建筑立面亮化燈具物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的研發(fā)

賈軍平

摘 要：應(yīng)用于建筑立面亮化燈具物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)的研發(fā)，將徹底改變目前景觀照明設(shè)施停留在手動(dòng)、時(shí)控、短信的落后控制方式，實(shí)現(xiàn)“全行業(yè)覆蓋、全時(shí)空監(jiān)控、全流程控制、全手段運(yùn)用”的高效能管理，推動(dòng)粗放式、人為化評(píng)價(jià)走向集約化、定量化評(píng)價(jià)的精細(xì)化管理。另外，通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段手段，落實(shí)高效和長效的系統(tǒng)維護(hù)管理，整體降低系統(tǒng)運(yùn)維維護(hù)費(fèi)用。應(yīng)用于建筑立面亮化燈具的研發(fā)，將有效解決景觀亮化燈具對(duì)電能的依賴，既保證城市美化和照明安全，又做到響應(yīng)國家節(jié)能減排號(hào)召;將大大降低景觀亮化設(shè)施管線鋪設(shè)施工、配電設(shè)施安裝等建設(shè)成本，提高建設(shè)施工效率，減少管線鋪設(shè)對(duì)樓宇外觀的影響及產(chǎn)生的安全隱患。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);智能控制;亮化;燈具

引言

城市照明消耗大量的電能，在節(jié)能成為國家基本國策的今天，如何既保證城市美化和照明安全，又做到節(jié)能，是對(duì)城市照明管理者提出的新要求。在國家提出“節(jié)能減排條例中”明確規(guī)定：凡是涉及到公共照明的，必須要采用智能調(diào)控裝置（此處的智能調(diào)控裝置即智能照明控制系統(tǒng)）。智能照明控制系統(tǒng)可以從控制手段上可以達(dá)到節(jié)能20～40%，由于這種顯著的節(jié)能效果，目前，這種控制系統(tǒng)已經(jīng)在國內(nèi)被大力推廣。另外，社會(huì)的不斷發(fā)展使得人們對(duì)能源的需求越來越高，而現(xiàn)在的能源儲(chǔ)備已經(jīng)不足以滿足我們的生活需要，我們必須發(fā)展新能源。太陽能就是一個(gè)可再生能源，它可以說是取之不盡用之不竭。景觀亮化設(shè)施的大量建設(shè)使用，在城市的電能資源占用比例很大，尤其在用電高峰時(shí)段，漸漸呈現(xiàn)出一個(gè)不可調(diào)和的矛盾，如何解決景觀亮化的用電問題，成為了必須解決的問題。

1關(guān)鍵技術(shù)

本文研究了以下內(nèi)容：

（1）、智能物聯(lián)網(wǎng)太陽能點(diǎn)光源

①、燈具組成部分：太陽能板，充電轉(zhuǎn)換裝置、鋰電池、3-5W防水恒流恒壓雙模電源、物聯(lián)網(wǎng)智能分控器、光源（5050RGBW燈珠、雙面PCB板、透光罩等）。

②、設(shè)計(jì)理念：供電形式突破，采用太能板+電池的方式，此種供電方式可以解決亮化施工過程中鋪設(shè)電力電纜和線管的需求，徹底改變傳統(tǒng)的亮化供電方式，有效降低工程人工及材料成本。并且可以降低施工故障率及對(duì)樓宇墻面的破壞，安裝高效方便。

③、燈具互聯(lián)控制：本方案設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有三種模式

表演模式：燈具內(nèi)部的分控器通過內(nèi)部的物聯(lián)網(wǎng)卡無線連接到本項(xiàng)目設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中?？刂葡到y(tǒng)對(duì)燈具進(jìn)行整體控制，可進(jìn)行視頻播放、文字下發(fā)等表演模式。

聯(lián)機(jī)模式：燈具內(nèi)部的分控器通過內(nèi)部的物聯(lián)網(wǎng)卡可進(jìn)行組網(wǎng)，形成本地局域網(wǎng)，播放本地程序效果。

自控模式：未進(jìn)行聯(lián)機(jī)的情況下，燈具通過內(nèi)置程序播放設(shè)定效果，此模式帶定時(shí)開關(guān)機(jī)功能，此功能可在表演聯(lián)機(jī)模式下通過控制系統(tǒng)修改開關(guān)機(jī)時(shí)間。

（2）、建筑立面亮化燈具物聯(lián)網(wǎng)控制系統(tǒng)

①、控制系統(tǒng)架構(gòu)

A、硬件架構(gòu)分層

a、總控服務(wù)器

核心服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、地圖服務(wù)器、多媒體文件服務(wù)器、強(qiáng)電服務(wù)器。

b、總控中心

防火墻、核心路由器、核心交換機(jī)、UPS電源、授時(shí)器、總控操作臺(tái)（電腦）、移動(dòng)操作終端。

c、分控中心

防火墻、核心路由器、核心交換機(jī)、UPS電源、授時(shí)器、分控操作臺(tái)（電腦）、移動(dòng)操作終端。

d、控制單元

主控器、分控器、授時(shí)器、4G路由器、交換機(jī)、恒溫柜、邏輯開關(guān)模塊、電源、交流接觸器、網(wǎng)關(guān)、強(qiáng)電控制模塊、電表、燈具等。

B、軟件架構(gòu)分層

a、用戶層

總控管理員、區(qū)域管理員、移動(dòng)APP用戶、工程維護(hù)人員、第三方平臺(tái)管理員、其他用戶。

b、接入層

管控平臺(tái)門戶，移動(dòng)應(yīng)用，其他應(yīng)用門戶。

c、應(yīng)用層

智能燈光管理：節(jié)點(diǎn)管理、節(jié)目編輯、播放控制、視頻分割、區(qū)域管理。

智能強(qiáng)電管理：開關(guān)控制、場景控制、遠(yuǎn)程抄表、回路控制、區(qū)域管理。

數(shù)據(jù)管理：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)信息、報(bào)表管理。

站點(diǎn)管理：站點(diǎn)管理、區(qū)域管理、站點(diǎn)管理、站點(diǎn)統(tǒng)計(jì)、站點(diǎn)狀態(tài)。

智能監(jiān)控：設(shè)備管理、實(shí)施監(jiān)控、上墻管理、聯(lián)動(dòng)管理、視頻分析。

地圖工況：地理信息、區(qū)域總覽、工況信息、區(qū)域詳情、故障告警。

運(yùn)維管理：日志報(bào)表管理、故障管理、工單派發(fā)跟蹤、信息審核發(fā)布、系統(tǒng)參數(shù)管理、消息推送管理。

其他功能：霧森系統(tǒng)、噴泉系統(tǒng)、投影系統(tǒng)、舞美激光、音響系統(tǒng)。

d、支撐層

服務(wù)支持平臺(tái)、策略控制平臺(tái)、安全認(rèn)證平臺(tái)、運(yùn)維管理平臺(tái)、多媒體處理服務(wù)平臺(tái)。

e、資源層

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)、緩存、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

f、外部服務(wù)平臺(tái)

智慧城市平臺(tái)、第三方短信、語音、郵件等服務(wù)平臺(tái)、城管服務(wù)平臺(tái)、投訴管理平臺(tái)、政府信息公開發(fā)布平臺(tái)、其他平臺(tái)。

②、系統(tǒng)功能

a、控制管理

統(tǒng)一開關(guān)控制：根據(jù)實(shí)際控制需求，實(shí)現(xiàn)硚口區(qū)景觀照明樓宇的統(tǒng)一開關(guān)燈控制;

場景模式調(diào)整：根據(jù)實(shí)際控制需求，設(shè)置不同的模式，如節(jié)假日模式、周末模式、平日模式等;

日程設(shè)置：根據(jù)控制需求，提前按照時(shí)間進(jìn)行排序設(shè)置開關(guān)燈以及效果播放需求;

節(jié)目效果更換及切換：可自行對(duì)視頻效果文件進(jìn)行管理，包括新增、編輯、刪除、分割下發(fā)等，同時(shí)根據(jù)實(shí)際需求切換播放效果播放;

遠(yuǎn)程監(jiān)測：能實(shí)現(xiàn)對(duì)前端樓宇的實(shí)施監(jiān)測，包括強(qiáng)電狀態(tài)、燈光控制狀態(tài)等;

遠(yuǎn)程控制功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)前端樓宇的實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制功能;

地圖工況功能：可在地圖上查看整個(gè)區(qū)的樓宇分布情況以及相應(yīng)的樓宇控制狀態(tài);

線路管理：可在地圖上實(shí)現(xiàn)對(duì)按不同線路的管理。

b、運(yùn)維管理

權(quán)限管理：能實(shí)現(xiàn)對(duì)所有登錄人員的賬戶進(jìn)行權(quán)限管理;

故障檢測及告警：能實(shí)現(xiàn)對(duì)硚口區(qū)前端樓宇的故障檢測及告警;

能耗統(tǒng)計(jì)：可實(shí)現(xiàn)對(duì)前端樓宇的能耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析功能;

計(jì)費(fèi)系統(tǒng)：可實(shí)現(xiàn)對(duì)電能數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)費(fèi);

操作日志：可實(shí)現(xiàn)對(duì)登錄平臺(tái)用戶的人員操作的日志進(jìn)行管理;

設(shè)備管理：可實(shí)現(xiàn)對(duì)涉及到的控制設(shè)備的管理;

運(yùn)維工單管理：可實(shí)現(xiàn)對(duì)故障信息進(jìn)行工單生成、工單派發(fā)、工單處理等閉環(huán)運(yùn)維工單管理;

視頻監(jiān)控：可根據(jù)實(shí)際需求，通過對(duì)接可實(shí)現(xiàn)與視頻監(jiān)控平臺(tái)的對(duì)接。

2關(guān)鍵問題、難點(diǎn)

（1）、太陽能板能效轉(zhuǎn)換問題及在拼接方式和框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);

（2）、單燈分控器的模式管理及通訊協(xié)議設(shè)計(jì)問題。

（3）、控制系統(tǒng)硬件、軟件架構(gòu)搭建。

（4）、系統(tǒng)軟件開發(fā)，安全性、穩(wěn)定性、智能化及擴(kuò)展性問題設(shè)計(jì)研究。

3結(jié)論

該項(xiàng)目的研究將徹底改變目前景觀照明設(shè)施停留在手動(dòng)、時(shí)控、短信的落后控制方式，實(shí)現(xiàn)“全行業(yè)覆蓋、全時(shí)空監(jiān)控、全流程控制、全手段運(yùn)用”的高效能管理，推動(dòng)粗放式、人為化評(píng)價(jià)走向集約化、定量化評(píng)價(jià)的精細(xì)化管理。另外，通過物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)手段手段，落實(shí)高效和長效的系統(tǒng)維護(hù)管理，整體降低系統(tǒng)運(yùn)維維護(hù)費(fèi)用。另外，應(yīng)用于建筑立面亮化燈具的研發(fā)，將有效解決景觀亮化燈具對(duì)電能的依賴，既保證城市美化和照明安全，又做到響應(yīng)國家節(jié)能減排號(hào)召;將大大降低景觀亮化設(shè)施管線鋪設(shè)施工、配電設(shè)施安裝等建設(shè)成本，提高建設(shè)施工效率，減少管線鋪設(shè)對(duì)樓宇外觀的影響及產(chǎn)生的安全隱患。