高校校園照明節能系統淺析

劉煒坤

摘要：照明節能控制系統，是根據某一區域的功能、每天不同的時間，室外光亮度或該區域的用途等情況來自動控制照明的。視頻監控系統，是充分利用計算機技術、通信技術、多媒體等技術，實現安防監控。校園照明節能監控管理系統結合照明節能和視頻監控，在保證平安校園的基礎上，節約資源的目的。本文要點是對校園照明節能監控管理系統的相關理論、應用價值、關鍵技術進行淺要分析。

關鍵詞：照明；節能控制；視頻監控；分析

人口、節能和保護環境是當今世界普遍關心的三大社會問題，并直接影響到人類社會的可持續發展，而節能和環保問題日益引人注目[1]。高校作為社會的一個重要部門，同時也是照明用電大戶，照明用電的管理基本處于一種粗放式的管理狀態。其管理現狀有兩類：一是無專人管理，有學生自行控制開關，再有值日學生在中午，下午和晚自習后關閉開關，根據作息時間開啟和關閉整個教學樓的照明電源；二是有專人負責，即按照天氣情況分樓分層送電。對教學樓照明管理的要求是在充分保證教室的照度的前提下，盡可能的節約電能。

1、校園照明節能監控管理系統相關理論

自從出現視頻監控這一概念以來，隨著科學技術，尤其是計算機技術、通信技術、信息處理技術等的發展，視頻監控系統發生了巨大的變化。根據系統所使用信號的種類和傳輸所使用的介質，可以將視頻監控系統的發展過程大致劃分為三個階段：

（1）在 20 世紀 90 年代以前，系統主要以模擬設備為主組成閉路電視系統，稱為第一代視頻監控系統，即模擬視頻監控系統。

（2）20 世紀 90 年代中葉，隨著計算機處理能力的提高和視頻處理技術的發展，人們利用計算機的高速數據處理能力進行視頻采集和處理，從而大大提高了圖像質量，增強了視頻監控的功能。這種基于多媒體計算機的系統稱為第二代視頻監控系統，即模擬輸入與數字壓縮、顯示與控制系統。因為核心設備是數字設備，因此可以稱為數字視頻監控系統。

（3）到了 20 世紀 90 年代末，隨著網絡通信技術、計算機處理能力和存儲容量的迅速提高，以及各種實用視頻信息處理技術的出現，視頻監控進入了全數字化的網絡時代，稱為第三代視頻監控系統，即全數字視頻監控系統或網絡數字視頻監控系統。第三代視頻監控系統以網絡為主要傳輸介質，以數字視頻的壓縮、傳輸、存儲和播放為核心，以智能實用的圖像分析為特色引發了視頻監控行業的技術革命。

目前我國的模擬視頻監控技術已經發展非常成熟，應用也比較廣泛，數字系統也得到了相當的發展，在應用中體現出了模擬系統正在快速的減少，數字系統應用正在逐漸占領市場的主導地位的趨勢。

2、校園照明監控管理的應用價值

建立校園照明節能監控與管理系統的應用價值體現在以下幾個方面。

（1）良好的節能效果，延長燈具使用期限

節能是照明控制系統的最大優勢。以前，校園的樓宇、公共區域照明工作模式，只能是白天開燈，晚上關燈。而采用了智能照明控制系統后，我們可以根據不同場合、不同的人流量，進行時間段、工作模式的細分，把不必要的照明關掉，在需要時自動開啟。同時，系統還能充分利用自然光，自動調節室內照度?？刂葡到y實現了不同工作場合的多種照明工作模式，在保證必要照明的同時，有效減少了燈具的工作時間，節省了不必要的能源開支，也延長了燈具的壽命。

（2）改善工作環境，提高工作效率

良好的工作環境是提高工作效率的一個必要條件。合理地選用光源、燈具及性能優越的照明控制系統，都能提高照明質量。智能照明控制系統具有開關和調光兩種控制方法，可以有效地控制各種照明場所的平均照度值，從而提高照度均勻性。同時，系統能根據不同的時間段，人們的不同需要，自動調節照度。

（3）實現多種的照明效果

多種照明控制方式，可以使同一建筑物具備多種藝術效果，為建筑增色不少?，F代建筑物中，照明不單純地為滿足人們視覺上的明暗效果，更應具備多種的控制方案，使建筑物更加生動，藝術性更強，給人豐富的視覺效果和美感。

（4）提高管理水平

智能照明控制系統是以自動控制為主、人工控制為輔的系統。在一般的情況下，不需要有人的參與，照明系統自動實現開關和調光功能。既大大減少了管理人員的數量，也排除了由于人為因素而出現的不定時開關，影響學校的正常教學、生活秩序的情況出現。

3、校園照明節能監控管理系統的關鍵技術

（1）視頻編碼技術

監控過程會產生大量的視頻信息。系統要對監控過程中大量視頻信息進行存儲，必須對視頻信息進行編碼。MPEG-4 視頻編碼標準支持 MPEG-1、MPEC-2 中的大多數功能，包含了 H.263的核心設計，并增加了優先特性和各種各樣創造性的新特性。它提供不同的視頻標準源格式、碼率、幀頻下矩形圖像的有效編碼，同時也支持基于內容的圖像編碼。采納了基于對（Object-Based）的編碼、基于模型（Model-based）的編碼等第二代編碼技術是MPEG-4 標準的主要特征。

（2）IP 組播技術

IP 組播是利用一種協議將 IP 數據報從一個源傳送到多個目的地，將信息的拷貝發送到一組地址，到達所有想要接收它的接收者。IP 組播是將 IP 數據報“盡最大努力”傳輸到一個構成組播群組的主機集合，群組的各個成員可以分布于各個獨立的物理網絡上。IP 組播群組中成員的關系是動態的，主機可以隨時加入和退出群組，群組的成員關系決定了主機是否接收送給該群組的組播數據報，不是某群組的成員主機也能向該群組發送組播數據報。

（3）流媒體技術

流媒體又叫流式媒體，是指采用流式傳輸方式在互聯網上播放的媒體格式[14]，如音頻、視頻或多媒體文件，用戶可以邊接收邊播放，而不需要等整個文件全部下載完畢后才可以觀看的技術，因此時間延續大大減少。流媒體技術是制作現代遠程教學節目的重要技術。其傳輸過程是，先將視頻節目用硬件或軟件設備轉換成流媒體，用視頻傳送服務器把節目流媒體當成數據包發出，傳送到網絡上，用戶通過解壓設備對這些數據進行解壓后，節目就會像發送前那樣顯示出來。這個過程的一系列相關的數據包稱為“流”。因此，流媒體實際指的是一種新的媒體傳送方式和技術，而不是一種新的媒體。

4、總結

校園照明節能監控管理系統充分利用校園網的帶寬條件，構建低成本、網絡化的監控體系，能提高校園照明的監控和管理水平，成為構建“平安校園、節能校園”的一個重要手段。構建校園照明監控管理系統基本架構，建立校園照明監控管理系統的基本模型。通過視頻監控與照明控制相結合的方法，在保證學校的安防的同時，最大限度的發揮校園監控的作用。

參考文獻

[1]秦永斌.校園安防監控系統的構建與創新[J].中國科技投資，2013

[2]潘國輝.安防天下2：智能高清視頻監控原理精解與最佳實踐[M].北京：清華大學出版社，2014

[3]鄧澤國.安防視頻監控實訓教程[M].北京：電子工業出版社，2013

[4]周迪.網絡的琴弦：玩轉IP看監控[M].北京：電子工業出版社，2015

（作者單位：東莞理工學院）