时钟管理器的作用下，系统将自动的调暗各区域的灯光；进入晚上工作状态，同时智能传感器的动静探测功能将自动生效，系统处于清扫状态时，各区域的保持基本的亮度，当清扫人员打扫到该区域时，智能传感器的动静探测功能生效，点亮该区域的灯，并在清扫结束后延时数分钟将灯关掉。

会议室是办公楼的重要组成部分，采用智能照明控制系统可对室内各照明回路进行调光控制，可预先设置多种灯光场景在控制面板中，使会议室、在准备、报告、研讨、休息等不同状态下都能有不同的灯光效果。同时会议室的灯光控制系统还可以和投影仪等各种演示设备相连。

5 智能照明系统的应用效果

5.1 智能化照明

智能照明系统最重要的作用就是利用各种传感器及遥控器实现对灯光的自动控制，也就是场景控制。在同一室内可以有多路照明回路，对每一回路亮度的调节后创造出某种灯光氛围称为场景。根据人们的不同要求及感官要求，预先设置不同的场景，进行场景切换，营造出各种不同的灯光环境；利用时钟控制器，使灯光按每天的日出日落或有规律的变化，从而实现照明的控制自动化。

5.2 美化环境

室内照明利用场景变化增强环境艺术效果，制造立体感、层次感，营造出舒适的环境，有利于促进人们的身心健康，提高工作效率。

5.3 节约能源

智能照明控制的实现一般可以节约 20%--40% 的电能，不但降低了用户的电费支出，也减轻了供电压力。可采用亮度传感器，自动调节灯光，充分利用自然光，达到节能的效果。利用移动传感器的检测功能控制灯的开闭，同样也能达到节能的目的。

5.4 综合控制

通过计算机网络对整个系统进行监控，将各种具备独立控制功能的模块，通过一根数据线上，即可组成一个独立的照明控制系统，实现对灯光系统的各种智能化控制、管理。

6 结束语

随着建筑和照明技术的进步，照明已与建筑融为一体，成为了建筑艺术的一部分。更是使照明进一步走向绿色和可持续发展的重要方向，是智能技术与照明的结合，目的是在大幅度的提高照明的质量的前提下，使建筑照明在时间与数量上更加准确，更加节能、高效。

参考文献：

[1]GB50034-2004 民用建筑设计照明标准

[2]王娜、沈国民.智能建筑概论.北京：中国建筑工程出版社，2010.

[3]JGJ/16-2008民用建筑电气设计规范

[4]赵哲身.智能建筑控制与节能.北京：中国电力出版社，2007.

[5]张亮、侯冉冉、王峰.智能照明控制系统.北京：五洲工程设计研究院.