泛光照明智能化控制系統(tǒng)分析

劉 春

耀有光科技集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 510000

0 引言

泛光照明工程在城市發(fā)展過(guò)程中能夠起到積極作用，無(wú)論是在對(duì)城市建設(shè)水平的提高上，還是對(duì)城市夜景的打造上，泛光照明工程都具有一定的積極意義。目前，泛光照明的智能化控制系統(tǒng)存在一定的問(wèn)題，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化完善可以降低運(yùn)營(yíng)成本。如何將所有的燈光設(shè)備統(tǒng)一化管理，達(dá)成實(shí)現(xiàn)多種燈光控制效果，讓城市夜景更加美觀，在保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，是亟須研究的問(wèn)題。文章闡述了泛光照明智能化控制系統(tǒng)的含義、功能和意義，研究了泛光照明智能化控制系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)。

1 泛光照明智能化控制系統(tǒng)概述

泛光照明是一種使指定照明區(qū)域的亮度遠(yuǎn)高于其他部分的特殊照明方式，該照明方式一般應(yīng)用于夜晚建筑物外部的照明，通過(guò)泛光照明能將建筑物以更加美觀的形式呈現(xiàn)。泛光照明一方面可以讓某些夜間工作場(chǎng)所繼續(xù)工作，如貨場(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)等，另一方面能讓建筑物或者雕塑在夜晚中凸顯。泛光照明智能控制系統(tǒng)是針對(duì)泛光照明的一種系統(tǒng)化照明控制網(wǎng)絡(luò)，能自由調(diào)整各種泛光照明的亮度和開(kāi)關(guān)。該系統(tǒng)可以作為樓宇設(shè)備自控系統(tǒng)的一部分，也可以作為獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行，使用泛光照明系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)舒適照明和有效節(jié)能。泛光照明系統(tǒng)工程的開(kāi)展具有重要的意義，一方面能將建筑的立體感完成呈現(xiàn)，另一方面通過(guò)泛光照明的智能化控制能營(yíng)造出豐富多彩的城市夜景，提升城市夜景照明的質(zhì)量。在照明系統(tǒng)中，最重要的部分就是燈光，可以根據(jù)自身需求自由定制燈光效果，通過(guò)不同樣式的設(shè)計(jì)能讓燈光場(chǎng)景更出彩。

2 泛光照明智能化控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

2.1 可靠性

泛光照明智能化控制系統(tǒng)最大的優(yōu)勢(shì)是具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，通過(guò)智能化系統(tǒng)使照明系統(tǒng)更加穩(wěn)定，還能使照明線路的可靠性不斷提升。如果單支路出現(xiàn)問(wèn)題，系統(tǒng)能通過(guò)智能調(diào)節(jié)，使其不會(huì)對(duì)正常線路造成影響，其他線路的燈具依然能正常使用，從而提升系統(tǒng)的可靠性，讓燈光呈現(xiàn)的效果得到保證。

2.2 統(tǒng)一性

統(tǒng)一性是指系統(tǒng)能將不同種類(lèi)的燈統(tǒng)一控制，即使燈具的數(shù)量較多，也能做到有效調(diào)節(jié)。智能化控制系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)便是統(tǒng)一控制，智能化控制系統(tǒng)能在同一時(shí)間對(duì)所有的照明設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)多種設(shè)備和不同配置的燈光聯(lián)動(dòng)效果，無(wú)須考慮格式是否兼容的問(wèn)題。此外，該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)照明的統(tǒng)一控制、管理，以及照明場(chǎng)景的編制，能充分實(shí)現(xiàn)在夜間場(chǎng)景下的燈光配置和不同設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)設(shè)置。

2.3 集成性

因?yàn)榉汗庹彰飨到y(tǒng)的存在主要依靠于城市建筑而得以實(shí)現(xiàn)，所以在進(jìn)行照明的過(guò)程中，需要對(duì)城市樓層的各個(gè)方向和角度進(jìn)行有效控制，并能夠?qū)a(chǎn)出的信息及時(shí)進(jìn)行反饋，如實(shí)時(shí)溫度等，在數(shù)據(jù)反饋過(guò)程中也可以通過(guò)主機(jī)進(jìn)行隨意切換，以便做到不同的燈光區(qū)域給予相應(yīng)的信息反饋。這一功能的實(shí)現(xiàn)便是通過(guò)智能化控制系統(tǒng)，借助混合視頻矩陣進(jìn)行集成混合控制。

2.4 網(wǎng)絡(luò)性

信息技術(shù)已經(jīng)滲透到人們生活的方方面面，智能控制系統(tǒng)也融入大量的信息技術(shù)，這導(dǎo)致所有的控制操作都可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)將照明系統(tǒng)和高速以太網(wǎng)進(jìn)行結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)對(duì)各種泛光燈的高效控制。

3 泛光照明智能化控制系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)所及結(jié)構(gòu)分析

3.1 應(yīng)用場(chǎng)所

泛光照明智能化控制系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)所比較廣泛，主要包括大型商場(chǎng)、大型超市、廣場(chǎng)以及智能小區(qū)；學(xué)校、醫(yī)院、酒店、銀行等；工廠車(chē)間、倉(cāng)庫(kù)等；數(shù)據(jù)中心和機(jī)房；車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、隧道、停車(chē)場(chǎng)等；博物館、展覽館、市民中心等大型公共建筑。

3.2 結(jié)構(gòu)分析

通常情況下，泛光照明系統(tǒng)所采用的結(jié)構(gòu)形式為分層結(jié)構(gòu)，在項(xiàng)目的搭建過(guò)程中，主要氛圍支線和成域這兩種結(jié)構(gòu)模式。采用分層結(jié)構(gòu)模式一方面是由于布局比較清晰、且布線容易、所能承載的容量也比較大，比較適用于各種大型公建的項(xiàng)目中；而從另一方面來(lái)講，泛光照明系統(tǒng)為每個(gè)域和每條支路都分別配備了KNX電源，這種電源的最大優(yōu)勢(shì)便是及時(shí)系統(tǒng)某個(gè)部分出現(xiàn)問(wèn)題，也不會(huì)影響系統(tǒng)其他部分的正常工作。

4 泛光照明智能化控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 原理設(shè)計(jì)

系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)最重要的部分是建立主控室，通過(guò)主控室控制整個(gè)照明系統(tǒng)，主控室具有重要作用，一旦其出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)連帶著周?chē)械恼彰髟O(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)其他支路的系統(tǒng)造成很大的影響，因此主控制器的選擇非常重要，需予以重視。主控制器能向外輻射，從而控制整個(gè)建筑的所有夜間燈光監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，這是進(jìn)行系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)的第一步。第二步是將所有的照明設(shè)備同步之后能讓所有的照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)控，從而提高操作人員和維護(hù)人員的工作效率，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化的管理目標(biāo)。

4.2 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)，以太網(wǎng)的使用需要基于網(wǎng)絡(luò)和通信協(xié)議，通過(guò)以太網(wǎng)能對(duì)燈具的整體布局和控制實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)控，對(duì)所有泛光燈的照明進(jìn)行調(diào)配。以太網(wǎng)是照明控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方面的核心，沒(méi)有以太網(wǎng)將難以進(jìn)行照明控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。以太網(wǎng)的主干網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是環(huán)形的，通過(guò)環(huán)形的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)所有信息的連接。環(huán)形設(shè)計(jì)還體現(xiàn)在弱電控制系統(tǒng)上，弱電控制系統(tǒng)的主干網(wǎng)絡(luò)采用的是光纖網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)分控制箱來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)局域支線的控制，之所以采取環(huán)形控制，是因?yàn)榄h(huán)形結(jié)構(gòu)所具有的物理結(jié)構(gòu)能使得網(wǎng)絡(luò)信號(hào)的傳輸更加穩(wěn)定。主干網(wǎng)通過(guò)局域分箱來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)支線網(wǎng)絡(luò)的控制，而支線網(wǎng)絡(luò)所采用的結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)，利用以太網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)分控中的信號(hào)進(jìn)行傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)每一套燈具的控制。總之，采取單模光纖來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)具備穩(wěn)定性和高流暢性的特點(diǎn)，能支持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.3 控制方式

智能化控制系統(tǒng)作為泛光照明工程的重要組成部分，其安裝和規(guī)劃需予以重視。一般在進(jìn)行智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要在設(shè)計(jì)時(shí)留出一個(gè)外接接口，目的是實(shí)現(xiàn)與主機(jī)的相連，以便與主機(jī)內(nèi)部的操作系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，從而控制主機(jī)對(duì)泛光照明的各個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制。目前建筑夜景采取的控制方式是一種綜合手段，通過(guò)集中控制來(lái)實(shí)現(xiàn)整體層面的監(jiān)控，將整體的監(jiān)控情況展現(xiàn)在主控制中心面前，從而保證照明系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性；而分散控制則能實(shí)現(xiàn)在每個(gè)分區(qū)和不同節(jié)點(diǎn)上的控制，保證每一條支線的平穩(wěn)運(yùn)行，能對(duì)每一條支線的泛光照明實(shí)現(xiàn)隨意調(diào)節(jié)和開(kāi)關(guān)。目前實(shí)現(xiàn)的控制效果主要有以下兩點(diǎn)：（1）對(duì)燈光組合、亮度、變化頻次和泛光程度的變化控制。（2）通過(guò)照明智能化控制系統(tǒng)能調(diào)整泛光燈的亮度，達(dá)到節(jié)能的目的，通常情況下，在一些比較重大的節(jié)日時(shí)，會(huì)通過(guò)對(duì)燈光亮度的調(diào)節(jié)，以降低電能消耗。

4.4 LED控制器

LED控制器要想正常工作需要調(diào)整灰度控制的級(jí)別參數(shù)，一般來(lái)說(shuō)256級(jí)～65 536級(jí)的灰度控制能從人們生理視覺(jué)出發(fā)將圖像色彩更好地展現(xiàn)出來(lái)。LED控制器的良好運(yùn)轉(zhuǎn)除需要借助于以太接口和UDP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，還需要將控制器之間的級(jí)聯(lián)距離也作出明確的規(guī)定，才能通過(guò)軟件設(shè)置來(lái)達(dá)到諸如時(shí)鐘頻率、灰度參數(shù)等一些指標(biāo)的調(diào)控。

4.5 LED主控制器

要想實(shí)現(xiàn)LED主控制器，需要對(duì)數(shù)據(jù)分配器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。通過(guò)軟件將控制器的控制芯片類(lèi)型進(jìn)行更改、調(diào)整時(shí)鐘的頻率。在調(diào)解過(guò)程中需要注意，統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)能控制的最大數(shù)量的像素點(diǎn)約為12萬(wàn)，一般能在32級(jí)～65級(jí)的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)536級(jí)的灰度控制。另外，LED主控制器可以通過(guò)LED內(nèi)置的時(shí)鐘將預(yù)存其內(nèi)部的節(jié)目進(jìn)行定時(shí)播放，以滿足客戶多維度和多層次的需求。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，泛光照明智能化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，不僅可以使建筑物的美感得到提升，還可以在很大程度上提高夜間場(chǎng)所的工作效率。當(dāng)然，在泛光照明智能化控制系統(tǒng)中重要的部分便是智能化控制系統(tǒng)，通過(guò)智能化控制系統(tǒng)能調(diào)節(jié)燈光的色彩、色調(diào)、亮度、對(duì)比度等要素，從而創(chuàng)造出多元的照明效果。未來(lái)如果能對(duì)智能化控制系統(tǒng)進(jìn)行更深度地研究，勢(shì)必能讓泛光照明工程為城市更好的賦能，讓城市的夜景更加絢爛。