物联网与智能照明.docx

物联网与智能照明物联网与智能照明 与其说物联网是一项发明，不如说物联网是一种新的思维方式，物联网的发展将带来更多新的业务和应用。物联网并没有很多全新的技术，应用创新与用户体验才是物联网发展的核心。在物联网发展的同时，另一个和物联网看似毫无关系的方面也在和物联网越来越有关，那就是智能照明系统。智能照明不仅仅是一种简单的照明控制课题，它在带来舒适性的同时也能大量的节约能源，传统的智能照明技术已经能够很大幅度的节能，但是它的各部分控制仍然是割裂开的。如果能将物联网和智能照明结合，将更大程度的提高智能照明的节能效果和照明的智能度与舒适度。本文基于目前对于物联网和智能照明的各项研究，分析了二者结合的基本情况和发展前景，并对于其中的一些关键技术和功能进行了简单的概述。 一、物联网 物联网，是指将一些具有内在的智能和外在的使用能力的末端设施和设备，包括传感器、视频监控系统、移动终端、楼控系统、带有 RFID 的各种物品、携带无线终端的车辆和个人，通过各种通讯网络实现它们之间的联通，它还能基于云计算的 SaaS营运模式，在互联网环境下，采用合理的信息安全保障机制，提供安全的、并且可以控制的，具有实时在线监测、远程监控、决策支持、安全防范、预防报警、在线升级等安全服务和集中化管理功能，实现对所有物体的高效、安全、智能的管理控制。 目前，物联网发展十分迅速，无论各方面对物联网的定义如何变化，它的本质是不变的。它是对现有信息技术的统一聚合应用和升华，物联网将现代网络技术、感知技术、人工智能和自动化技术结合起来，进行一定的集成并应用到了更广阔的范围，实现了人与物、物与物之间的对话，创造出了一个更加智慧的世界。 物联网技术与信息技术有着千丝万缕的联系，它们在各个层次和方面都有着不可或缺的关系，物联网具有很强的系统性和集成性，也有着广阔的创新和发展前景，因此物联网又被称作信息技术的第三次革命性创新。 二、智能照明系统控制 由于当今世界能源的紧缺，节约能源成为了目前各用能领域的趋势。而现代建筑物的能耗相当大，跟据有关统计资料，建筑的能耗占整个国家能耗总量的30%，建筑物的能耗通常体现在建筑设备的能耗上。由于建筑布局的原因，许多建筑在白天也需要进行人工照明, 照明用电已成为建筑的主要能耗之一。根据能耗分析表明，建筑照明能耗占基本能耗的12%以上。建筑照明因而成为节能的重要环节。另外照明负荷占大楼冷负荷的16%，降低照明的功耗和从而降低照明系统的发热量也十分重要。因此，照明系统的节能改造显得特别的重要。 随着目前灯具科技的发展，LED灯具逐渐成为节能的主力军。LED灯具被称为第四代照明灯具，光源具有节能、环保、寿命长、体积小等优点，随着LED 发光效率的不断提高，以及价格逐步下降，LED 光源在通用照明方面具有很大的优势。LED光源最大的特点就是同等照度条件下的功率比传统灯具低很多，因此，采用LED灯具能够很大程度的节能。节能除了设备上的更新，控制系统的优化也能起到很大的作用。因此，除了将原先老式的照明灯具改造为新的高效灯具，还可以通过更加智能的照明控制，帮助建筑节能和实现更好的控制。传统的照明控制是在靠近回路处加上开关，由开关来控制照明。很难达到“由管理室对全体照明实行成批监视控制”，“在现场也可以灵活控制照明”的要求。 使用智能照明控制系统相比传统的照明控制具有很大的优越性。首先，它具有良好的节能效果。智能照明控制系统能够借助各种不同的用户根据自身喜好预先设置的控制方式和控制元件，对不同时间、不同环境的光照度和范围进行精确设置和合理管理，这样在保证使用的前提下实现节能。这种自动调节的方式，能够充分利用室外的自然采光，只有必需时才把灯点亮或点到要求的亮度，它和自然光配合共同照明，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果很明显，一般可达到30%以上。 其次，智能照明控制系统能延长光源的使用寿命。延长光源寿命不仅可以节约大量资金，而且减少了更换灯管的工作量，降低了照明系统的运行费用，也使管理维护变得很简单。 智能照明控制系统的另一大功效是改善工作环境，提高工作效率。良好的工作环境是提高工作效率的一个必要条件，这也能间接的带来巨大的经济效益。良好的设计灯具布局，合理地选用光源灯具，营造舒适的照明环境，配合优良的照明控制系统，都能很好的提高照明质量。智能照明控制系统用调光模块控制面板代替传统的开关控制灯具，可以将灯具的开关和照度预先设置为不同的模式，用户可以简单的通过界面来选择最适合的照明模式，不仅更加舒适，还能有效地控制各房间内整体的照度值，从而提高照度均匀性。 智能照明控制系统还实现了多种照明效果。多种照明控制方式，可以使同一建筑空间具备多种照明效果，以适应不同的需求。现代建筑物中，照明不仅单纯地为满足人们视觉上的明暗需求，更应具备多种的控制方案，使建筑物功能更加多样化，也能给人丰富的视觉效果和美感。 以某工程的办公室智能照明为例。如右图，办公室是办公与会客的主要区域，功能的多样性必然需要多样性的灯光来配合。因此办公室可采用多种可调光源，根据实际使用需要，通过系统预设照明回路的不同明暗搭配，产生各种灯光视觉效果，使办公室始终保持最符合使用需求的灯光环境，操作时只需按动某一个场景按键即可调用所需的灯光场景。 本例照明灯源采用可调光吊灯、筒灯、射灯等可调光光源和壁灯、灯带等不调光光源。控制方式用带中文字体显示的动态标签面板和带荧光灯显示的普通面板控制。 而预设的模式可以有以下几种： 办公模式：上班时，只需按一下门口的控制面板上的“办公”按键，房间内的吊灯、装饰画前的射灯、办公桌上方的嵌入式日光灯以及位于柱边、墙边的定向射灯能分别自动达到80%、50%、70%、以及20%的照度，营造一种安静、明快，同时又不乏庄严的效果。 会客模式：如有客人来访，只需按一下“会客”按键，吊灯自动达到40%，射灯、正前方的冷光源日光灯、柱边墙边的定向射灯、位于房间中央的低压射灯以及灯槽内的洗墙灯都分别达到60%、80%、50%、50%以及30%，衬托出房间的气派和明亮，代表了友好和欢迎。 休息模式：午休时，只需按一下“休闲”场景按键，房间内的主照明全部变暗，灯槽内的槽灯调到合适的亮度，达到休息的目的。 离开模式：领导离开时，按一下“OFF”按键，房间内的灯光能延时数秒钟或数分钟后熄灭。 以上只是一种简单的预设控制，目前智能控制系统还具有以下功能：1、智能照明控制系统设有中央监控装置 ，通过中央控制室对整个系统实施监控 ，办公人员不必自己动手就能随时调节照明的现场效果。 2、具备灯具异常启动和自动保护功能。3、记录灯具启动时间 ，能够统计灯具的使用寿命。4、在供电发生故障的情况下 ，具备多路配电柜自动切换功能，能够启动应急照明灯组5、系统设有自动/手动转换开关，能够随时时对各灯组的开、关进行手动操作。6、系统设置有与其他系统连接的接口，如BA系统，以提高综合管理水平。7、具有场景预设、定时、亮度调节、时序控制及软关断、软启动的功能。随着智能照明控制系统的进一步开发与完善，其功能也将得到进一步的增强。 三、物联网下的智能照明 显然，独立的照明控制已经发展的很成熟，但是很多时候使用者无法准确的根据情况设置参数。而且外界情况多变，仅仅靠非专业的使用者来控制无法达到最佳的效果。而且，任何的控制几乎都要在现场进行。在物联网环境下，使用者可以利用远程计算机和通信设备通过互联网对室内照明设施进行监控和控制，室内照明发生故障时能自动发送电子邮件或短信进行报警，同时室内照明制造商可以通过网络在线指导用户排除故障或对产品进行售后跟踪服务。 物联网赋予照明控制的另一大优势是：室内照明能够记录使用者的习惯和生活方式，利用情景感知技术提供人与家电、环境的自然交互，不仅如此，它还可以预测使用者的需求和使用，在物联网这一广阔平台上，室内照明系统必将为用户带来全新的生活方式，如下图： 由图可知，物联网的智能照明系统之所以“聪明能干”的首要原因在于其自适应的特征。物联网所提供的大量的传感技术、无线通信技术以及射频识别等技术，通过传感器及微处理控制系统，使物联网的智能照明系统能够“感知”环境，根据外界情况的变化作出相应的解决方案，为用户提供最适宜、最自然的服务。 物联网的智能照明系统内置的传感器感知外部环境变化后，根据自身条件、不同的情况做出不同的工作方案，以适应不同的需求、时刻保持最佳状态。物联网的智能照明系统还可通过对用户习惯的学习，替用户省去大量状态设定的操作，使用起来更加轻松便捷人性化，而且一旦用户习惯改变，物联网的智能照明系统也能随之产生新的设定。 物联网技术在智能照明行业的应用发展迅速，但是这种技术的初期投入高，而且只有在成熟的社会物联网网络下才能发挥最大的效用，因此需要全社会各行各业的支持和参与，并且需要国家相关政策的大力扶持。先进的智能照明系统不但节约能源，还可以提升城市的形象、美化居室环境，给人们提供更加安全和舒适的照明环境。随着社会的发展和人们对于照明要求的不断提高，智能照明系统也在朝着结构多样化、应用扩大化的方向快速发展。智能照明系统的设计和应用将会有更多的创意和创新，也将会有更多的物联网技术被结合到智能照明系统中。相信通过物联网的帮助，一个智能化的照明新时代正在向我们走来，人类的照明生活将会更加智能和舒适。