智慧照明系統在智慧城市中的應用

王洋++賈平凡++張人中??

【摘要】隨著我國社會經濟的飛速發展，現代計算機網絡技術和自動化控制技術為主的智能照明系統在智能建筑中的應用越來越廣泛。

【關鍵詞】智慧照明系統；基本組成；照明現狀；對比；應用

The Application of Intelligent Lighting System in Intelligent City

Wang Yang，Jia Ping-fan，Zhang Ren-zhong

（Hunan Normal UniversityChangshaHunan410006）

【Abstract】With the rapid development of China's social economy， modern computer network technology and automation control technology-based intelligent lighting system in the intelligent building applications more and more widely.

【Key words】Intelligent lighting system；Basic composition；Lighting present situation；Contrast；Application

1. 智慧照明系統簡介

（1）在智慧城市的建設浪潮中，“互聯網+交通”處于排頭兵位置，然而，沒有數據之間的相互打通融合，形成了局域網孤島。基于太陽能路燈控制器的智慧照明系統就是大數據應用和傳統的太陽能LED路燈相結合的物聯網產物，而智慧照明系統的系統構成：感知系統、執行系統、通訊系統、云處理中心。

（2）感知系統由照度感應系統、煙霧感知系統、雨水感知系統、雷達感知系統等各種類型的傳感系統組成。云處理中心由服務器、智慧照明軟件、遠程計算機和智能手機終端組成；通訊系統由Internet、3G、Zigbee組成。執行系統由RTU集中控制器、單雙燈控制器、可調開關電源組成（智慧照明系統結構圖見圖1）。

圖1智慧照明系統結構圖

圖2系統架構圖

2. 智慧照明系統的基本組成

智慧照明分為四層架構：云處理中心，通訊層，感知層，控制執行層。（圖2為系統架構圖）。

（1）監控中心：建立基礎GIS和基礎數據庫；接受和歸檔來自遠程的路燈工作狀態數據；方便快捷生成各種管理報表；提供豐富的智慧控制策略實現“按需照明”；通過電腦、手機或平板電腦遠程遙控和巡視。

（2）通訊層：采用3G無線網絡、互聯網，將道路智慧照明控制系統的監控中心、控制裝置RTU和路燈控制器聯系在一起。通訊層是遙感、遙測、遙控的基礎，是高效可靠的信息通道。

（3）感知層：感知道路實時路況、環境信息智慧，及時反饋信息給云處理中心。

（4）控制執行層：采用微控制技術、Zigbee通訊技術實現道路控制點的自動采集、智能控制和道路單燈調光控制。

3. 城市照明現狀

（1）路燈照明是體現地區發展程度的窗口，良好的城市照明能帶來巨大的社會效益、環境效益和經濟效益。不管是路燈照明還是景觀照明都能讓這個城市的面貌煥然一新。

（2）但對于城市經濟高速發展的今天，基建日新月異，公共照明系統建設規模不斷擴大，時控及簡單的遠程控制手段已經無法滿足需求。照明設備缺乏有效的管理手段的問題越來越突出，由此帶來的照明設備過度照明、白天亮燈、早亮燈、晚熄燈等電力浪費愈來愈嚴重。為了做到科學照明，綠色照明，節約能源，減低能耗，建立優質高效、生態環保的城市照明環境，確保城市照明節能減排任務全面完成，實施照明智能化、節能化建設已迫在眉睫。

4. 智能照明與傳統照明對比

4.1控制系統比較。

傳統方式控制簡單，只有開和關：智能照明控制系統采用調光模塊，通過燈光的調光在不同使用場合產生不同燈光效果，以適應不同的氛圍。傳統控制采用手動開關，需要開或關每一路：智能照明控制采用低壓2次小信號控制，控制功能強、方式多、范圍廣、自動化程度高，通過實現場景的預設置和記憶功能，操作時只須按一下控制面板上某一個鍵即可啟動一個燈光場景，各照明回路隨即自動變換到相應的狀態。該功能也可以通過其他界面（如遙控器等）實現。傳統控制對照明的管理是人為化的管理：智能控制系統可實現能源管理自動化，通過分布式網絡，只需一臺計算機就可實現對整幢大樓的管理與控制。

4.2線路系統比較。

傳統照明控制開關直接接在負載回路中：負載較大時，需相應增大控制開關的容量。開關離負載較遠時，大截面電纜用量增加，只能實現簡單的開關功能。總線式智能照明系統負載回路連接到輸出單元的輸出端，控制開關用EIB總線與輸出單元相連。負載容量較大時僅考慮加大輸出單元容量，控制開關不受影響，開關距離較遠時，只須加長控制總線的長度，節省大截面電纜用量。傳統照明實現雙控時用兩個單刀雙置開關，開關之間連接照明電纜，多點控制時開關之間的電纜連線增多，使線路安裝交得非常復雜，施工難度也增大。總線式智能照明系統雙控時只需簡單地在控制總線上并聯在一個開關：進行多點控制時.依次并聯多個開關，開關之間僅用一條總線連接，線路安裝簡單、方便。

5. 智慧照明在智慧城市中的應用

圖3智慧照明在智慧城市中的應用平臺

智慧城市是城市建設的重大戰略發展方向，智慧照明基于城市路燈地域分布廣、數量多等特點，很好的為智慧城市的建設打了堅實的基礎。為了充分發揮智慧照明在智慧城市中大平臺的作用，我們將在項目建設中預留相關接口及硬件資源，從而可以根據業主方的需求隨時引入無線感知、實時監控、電纜防盜、廣告屏信息發布、充電樁管理、WiFi熱點等功能，如圖3所示。

6. 智能照明系統在智能建筑中的應用

6.1照明控制智能化。

采用智能照明控制系統，可以使照明系統工作在全自動狀態，系統將按預先設定的若干基本狀態進行工作，這些狀態會按預先設定的時間相互自動地切換。例如，當一個工作日結束后，系統將自動進入晚上的工作狀態，自動并緩慢地調暗或者調亮某個區域的燈光，同時系統的移動探測功能也將自動生效，將無人區域的燈自動關閉，并將有人區域的燈光調至最合適的亮度。此外，還可以通過編程隨意改變各區域的光照度，以適應各種場合的不同場景要求。智能照明可將照度自動調整到工作最合適的水平。例如，在靠近窗戶等自然采光較好的場所，系統會很好地利用自然光照明，調節到最合適的水平。當天氣發生變化時，系統仍能自動將照度調節到最合適的水平。總之，無論在什么場所或天氣如何變化，系統均能保證室內照度維持在預先設定的水平。

6.2照明效果科學化。

傳統照明系統中，配有傳統鎮流器的日光燈以100HZ的頻率閃動，這種頻閃使工作人員頭腦發脹、眼睛疲勞，降低了工作效率。而智能照明系統中的可調光電子鎮流器則工作在很高頻率（4070kltZ）不僅克服了頻閃，而且消除了起輝時的亮度不穩定，在為人們提供健康、舒適環境的同時，也提高了工作效率。智能照明控制系統使用了先進的電力電子技術，能對大多數燈具（包括白熾燈、日光燈、LED燈、配以特殊鎮流器的鈉燈、水銀燈、霓虹燈等）進行智能調光。當室外光較強時，室內照度自動調暗，室外光較弱時，室內照度則自動調亮，使室內的照度始終保持在恒定值附近，從而能夠充分利用自然光實現節能的目的。除此之外，智能照明的管理系統采用設置照明工作狀態等方式，通過智能化管理實現節能。智能照明控制系統將普通照明人為的開與關轉換成了智能化管理，不僅使照明系統的管理者能將其高素質的管理意識運用于照明控制系統中去，而且將大大減少大樓的運行維護費用，并帶來極大的投資回報。

7. 結束語

隨著我國社會經濟的飛速發展，現代計算機網絡技術和自動化控制技術為主的智能照明系統在智能建筑中的應用越來越廣泛。智能建筑結構中的智能照明系統，給人們的生活和工作帶來方便和安全性的同時，仍需進步一步的改進，比如怎樣建立一套科學、合理以及經濟的智能照明系統。本文對智能照明系統的優點以及在智能建筑中的應用進行分析，并在此基礎上提出一些建設性建議。總而言之，智能照明系統的應用給智能建筑帶來了極大的方便，通過人性化的控制，使其實現了環保和節能之目的，因此，應當廣泛的應用和推廣。

參考文獻

[1]朱惠梁.智能建筑照明之智能功能應用分析[J].商品與質量：建筑與發展，2015.

[2]王斌.智能照明系統在智能建筑中的應用效果淺析[J].中國科技博覽，2014.

[文章編號]1619-2737（2017）03-27-615