節能型智能照明控制系統

陳俊良

[摘? ? 要]節能型智能照明系統作為目前在電力照明節能中比較先進的一種技術手段，通過降低照明能耗來緩解我國電力資源的消耗。智能照明系統優勢在于精準控制，相對于傳統照明系統，智能照明系統無論是燈具擺放位置、燈光角度、光源強弱都具有十分充足的調整空間。

[關鍵詞]能源;節能型;智能照明控制系統

[中圖分類號]TP27 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）11–000–02

Energy-saving Intelligent Lighting Control System

Chen Jun-liang

[Abstract]Energy-saving intelligent lighting system is currently a relatively advanced technical means in the energy-saving of electric lighting， reducing the energy consumption of lighting to alleviate the consumption of power resources in our country. The advantage of intelligent lighting system lies in precise control. Compared with traditional lighting systems， intelligent lighting systems have ample room for adjustment in terms of lamp placement， lighting angle， and light source strength.

[Keywords]energy; energy-saving; intelligent lighting control system

中國作為世界人口大國之一，需要保障十幾億人的生活生產需求，對各類資源的消耗是巨大的。19世紀60年代的一場經濟革命結束了傳統的蒸汽工業，促成了電力的大規模應用，電力資源成了支撐一個國家發展的重要資源。近些年，中國對電力需求量和消耗量與日俱增，火力發電作為主要電力生產源占發電總量70 %，對煤炭、石油等資源消耗巨大。與此同時，能源分布不均，遠距離輸送電量成本高。對電力資源的節約可以從照明方面開展，降低照明能耗可應通過應用節能型智能照明系統，用于緩解電力消耗量巨大的情況。

1 節能型智能照明系統

節能型智能照明控制系統是指運用先進電磁調壓和電氣傳感技術，通過改變照明電路中不均勻負載電流所產生的額外功率，或增加功率因素;從而改變電路中不對稱附加電流所產生的附加功率，減少照明和線路中的工作溫度;以實現優化供電為目的之照明系統。節能型的智能照明控制系統通常具備以下優勢。

1.1 照明的自動化控制

該系統的主要特點是現場控制。同一個房間里可能有幾個光圈。調整每個圓圈的亮度后，將某一燈光氛圍稱為場景，可以預設不同的場景，并且在改變場景時可以預設眩光和失明時間，光線變化平緩。時鐘控件，在每天日出和日落后或根據時間規律使用時鐘控件更改燈光顯示。使用不同的傳感器和遙控器實現自動燈光控制。

1.2 美化環境

室內照明利用不斷改變的場景來提高室內環境的藝術效果，提供立體、多元的感受，營造一種舒適的室內環境，促進人的身心健康、愉快心理，大大提高工作積極性和效率。

1.3 延長燈具壽命

影響燈管壽命的主要因素是熱電流和冷沖擊。LT系列中的智能調光器還擁有限制輸出電流的保護功能，即當凈電流大于220 V的最高電流時，調光器就會自動將輸出功率調節至220 V。當電燈泡冷連接時，會形成相當于額定容量5～10倍的熱脈沖電流，影響燈具的使用年限。智能調光控制器通過慢速進、進、出的調光控制系統，可以防止燈泡受到過冷影響，從而延長了燈泡的使用壽命。

1.4 節約能源

光傳感器也用于手動調節光速，以實現節電效果。對于移動傳感器，當有人進入傳感器的識別范圍時，光線會增加，當移動傳感器的感知范圍內沒有人員出現，光傳感器會自主調節區域內的光線強調，已達到節能的目的。光線太低或者“永恒之光”太低，都無法達到節能的目的。例如，為了節省電力損耗，曾經有一家酒店使用一盞50 W的節能照明裝置用于代替室內全部燈光，用于降低電力成本。結果是節能燈具的光線強度不夠，使室內光線變得更加昏暗，降低了酒店客人的居住體驗。

1.5 照度及照度的一致性

使用強度傳感器可以保持內部照明的固定。教室里窗戶和墻壁的光度應該是一樣的。傳感器可以安裝在窗戶和墻壁上。外部光線強的話，系統會自動減少或關閉窗口的光。如果外光減弱，墻壁傳感器就會調節墻上的光的亮度，傳感器會根據感知信號，用事先設定好的照明值調節光的亮度，通過將智能調光系統控制到一個相對水平，可以創建照明強度的新的和舊的不一致，從而達到設置照明強度穩定和節能的目的。

1.6 綜合控制

每個照明電路的當前工作狀況、場景設定與變化，以及整個系統控制、情況下產生的錯誤信息等，都能夠利用計算機對整個系統實施監視。利用網關系統端口和串行接口，就能夠聯系到建筑的防火控制系統、安全系統及其他控制系統。而智能照明控制器LTNET一般由DIM模塊、開關電流模塊、現場控制系統、傳感器以及編程者等構成，把這些具備自主管理功能的模塊鏈接在計算機數據指南上，即可組成自己的照明控制器，從而完成對照明控制系統的所有智能監控、自動控制。

2 節能型智能照明控制系統原理分析

2.1 節能型智能照明控制系統簡介

照明是一個巨大的電力消費群體，照明用電量約占總發電量的12 %公法，每年增長5 %。對于某些照明時間，照明更長多個地點的機構，如學院和大學，預計將有照明能耗約占總耗電量的30～40%，照明的節能潛力很高。當前我國大多數道路照明系統沒有采用監測和網絡管理，也沒有考慮到這一點。有關環境照明、天氣、路段和交通流量等因素的真相只能是該地區該裝置對照明設備進行簡單的開關驗證。有效操作和維護需要對照明系統中的所有燈具進行有效監控;它可以遠程控制開關和完成照明，并可以遠程檢測故障。電流照明節能研究主要體現在兩個方面：①光源革命，，節能是對傳統節能光源的逐步替代，具有光效高、使用壽命長的特點。該光源光效低，壽命短。②照明的智慧控制系統。一方面，將計算機和自動控制技術相結合的產物，使信息技術和通信技術相結合應用于燈光管理，實現燈光控制系統的智能化;另一方面將環境照明、氣候、光區功能、時間管理和照明控制系統等因素融合一起，有效控制燈光系統。

2.2 節能型智能照明控制系統工作原理分析

智能燈光控制系統產品主要涵蓋了智能燈光控制器、以數字方式可訪問的LED驅動程序、燈光發出設備等。通過先進的電磁電壓調整和電子傳感技術，可以改變燈光電路中不對稱負載所產生的功率因數損失，從而提高光逆變效率，降低燈具和集成電路中的工作溫度，完成燈光控制器的電源優化。其優點是在控制照明系統時，能夠啟動或禁用單個照明的功能、dims等。如果可以控制時，它還可以限制多個照明組的組合，這也是一種很實用的方法創建不同的照明設備氣氛成一定的組合。個性化照明設置通常是免費的，以維護眼睛。

2.3 節能型智能控制系統設計

（1）主管理系統：系統使用通用計算機作為主控制中心，通過RLINK通信設備與網絡進行通信。主管理系統可以對下屬服務器進行控制、管理和監控。本地網絡計算機也可以通過中央管理執行監控功能。

（2）RLINK通信裝置：主管理系統與下屬網絡系統的服務器通信節點實現不同頻率的信號轉化，通信裝置具有自我管理、自我診斷的功能。

（3）照明控制器燈光控制器：由管理模塊電路、驅動模塊電路，以及燈光專用的自鎖繼電器構成了節能型智能照明控制器的核心技術。獨立的照明管理控制器既能夠自主操作，也能夠經由國家監管中心的大數據分析監管控制系統。控制器的工作并沒有由于主中心的信息中斷而終止。照明控制器規格多種多樣，單個控制器最大可以管控48條支路線圈，主控中心連接控制器的最大數量為500條。

（4）可編程開關：可編程開關：智能低壓開關，有很多種不同的型號。開關本身使用了24 V的安全電壓，無氣體泄漏風險，且開關在運行期間無點火和電弧產生，可以確保安全。可編程開關的各種按鍵控制器的回路均由電腦編程，同一個按鈕可以操作多條電路，組合方式可根據具體情況而任意變化，操縱方式靈活而簡單。

（5）動態傳感器：根據紅外線感應原理或超聲波原理，自動檢測房間內是否有人，并向控制器發送信號，實現動態控制功能。

（6）照明感應器：核心部件為耦合器，通過捕捉外部自然光源的照度來適應室內照明亮度，實現智能檢測和智能適應功能。

3 節能型智能照明控制系統發展前景

3.1 節能型智能照明控制系統應用場合

節能型智能照明控制系統應用場合包括以下幾個方面：①大型購物中心、超市、廣場、智能社區;②學校、醫院、辦公室、酒店、銀行;③建筑立面景觀照明、泛光照明;④車間和倉庫;⑤數據中心及電腦室;⑥機場、地鐵站、高鐵站、橋隧、停車場;⑦福利機構，展覽廳，文娛中心及其他地方;⑧博物館、圖書館、體育場館、文化中心和文娛中心等大型公共建筑項目的照明系統。

3.2 節能型智能照明控制系統發展的重要性

電力能源在國民經濟發展中具有十分重要的戰略地位，作為國民生產生活的支柱性能源，電力資源缺少大量制備的手段，僅靠單一的火力發電勢必會造成二氧化碳排放量的增長。工業化、城市化的飛速發展，日益嚴峻的環境惡化問題不容忽視。因此，國家非常重視節能技術和節能產業的發展。節能型智能照明控制系統可以大幅降低照明能耗，緩解電力資源缺失的問題。

3.3 LED照明行業的發展為節能型智能照明控制系統打下基礎

LED照明技術是智能照明的基礎。LED燈具有其他燈具無可比擬的優點，如體積小、高亮度低熱量、環保、可控性強等，目前正廣泛應用在各照明領域中。2011年11月14日，國家發改委等五部委發布了“中國逐步淘汰白熾燈路線圖”，計劃從2016年10月1日開始，禁止進口和銷售15 W及以上普通照明白熾燈。同時，LED照明產品成本不斷下降，其正在逐步替代傳統照明產品，成為家居、商業、工業、戶外照明的主力。2019年，中國LED照明市場規模達到6 823億元，LED照明產品滲透率達到76 %。智能照明市場規模不斷擴大，隨著消費者對照明光效、個性化照明、節能環保等要求的提升，智能照明作為最行之有效的解決方案，將成為行業發展的必然趨勢。此外，近年來智能家居需求不斷增長，智能照明作為智能家居的切入點之一，受到照明企業以及智能控制企業的熱捧。2019年，中國智能照明市場規模約為231億元，同比增長約25 %，逐步駛入“發展快車道”。

4 智能照明系統占據大部分市場份額

從產業構成上來看，智能照明產業主要為智慧燈光控制系統，約占據了整個銷售市場份額的90 %，而照明系統和相關配套產品占比則為10%。目前，智慧照明已經開啟了產業長期發展空間，LED智慧照明產業的ASP與附加值都將得以提高，其長期發展空間將遠大于傳統燈具產業，快速替換期過后的長期發展動力來源將得到緩解。

5 結束語

隨著5G商用以及新業態的布局，智能產業迎來了很好的發展方向，智能照明單品迎來了爆發式增長。而互聯網時代使中國智慧照明產業開啟了新的快速增長。從市場需求角度看，由于智慧燈具對傳統照明市場的替代效果，將會極大刺激對智慧燈具市場的需求，對智慧照明產業最具有吸引力的市場"大蛋糕"已逐漸顯現，據預測2025年中國智慧燈具的市場規模將超過千億元。

參考文獻

[1] 姚傳山.智能照明系統及其使用案例和工業應用潛力分析[J].安徽建筑，2021，28（9）：95-96，111.

[2] 高知林，潘志安，秦華旺，等.智能照明系統的軟件設計與實現[J].工業控制計算機，2020，33（11）：28-29，31.

[3] 趙雪崧，白娜，胡博，等.基于IOT架構的節能型智能照明控制系統[J].科技風，2019（12）：82.