智能照明控制技術概述前言:隨著社會的快速進步，人們但愿生活的更加舒適，充足的享有生活。在傳統的理念中，越舒適的生活意味著能源的消耗越大。但是，隨著整個人類社會的進步，富裕人口越來越多，整個地球的資源已無法滿足這種能源的巨大消耗，崇尚節省能源的低碳生活已是世界的趨勢。在傳統的照明工程中，豪華的賓館、酒店、商場、寫字樓以及住宅等，其單位功耗遠遠超出普通建筑。隨著科技進步及人類環保、節能觀念的加強,人們對照明領域予以了更多的關注,促使照明控制技術突飛猛進的發展,且其應用也日益廣泛。智能化照明是隨計算機、傳感器、通訊、網絡與自動控制技術而發展起來的綜合技術，正以驚人的速度向各個專業領域滲入。智能化是任何電子產品必然的發展方向之一。智能照明控制技術的發展能夠使照明更加省電、節能、使用更便捷，在需要的時間給需要的地方以最舒適和高效的照明，提高照明環境質量。智能化照明更是使照明進一步走向綠色和可持續發展的重要方向。照明新光源和智能控制技術將在將來的低碳生活中起到決定性的作用。本文對近幾年來智能照明控制技術及其發展狀況進行分析比較,供同行參考：一、概述智能化照明控制系統是一種集多個控制方式、當代數字控制技術和網絡技術、照明技術于一身的控制系統。智能照明控制系統由系統單元、輸入單元和輸出單元三部分構成。除電源設備外，每一單元設立唯一的單元地址，并用軟件設定其功效。系統能夠實現以下功效：1、全自動調光智能照明控制系統由于配用了多個傳感器和控制器，因此可全自動運行。系統可設定有若干個不同照度的基本狀態，這些狀態能夠按預先設定的程序進行切換。對于不同的場景模式，只要在對應的控制面板上進行操作即可調入所需的場景，顧客還能夠通過可編程控制面板對場景進行實時調節以適應不同規定，甚至能夠平滑調光，方便將照度調節到需要的狀態。眾所周之，燈具效率和房間墻面反射率會隨時間推移而衰減，設計照度是一種在壽命期內的平均值，因此初始照度均高于需要的照度，而后期照度則局限性。這不僅造成照度的前后不一致，并且還會由于開始時照度偏高而造成不必要的能源浪費。采用智能照明控制后，即使設計全照度仍可能偏高，但由于能夠智能調光，系統將會按照預先設立的原則值使照明區域保持恒定的照度，而不受燈具效率減少和墻面反射率衰減的影響。

2、對自然光源充足運用

智能照明控制系統在晝間可通過調節控光設備來調節控制自然光，并與照明系統連動。當天氣、時間發生變化時，系統能夠自動調節，以確保室內的照度維持在預先設定的水平。對自然光的調節可通過控制百頁窗的角度、窗簾的開合，以及運用導光管和光導纖維將外部自然光導入室內并進行調節的技術。

3、運行節能智能照明控制系統能對大多數燈具（涉及白熾燈、LED燈、無極燈、可調光的熒光燈、配以調光鎮流器的鈉燈、金鹵燈等）進行智能調光，在需要的地方、在需要的時間給以充足的照明，及時關掉不需要的燈具，調節燈具的亮度。4、延長光源壽命眾所周知，光源和電器損壞的重要因素是電網的浪涌電壓和過電壓，采用智能調光則能夠延長光源的壽命。智能照明控制系統采用軟啟動的穩壓方式，能控制電網在運行時，特別是開關過程中的沖擊電壓和浪涌電壓，從而大大延長設備的使用壽命。二、

有線智能控制系統普通采用一對雙絞線作為通訊介質，全部系統控制單元由這對雙絞線連接構成控制網絡，每個系統控制單元所發出的控制信號在整個控制網絡里進行傳輸，各個系統控制單元接受到控制信息后，則根據系統通訊合同的規定執行對應的動作，從而實現智能網絡控制。這種方案系統單元設計簡樸，由于采用的專用的雙絞線作為通訊介質，因此含有抗干擾性能強、通訊效果好，通訊穩定性高的優點?，F對幾個典型的有線智能控制系統進行概述：1、DALI系統DALI是英文DigitalAddressableLightingInterface的縮寫，意為數字式可尋址照明控制接口原則,是一種專門的智能照明系統，它定義了實現多個智能照明控制模塊之間數字通信的接口原則。在歐洲有多家廠商研究開發符合DALI原則的產品，DALI原則已被編入歐洲電子鎮流器原則。它支持“開放系統”的概念，只要它們恪守DALI原則，不同制造廠商的產品能夠互連。DALI技術實現了采用盡量少的設備，提供高效簡便操作的智能化照明控制方式。DALl系統的性價比高于1～10V系統，低于復雜的總線系統。DALI系統能夠通過DALI/1～10V轉換器實現對帶有1～10V接口設備的控制，并可通過網關實現與其它總線控制系統的集成(如BA系統)，故含有廣泛的應用前景。其代表為銳高公司luxCONTROL照明控制系統和飛利浦公司的Scenio照明控制系統。2、EIB系統EIB是英文EuropeanInstallationBus的縮寫，即歐洲電氣接線裝置總線智能控制系統,是為電氣接線裝置專業打造的智能化控制系統，照明系統是該系統的一種構成部分。EIB總線系統作為歐洲安裝總線原則，運用一條雙絞線作為控制總線,取代了傳統數量繁多的導線,使照明、調光、百葉窗、場景控制、用電負荷控制、保安、供熱系統實現智能化,并成為一種完整的總線系統。EIB總線系統也可根據外部環境的變化自動調節總線中設備的狀態,達成安全、節能、人性化的效果,并能在此后的使用中根據顧客的規定增加或修改系統的功效,而不必重新鋪設電纜,真正成為靈活的電氣安裝系統,這是傳統的電纜鋪設方式所無法做到的。EIB原則是一種開放式的系統：能夠由任何人、在任何芯片或可供選擇的解決平臺上實現。該系統該系統是在歐洲占主導地位的樓宇自動化（BA）和家庭自動化（HA）原則，采用EIB原則的智能化照明控制系統有許多品牌，例如：ABBi-bus系統、西門子instabus智能總線系統。3、DMX512系統和DMX-NET系統DMX512系統是當今使用最廣的燈光通訊合同，光范應用在舞臺燈光及景觀照明系統中。該系統為美國劇院技術協會把Colortran公司CMX192中的Bandrate從153.6Kbit/s提高至250Kbit/s及192CH變為512CH后發表（CMX與DMX構造大致相似）。由于構造簡樸、成本低、安裝使用方便，各大廠商先后把DMX512接口加到產品上，它的使用非常廣泛。DMX512合同成功推廣的因素是數十年來電腦燈具的快速發展及大量使用于大型表演以及都市景觀照明的迅猛發展，DMX512可產生的多個奇妙的照明效果。DMX512控制線采用5針XLR（有時候是3針）連接設備，母接口合用于發送器，而公接口合用于接受器。DMX-NET系統是把計算網絡技術和DMX512原則整合在一起形成的智能照明控制系統。該系統融合兩種技術的優點，使整個系統的帶寬、距離、可靠性和雙向等功效的實現，這意味著在一種網絡里可同時連接的設備更多，且連接的距離更長，傳輸控制合同使可調光照明系統的控制質量和可靠性更高，雙向通訊使設備的遠程監測和控制更有效，因而構筑大規?？煽康目烧{光照明系統的網絡成本更低。4、其它除此之外，尚有許多類似的總線制照明控制系統，它們的功效近似，通訊合同各不相似，如美國路創電子公司的GRAFIK6000R智能照明控制系統、澳大利亞邦奇公司的Dynalite智能照明控制系統，日本松下公司的EMIT全二線WRT2040型智能照明控制系統、瑞朗公司的RL-X10智能照明控制系統以及奇勝公司采用總線制加紅外遙控器構成的C-Bus智能照明控制系統系統等。三、電力線路載波控制系統電力線路載波（PowerLineCommunication）是運用現有電力線(電源線)作為傳輸媒介，通過載波方式高速傳輸模擬或數字信號，實現數據傳輸和信息交換的一種技術?，F在合用頻率范疇：50KHz～200KHz。在電力線上通過載波方式進行系統聯網，每個系統控制單元所發出的控制信號都通過載波方式在整個電力線里進行傳輸，各個系統控制單元從電力線上接受到控制信息后，則根據系統通訊合同的規定執行對應的動作，從而實現智能網絡控制。這種方案與總線方案相比，取消了專用的網絡線，安裝或擴展也較為簡樸，只需連接電源線就可實現網絡控制。但此方案在具體應用上往往由于電力線的干擾問題而變得不穩定。電力線路載波信號會隨著距離增大快速衰減，公用變壓器線路工頻諧波對其干擾也很大。電力線上眾多電氣設備都均是載波通訊的干擾源，其中以電子類產品較為嚴重，它們或者產生干擾信號，影響系統單元的接受，或者吸取系統單元所發出的載波信號，使其它單元無法對的接受，從而使控制失靈。為理解決這類問題，需要在這類電器的電源進線和總電源進線處安裝多個阻波器來隔阻干擾，保障載波通訊的穩定和可靠性。由于現在我國的電源質量欠佳，造成通信的可靠性不高，且成本很高，因此其技術進入使用的難度很大，現在較難進行市場推廣。由于400V下列民用電力線路對通信而言是一種不擬定、無規則、隨機干擾、網絡拓撲呈非原則型的通信網，增加了載波技術開發的難度。現在運用電力線載波進行通信的產品中，重要使用窄帶通信和擴頻通信兩種方式。當信道容量一定時，信道帶寬與信噪比之間存在著交換關系，增加帶寬則可減少對信噪比的規定，即通過擴展信號的帶寬，可有效的提高系統抗干擾的能力。隨著擴頻技術的成熟和國內電源質量的提高，其應用將成為可能。國外在照明控制系統中，載波技術已有應用，其代表品牌為美國埃施朗(Echelon)公司，國內則正在研發中。四、無線智能照明系統隨著無線通訊技術的發展和物聯網的興起，采用無線通訊的智能網絡控制系統開始出現。這種系統的每個系統控制單元所發出的控制信號都以無線電波的進行傳輸，各個系統控制單元接受這些傳輸信息，然后根據系統通訊合同的規定執行對應的動作，從而實現智能網絡控制。與電力線載波方案同樣，由于沒有專用的網絡線，安裝或擴展非常簡樸。對于ZigBee系統甚至能夠使用電池供電，不用連接電源線，使用非常靈活方便，同時也減少了顧客的總體應用成本。當代無線通訊技術和計算機網絡技術的發展，已經解決了無線通訊可靠性和互相串擾等問題，使無線網絡技術得到空前的發展。從技術發展方向看，基于有線的照明控制系統，含有布線麻煩，增減設備需要重新布線、系統可擴展性差、系統安裝和維護成本高以及移動性能差等缺點，因此無線通信技術，是實現智能照明系統的抱負選擇。無線網絡技術有著無可比擬的先天優勢，近幾年來得到飛速發展，物聯網技術也成為了新的熱點。1、ZigBeeZigBee技術重要應用在短距離范疇內以及數據傳輸速率不高的多個電子設備之間，因此非常合用于照明等小型電子設備的無線控制指令傳輸。其典型的傳輸數據類型有周期性數據（如傳感器）和間歇性數據（如照明控制）。其目的功效是自動化控制，它采用跳頻技術，使用的頻段分別為2.4GHz

(ISM)、868MHz(歐洲)

及915MHz（美國）。并且均為免執照頻段，有效覆蓋范疇已達成70~200m8月，美國HONEYWELL等公司發起成立了ZigBee聯盟，他們提出的ZigBee技術被確認為IEEE

802.15.4原則。，摩托羅拉，飛利浦和三菱等公司加盟ZigBee聯盟，中國的華為公司也加入了該聯盟。將ZigBee收發模塊嵌入到光源電器的終端控制中,涉及鎮流器、人機交換設備等,可構成布線成本極低的全數字無線尋址全雙工通信的照明控制系統。ZigBee技術的出現，推動了多主(每一種節點含有一定的自主智能)分布式控制系統的實用化進程，其網絡可由一種節點管理若干子節點，最多一種節點能夠管理254個子節點。同時該節點還可由上一層網絡節點管理?？蓸嫵?5536個節點的大型網絡。由于ZigBee數據傳輸速率低，合同簡樸，因此大大減少了成本，相比于Wi-Fi和UWB等這些合用于無線局域網和多媒體應用的高速率無線原則而言，價格非常低廉。且ZigBee的響應速度較快，普通從睡眠狀態轉入工作狀態只需15ms，節點連接進入網絡只需要30ms，進一步節省了能源。相對而言，Bluetooth需要3~10s，Wi—Fi需要3s。2、GPRSGPRS即GeneralPacketRadioService，通用無線分組業務，是一種基于GSM系統的無線分組交換技術，提供端到端的、廣域的無線IP連接。通俗地講，GPRS是一項遠距離的高速數據解決技術。它是以“分組”的形式傳送資料到顧客手上。即使GPRS是作為現有GSM網絡向第三代移動通信演變的過渡技術，但是它在許多方面都含有明顯的優勢。它讓顧客使用一部手機就能行遍全球，能夠通過手機發送及接受電子郵件，在互聯網上瀏覽等，它比WAP（手機上網合同）優越，下載資料和通話能夠同時進行，聲音傳遞用GSM而數據傳輸用GPRS。GPRS系統由于應用在公網上，其低廉的數據流包月費用，是照明系統最佳的小數據遠傳通訊方式。3、其它無線智能控制系統近年來，近距離無線通信技術獲得了迅猛的發展。其中主流技術尚有紅外技術、藍牙(Blue-tooth)、Wi-Fi和UWB(Ultra-Wideband)技術等，另外尚有Z-Wave和MiWi等專有無線技術，它們都有各自的原則、特點和對應的應用領域。對于照明控制系統的特點，ZigBee含有明顯的技術優勢。ZIGBEE\藍牙\WI-FI等技術的比較種類Zigbee藍牙02.11b(Wi-Fi)移動通信傳統數傳電臺單點覆蓋距離50-300m10米50米可達幾公里可達16公里網絡擴展性自動擴展無無依賴現有網絡覆蓋無電池壽命數年數天數小時數天數小時-數天復雜性簡樸復雜非常復雜復雜復雜傳輸速率250Kbps1Mbps1to11Mbps38.4Kbps普通19.2Kbps頻段868Mhz-2.4GHz2.4GHz2.4GHz0.8-1GHz400Mhz-2.4GHz網絡節點數65000850無聯網所需時間僅30毫秒高達10秒3秒數秒終端設備費用低低高較高高有無網絡使用費無無無有安全性128bitAES64bit,128bitSSID集成度和可靠性高高普通普通低使用成本低低普通高高安裝使用難易非常簡樸普通難普通難五、智能照明系統的輸入輸出單元1、輸入單元用于將外部控制信號變換成網絡上傳輸的信號；如可編程的多功效（開/關、調光、定時、軟啟動/軟關斷等）輸入開關、紅外線接受開關及紅外線遙控器（實現燈光調光或開/關功效）。多個型式及多功效的控制板，（如有的提供LCD頁面顯示和控制方式，并以圖形、文字、圖片來做軟按鍵，可進行多點控制、時序控制、存儲多個亮模式等），多個功效傳感器，通過對周邊環境的亮度的檢測，調節光源的亮度，使周邊環境保持適宜的照度，以達成有效運用自然光，節省電能。以傳感器為例，不同的控制方案采用不同的傳感器?，F在慣用的以下：

1）時鐘相稱于一種時間開關。運用可預知時間表控制燈的開關。2）光電傳感器采用光電池將光信號轉換為電信號，但其輸出信號普通較小，必須加放大電路。可運用它來檢測環境的照度或亮度，根據預先設定的照度(亮度)值來控制燈的開關。3）人員占有傳感器按感應原理可分為：a)無源紅外傳感器(PIR)，可探測運動的人員發出的熱量(紅外)變化：b)超聲波傳感器(ULT)

，可探測由移動人員的反射產生Doppler效應引發的頻率變化。c)無源紅外(PIR)與超聲波(ULT)及光電感應器結合的多重傳感器由于PIR有死區，ULT非常敏感易受干擾，有時是將兩者結合的雙重技術傳感器，但只讓其中之一控制燈的開關,以應付事先不可預知的使用規定，現在用得較多的是這一類。再加上光電感應器則