基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明系統(tǒng)研究

左臣華 公偉濤

一、引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，現(xiàn)代化酒店已經(jīng)不單單給住戶提供休息，逐漸成為人們就餐、娛樂、會(huì)議的地方。其中酒店照明系統(tǒng)是體現(xiàn)酒店重要組成部分，不僅要求光照舒適、綠色，同時(shí)需要根據(jù)住戶需求實(shí)現(xiàn)多情景的智能化控制。由于傳統(tǒng)的照明控制存在線路繁雜、燈光亮度無法控制且耗能較大等問題，難以實(shí)現(xiàn)上述要求，逐漸被智能照明控制取代。

現(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展在很大程度上推進(jìn)了智能照明控制系統(tǒng)的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過相關(guān)通訊技術(shù)可以將酒店中的檢測傳感器、燈光調(diào)控設(shè)備、智能終端等結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)燈光實(shí)時(shí)控制、促進(jìn)人機(jī)交互。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明控制系統(tǒng)是一個(gè)集多種照明的智能控制、數(shù)字控制及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)于一身的集合體。基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明控制系統(tǒng)，不僅增加酒店的智能化和美觀程度，而且使酒店照明維護(hù)、控制更加方便，同時(shí)在一定程度上降低能耗。

二、系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用具有感知層、控制層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的物聯(lián)網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)，融合傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明系統(tǒng)。以智能照明控制器為控制核心，由各種傳感器（光敏、人體紅外）、照明終端、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊組成，并且設(shè)計(jì)智能網(wǎng)關(guān)，可以實(shí)時(shí)對酒店內(nèi)環(huán)境、各區(qū)域燈光狀態(tài)、設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行獲取，且能夠控制智能燈具顏色、亮度，同時(shí)可利用智能終端實(shí)現(xiàn)各類場景模式切換及調(diào)控。本系統(tǒng)支持RS232、RS485、CAN總線、TCP/IP、Wifi等多種通訊協(xié)議；同時(shí)融入支持光敏、人體感應(yīng)、紅外測距等傳感器，是系統(tǒng)更加檢測、控制智能，從而更好的實(shí)現(xiàn)酒店環(huán)境檢測及智能燈狀態(tài)監(jiān)測和控制。

本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，每個(gè)模塊都具有獨(dú)立的硬件智能調(diào)控終端，如圖1所示，包括傳感器輸入模塊、智能照明控制器、大小功率調(diào)光模塊、電動(dòng)窗簾控制模塊、智能網(wǎng)關(guān)等組成，其中智能網(wǎng)關(guān)具有總體集中控制功能。智能照明控制器能對感知層（傳感器輸入模塊）獲取的環(huán)境、智能燈狀態(tài)信息進(jìn)行分析、處理和上傳；調(diào)光模塊利用PWM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能燈顏色變換、場景控制，在大廳、宴會(huì)廳時(shí)選擇大功率調(diào)光模塊；白天陽光強(qiáng)烈時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)窗簾位置以遮擋自然光照；同時(shí)住戶、管理人員可通過手機(jī)、PC、平板實(shí)現(xiàn)智能燈相關(guān)控制。

三、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用分級控制的方法，設(shè)計(jì)了智能網(wǎng)關(guān)控制器、現(xiàn)場智能控制器（智能照明控制器、大下調(diào)光模塊、電動(dòng)窗簾等）、感知層傳感智能控制器。各模塊之間相互合作，統(tǒng)一協(xié)調(diào)工作，大大增大了系統(tǒng)的統(tǒng)一、兼容性能。由于酒店智能照明控制系統(tǒng)中需要采集信息點(diǎn)較多，所選硬件設(shè)備既要達(dá)到照明的要求也要可靠穩(wěn)定運(yùn)行，該方案選取合廣測控公司 以下類型的控制模塊，如表1所示。

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的智能網(wǎng)關(guān)控制器包括串口通訊、控制、協(xié)議轉(zhuǎn)換三大模塊，可以實(shí)現(xiàn)多協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換；現(xiàn)場智能控制器可完成本系統(tǒng)中感知層的信息采集并將數(shù)據(jù)上傳的功能，通過預(yù)設(shè)的控制方案或者服務(wù)器傳來的命令完成對智能燈具、窗簾的控制。感知層采用光敏、人體紅外等數(shù)字傳感器，主要實(shí)現(xiàn)周圍環(huán)境信息采集。

四、系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

為了降低程序的復(fù)雜度，增強(qiáng)程序的可讀性，簡化程序調(diào)試、維護(hù)過程，軟件采用模塊化設(shè)計(jì)。針對于酒店不同區(qū)域分區(qū)治理，設(shè)計(jì)照度控制模塊、人體聯(lián)動(dòng)控制模塊、服務(wù)器控制模塊。

由于人對光照強(qiáng)度的敏感程度不同，設(shè)計(jì)了如圖2所示的針對單個(gè)房間設(shè)計(jì)的照度控制器，首先用戶可以根據(jù)需求設(shè)定光照強(qiáng)度，如偏離該閾值控制器則自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)時(shí)給人提供舒適的光照。由于走廊或者大廳在晚間的人流量較少，設(shè)計(jì)了如圖3所示的人體聯(lián)動(dòng)控制器，通過監(jiān)測人體紅外傳感器信息，實(shí)現(xiàn)“人來燈亮，人走燈滅”的功能。為了實(shí)現(xiàn)酒店內(nèi)照明系統(tǒng)的集中控制設(shè)計(jì)了如圖4所示總服務(wù)器集中控制模塊，可以實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場智能模塊。為了增加人機(jī)交互、提高用戶體驗(yàn)，用戶可通過手機(jī)、平板等智能終端登錄酒店APP自動(dòng)進(jìn)行房間內(nèi)的光照強(qiáng)度、顏色設(shè)置，場景切換。

五、結(jié)論與展望

本文針對于傳統(tǒng)酒店照明控制單一、故障排查困難、線路復(fù)雜、場景色調(diào)單一等問題，將光照、人體紅外等傳感器作為感知層；智能控制模塊作為控制層；手機(jī)、平板等作為網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用層，設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明控制系統(tǒng)，利用多級控制方案，可以很好的實(shí)現(xiàn)酒店房間、走廊、大廳等區(qū)域的智能燈控制，在一定的程度上增加住戶體驗(yàn)，且能夠降低能耗。