智慧照明系统在智慧城市中的应用

王洋++贾平凡++张人中��

【摘要】随着我国社会经济的飞速发展，现代计算机网络技术和自动化控制技术为主的智能照明系统在智能建筑中的应用越来越广泛。

【关键词】智慧照明系统；基本组成；照明现状；对比；应用

The Application of Intelligent Lighting System in Intelligent City

Wang Yang，Jia Ping-fan，Zhang Ren-zhong

（Hunan Normal UniversityChangshaHunan410006）

【Abstract】With the rapid development of China's social economy， modern computer network technology and automation control technology-based intelligent lighting system in the intelligent building applications more and more widely.

【Key words】Intelligent lighting system；Basic composition；Lighting present situation；Contrast；Application

1. 智慧照明系统简介

（1）在智慧城市的建设浪潮中，“互联网+交通”处于排头兵位置，然而，没有数据之间的相互打通融合，形成了局域网孤岛。基于太阳能路灯控制器的智慧照明系统就是大数据应用和传统的太阳能LED路灯相结合的物联网产物，而智慧照明系统的系统构成：感知系统、执行系统、通讯系统、云处理中心。

（2）感知系统由照度感应系统、烟雾感知系统、雨水感知系统、雷达感知系统等各种类型的传感系统组成。云处理中心由服务器、智慧照明软件、远程计算机和智能手机终端组成；通讯系统由Internet、3G、Zigbee组成。执行系统由RTU集中控制器、单双灯控制器、可调开关电源组成（智慧照明系统结构图见图1）。

图1智慧照明系统结构图

图2系统架构图

2. 智慧照明系统的基本组成

智慧照明分为四层架构：云处理中心，通讯层，感知层，控制执行层。（图2为系统架构图）。

（1）监控中心：建立基础GIS和基础数据库；接受和归档来自远程的路灯工作状态数据；方便快捷生成各种管理报表；提供丰富的智慧控制策略实现“按需照明”；通过电脑、手机或平板电脑远程遥控和巡视。

（2）通讯层：采用3G无线网络、互联网，将道路智慧照明控制系统的监控中心、控制装置RTU和路灯控制器联系在一起。通讯层是遥感、遥测、遥控的基础，是高效可靠的信息通道。

（3）感知层：感知道路实时路况、环境信息智慧，及时反馈信息给云处理中心。

（4）控制执行层：采用微控制技术、Zigbee通讯技术实现道路控制点的自动采集、智能控制和道路单灯调光控制。

3. 城市照明现状

（1）路灯照明是体现地区发展程度的窗口，良好的城市照明能带来巨大的社会效益、环境效益和经济效益。不管是路灯照明还是景观照明都能让这个城市的面貌焕然一新。

（2）但对于城市经济高速发展的今天，基建日新月异，公共照明系统建设规模不断扩大，时控及简单的远程控制手段已经无法满足需求。照明设备缺乏有效的管理手段的问题越来越突出，由此带来的照明设备过度照明、白天亮灯、早亮燈、晚熄灯等电力浪费愈来愈严重。为了做到科学照明，绿色照明，节约能源，减低能耗，建立优质高效、生态环保的城市照明环境，确保城市照明节能减排任务全面完成，实施照明智能化、节能化建设已迫在眉睫。

4. 智能照明与传统照明对比

4.1控制系统比较。

传统方式控制简单，只有开和关：智能照明控制系统采用调光模块，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同灯光效果，以适应不同的氛围。传统控制采用手动开关，需要开或关每一路：智能照明控制采用低压2次小信号控制，控制功能强、方式多、范围广、自动化程度高，通过实现场景的预设置和记忆功能，操作时只须按一下控制面板上某一个键即可启动一个灯光场景，各照明回路随即自动变换到相应的状态。该功能也可以通过其他界面（如遥控器等）实现。传统控制对照明的管理是人为化的管理：智能控制系统可实现能源管理自动化，通过分布式网络，只需一台计算机就可实现对整幢大楼的管理与控制。

4.2线路系统比较。

传统照明控制开关直接接在负载回路中：负载较大时，需相应增大控制开关的容量。开关离负载较远时，大截面电缆用量增加，只能实现简单的开关功能。总线式智能照明系统负载回路连接到输出单元的输出端，控制开关用EIB总线与输出单元相连。负载容量较大时仅考虑加大输出单元容量，控制开关不受影响，开关距离较远时，只须加长控制总线的长度，节省大截面电缆用量。传统照明实现双控时用两个单刀双置开关，开关之间连接照明电缆，多点控制时开关之间的电缆连线增多，使线路安装交得非常复杂，施工难度也增大。总线式智能照明系统双控时只需简单地在控制总线上并联在一个开关：进行多点控制时.依次并联多个开关，开关之间仅用一条总线连接，线路安装简单、方便。

5. 智慧照明在智慧城市中的应用

图3智慧照明在智慧城市中的应用平台

智慧城市是城市建设的重大战略发展方向，智慧照明基于城市路灯地域分布广、数量多等特点，很好的为智慧城市的建设打了坚实的基础。为了充分发挥智慧照明在智慧城市中大平台的作用，我们将在项目建设中预留相关接口及硬件资源，从而可以根据业主方的需求随时引入无线感知、实时监控、电缆防盗、广告屏信息发布、充电桩管理、WiFi热点等功能，如图3所示。

6. 智能照明系统在智能建筑中的应用

6.1照明控制智能化。

采用智能照明控制系统，可以使照明系统工作在全自动状态，系统将按预先设定的若干基本状态进行工作，这些状态会按预先设定的时间相互自动地切换。例如，当一个工作日结束后，系统将自动进入晚上的工作状态，自动并缓慢地调暗或者调亮某个区域的灯光，同时系统的移动探测功能也将自动生效，将无人区域的灯自动关闭，并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。此外，还可以通过编程随意改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景要求。智能照明可将照度自动调整到工作最合适的水平。例如，在靠近窗户等自然采光较好的场所，系统会很好地利用自然光照明，调节到最合适的水平。当天气发生变化时，系统仍能自动将照度调节到最合适的水平。总之，无论在什么场所或天气如何变化，系统均能保证室内照度维持在预先设定的水平。

6.2照明效果科学化。

传统照明系统中，配有传统镇流器的日光灯以100HZ的频率闪动，这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳，降低了工作效率。而智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率（4070kltZ）不仅克服了频闪，而且消除了起辉时的亮度不稳定，在为人们提供健康、舒适环境的同时，也提高了工作效率。智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术，能对大多数灯具（包括白炽灯、日光灯、LED灯、配以特殊镇流器的钠灯、水银灯、霓虹灯等）进行智能调光。当室外光较强时，室内照度自动调暗，室外光较弱时，室内照度则自动调亮，使室内的照度始终保持在恒定值附近，从而能够充分利用自然光实现节能的目的。除此之外，智能照明的管理系统采用设置照明工作状态等方式，通过智能化管理实现节能。智能照明控制系统将普通照明人为的开与关转换成了智能化管理，不仅使照明系統的管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去，而且将大大减少大楼的运行维护费用，并带来极大的投资回报。

7. 结束语

随着我国社会经济的飞速发展，现代计算机网络技术和自动化控制技术为主的智能照明系统在智能建筑中的应用越来越广泛。智能建筑结构中的智能照明系统，给人们的生活和工作带来方便和安全性的同时，仍需进步一步的改进，比如怎样建立一套科学、合理以及经济的智能照明系统。本文对智能照明系统的优点以及在智能建筑中的应用进行分析，并在此基础上提出一些建设性建议。总而言之，智能照明系统的应用给智能建筑带来了极大的方便，通过人性化的控制，使其实现了环保和节能之目的，因此，应当广泛的应用和推广。

参考文献

[1]朱惠梁.智能建筑照明之智能功能应用分析[J].商品与质量：建筑与发展，2015.

[2]王斌.智能照明系统在智能建筑中的应用效果浅析[J].中国科技博览，2014.

[文章编号]1619-2737（2017）03-27-615