智能照明控制系统在绿色建筑中的应用

【摘要】：在新时期，随着建筑行业的快速发展，在信息化的背景下，建筑功能逐渐扩大，呈现出智能化的发展趋势。智能建筑更高效、更安全、更节能、更环保，也符合绿色建筑理念。智能照明系统在建筑智能化发展的背景下受到各行各业的高度重视。智能照明系统具有明显的应用优势，既能满足人们的生活和工作需求，又具有节能、安全的特点。因此，在智能建筑设计中，应注重智能照明系统的设计，应用关键技术，提高建筑照明效果。本文对此进行了研究。

【关键字】：智能化照明；智能化建筑；应急照明

0引言

智能化建筑具有信息管理、公共安全、设备管理等功能，将系统与服务、管理相结合，提高人们的生活环境质量。在智能建筑的发展过程中，要充分发挥智能建筑的节能环保、先进性、可持续性等优点，结合我国国情，融入可持续发展理念，不断完善建筑功能。

我国社会经济持续增长，推动了智能产业的发展，市场规模不断扩大，智能技术不断进步。未来，我国智能建筑市场将越来越大，发展前景广阔，智能照明系统的发展可以促进智能建筑的进一步发展。

智能照明系统研究现状

智能照明系统是传统照明系统的现代化升级，是一种多控电路系统，具有多置电源开关，可以简化安装和操作流程。与传统照明系统不同，智能照明系统可以利用系统软件实现对照明的即时控制，还可以利用丰富的照明灯具满足多场景的照明需求，给人们带来更好的生活体验。

目前智能照明系统的研究主要集中在节能和舒适性上，更注重用户的使用体验和建筑应用场景，可以利用各种优化算法实现照明的智能化，这是相关行业智能化升级的结果。其中，在节能方面，研究集中在人工照明的控制方法上，如通过各种传感器建立更准确的室内照明模型，通过各种优化算法进行良好的照明组合。这些研究仍处于模拟阶段，需要在未来的实验中建立更准确的模型。通过收集用户信息，建立一个模型控制照明系统。

2  智能化照明系统结构

智能照明系统是一个集管理器、主干线、信息接口于一体的网络，可以统一控制各个区域，并对信号进行采样。智能照明系统包括照明模块、传感模块和控制模块，信息接口等部件用于主系统和子系统之间的通信。

2.1照明模块

LED是照明模块的主要组成部分。由于频繁的调整，LED驱动方式相对简单，反应迅速，使用寿命不会受到影响，功耗小，能源效率高，而且没有水银污染，可以减少对环境的危害。

目前LED调光有两种方法，一种是模拟调光，另一种是PWM调光。与模拟调整方法相比，PWM调光方法具有良好的应用前景。LED驱动系统及其电路的研究主要集中在提高调光精度、效率和降低电路复杂性方面，可为建立集成传感器反馈和智能控制算法奠定基础。

2.2传感模块

传感模块主要用于向智能照明系统提供环境信息，从而降低照明能耗，提高视觉舒适度，调节人体生理节律。智能照明系统需要提高室内人员感知的灵活性，调整用户所在区域的照明，并根据用户的具体位置关闭无人区域的照明设备。此外，智能照明系统需要根据自然光调节光源的亮度，这就需要使用光电探测器。

目前，国内外研究的热点是利用传感设备的空间位置和周围目标的反射效应来建立传感器的反射能力。除了感知周围环境，研究的重点还是感知人体和心理，利用智能手环、手表等传感设备来感知用户的身体状况。

2.3控制模块

控制模块的控制系统分为三类:集中控制、分散控制和分布控制。其中，集中控制系统的组成包括一个中心控制器，负责处理每个传感器的测量数据，并根据测量结果对每个照明设备发出调整命令。在分散控制系统中，除了灯源和驱动电路外，每个灯具还有独立的传感和控制模块，可以根据传感器的读数进行调整，但不能与其他灯具进行通信。分布式控制系统的照明设备之间有通信功能，每个照明设备既是执行设备，也是控制设备。

智能照明系统通常采用分散或分布式结构，即每个单元的照明调节相对独立，建筑智能管理系统通过中央控制台和信息接口连接。对比分布式和分布式控制系统，发现分布式系统中不同光源之间没有通信能力。当受到阳光或周围环境的影响时，可以通过增加通信模块来改善局部地区的照明不足。这样，光源可以从其他照明设备中接收各种信息，从而确定相邻灯具的运行状态，进而调整照明系统，增加系统的可靠性。

3  智能化照明系统在智能建筑中的应用策略

智能照明系统的应用范围非常广泛，无论是道路照明、隧道照明、建筑自动照明还是家居照明，都离不开智能照明系统的应用。智能照明系统在智能建筑中的应用可以根据区域和功能来划分控制目标。

按分区划分。是指根据建筑结构对受控目标进行划分，然后统计受控目标的数量、整体运行状态、控制参数、通信需求等。，从而为受控对象的集中控制和系统整合提供参考。

根据功能划分。是指根据监控要求，将控制目标分为不同的类别。照明系统可分为工作照明、事故照明、艺术照明、障碍照明等。根据区域特点，可采用区域照明控制、调光控制、时钟控制、场景控制、光感应设置、移动感应设置等方式。控制目标的划分可以为控制方法、控制深度、控制精度和控制成本的设置提供基本依据。

在建筑工程照明设计中，需要根据不同的控制目标，即每个功能区的照明特性，采用不同的环路控制模式。简单的电路可以用来控制建筑中不需要太多功能或人员进出的地方。这种控制方式只需要调整照明模块和控制模块，就可以实现照明电路的自动开关。在建筑物的走道、电梯厅等公共区域，除了设计简单的控制电路外，还需要设计照明自动开关，增加动探测器、静探测器、智能探测厅等电子元件。，并使用调光模块和控制模块。

智能照明系统在智能建筑中的实际应用

4.1在不同类型的建筑中的应用

4.1.1在酒店建筑中的应用

在酒店建筑中，智能照明系统的应用范围很广，包括室内智能照明系统(见图1)、舞台智能照明系统、多媒体智能照明系统等。艺术照明在酒店照明中占有很大的比重，照明设计的重要环节是选择合理舒适的照明亮度和光源分布。丰富的照明系统可以满足酒店的多场景需求，具有调光一致性好、光精度高、稳定性强、功能完善、使用寿命长的特点。先进的智能控制技术可以用于检测灯具的工作状态和现场现场调光。

4.1.2在民用建筑中的应用

智能照明系统广泛应用于民用建筑中，需要能够根据时间和照明用途自动控制照明开关和照明亮度，实现民用建筑的人性化管理和智能照明，在一定程度上起到节能的作用。民用建筑中的智能照明系统一般由调光模块、开关、输入模块、人机交互界面、智能传感器等组成。，可以降低能耗，给用户带来更好的照明体验。相关研究表明，智能照明系统可以为民用建筑用户节省大量的电力消耗，减少用电峰谷给电力供应带来的压力。也可以根据夜间景观控制建筑的能力。

4.1.三是在教学建筑中的应用？

教学建筑人员密集，集教学、生活等多功能于一体，能耗大。传统高校照明系统设计管理落后，灯具使用寿命短、线路老化、舒适性低等特点普遍存在。为了缓解能源供不应求的矛盾，改善能源不足的现状，提高高校教室的照明效率，结合先进的智能技术是当前行业的必然选择。智能照明系统应用于高校教室，可以通过智能技术调节照明的强度和色度，减少不良光线对学生的视觉刺激，保护其视力免受影响。智能照明系统可以通过照明判断。

4.1.4应用于地铁站。

智能照明系统也应用于地铁站，不仅可以提高车站的智能化程度和车站照明系统的管理效率，还可以减少相关的能耗，降低照明系统的运行和维护成本。地铁站可以根据功能分为多个不同的功能区域，如公共区域、出入口区域和设备区域。不同的空间环境有不同的照明需求，只有智能照明系统的应用才能满足各种照明需求。

4.2应用于建筑应急照明。

应用智能照明系统进行应急照明时，应注意通过智能照明系统准确定位火灾位置和影响区域，以便快速确定疏散逃生方向。获得准确的位置信息后，消防救援人员需要合理设计可靠的救援方案来组织救援，以最大限度地减少灾害损失。火灾发生后，烟雾会影响人们的正常视线。普通照明光源穿透性差，无法起到引导指示的作用。但应急专用照明光源穿透性强，在烟雾干扰下可以起到很好的指示作用。此外，语音指令的配合可以起到很好的引导作用。受困难人员。

提醒被困人员尽快离开电梯、自动扶梯等设施，因为消防喷淋设施启动后，非消防电源会自动切断，留在电梯等设施中会被困或造成触电等次生危害。应急照明电源一般分为自带电池和集中供电。使用自带电池电源时，要注意日常维护，而集中供电电源的安装线路复杂，安装成本高，可根据实际情况自行选择使用哪种电源。

5安科瑞智能照明控制系统

5.1概述

采用RS485总线技术，ALIBUS智能照明产品技术成熟。

5.4系统功能

1）实时检测并显示各个模块的在线状态，反馈现场受控回路的开关状态，监控界面按照楼层各分区的布局和回路列表来浏览。

2）当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警，并将故障报警信息记录并显示在界面中。

3）可以对单个照明回路实现开关控制；每个模块、楼层都有相应的模块控制开关和楼层控制开关，也可以一个模块或者整个楼层实现开关控制。

4）开关驱动器支持过零触发功能，负载（灯具）的分合操作仅在交流电过零时进行；可有效减少电磁干扰以及对电网的冲击，延长灯具与控制装置的寿命。

5）对每个照明回路可以预设掉电状态，当照明电源掉电时，开关驱动器会自动切换到预设的掉电状态；确保重新上电时灯具的开关状态是确定与可控的。

6）拖动调光控件，照明设备从0%到100%进行调光，可以对单个照明回路实现调光控制，调光总控可以对一个模块的照明回路实现调光控制，也可以对多个照明回路实现调光控制，通过图标的亮灭状态反馈现场开关的状态。

7）点击场景控件，打开或者关闭对应场景设置，软件界面上显示不同的场景模式和场景功能，通过图标的亮灭显示对应的场景状态是打开还是关闭。

8）设置定时时间，确认时间点后，对该事件点执行的动作进行设置，设置灯在设定的时间点亮或者灭。

9）系统可以通过预设的当地经纬度信息，自动计算每天的日升日落时间；根据天文时钟控制照明开关，实现日落开灯、日出关灯的功能。

10）所有定时控制计划均可下发保存至驱动模块；当上位机系统故障或模块离线时，驱动模块可以利用自带的RTC时钟维持定时控制计划的正常执行，不影响日常的照明控制效果。

11）系统结构是分布式总线结构；系统内各元件不依赖于其他元件而能够独立工作；系统内各元件可以通过程序的设定实现功能的多样性。

12）预留BA或第三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

6结束语

总而言之，现在，智能照明控制系统在应用范围方面非常广，在建筑领域中，无论是在室内还是在室外都能够进行应用。智能照明控制系统可以在办公楼中进行使用，也可以在娱乐场所中进行应用。智能照明系统在进行应用的时候表现出来了很多的优点，这样也能更好的满足用户的不同需求，同时也能更好的促进智能建筑得到更好的发展。

参考文献

[1]彭强.地下停车场的高可靠智能照明系统和方法[J].智能建筑与智慧城市,2022(11):150-152.

[2]徐巍峰,翁利国.灯联网技术在智能照明系统中的应用与实现[J].能源与环保,2022,44(10):211-216.

[3]张小红.基于PLC控制器的智能照明系统设计分析[J].光源与照明,2022(5):74-76.

[4]刁建新.王振坤.姚胜等.智能照明系统控制策略研究综述[J].照明工程学报,2022,33(2):44-51.

[5]管谟刚.秦少雷.魏飞龙.智能照明系统在智能建筑中的应用.

[6]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05

审核编辑 黄宇