樓宇自控系統(tǒng)的智能照明控制技術
現(xiàn)代社會的各個方面的智能化程度都在不斷提高,,建筑行業(yè)對智能化的運用也越來越普遍,許多現(xiàn)代化樓宇都采用了智能控制系統(tǒng),。樓宇自控系統(tǒng)的智能照明控制技術可以為樓宇創(chuàng)造科學的照明環(huán)境,,同時達到節(jié)能效果,既有利于樓宇照明管理,,又落實了環(huán)保理念,。以下,筆者對樓宇自控系統(tǒng)和智能照明控制系統(tǒng)都進行了分析,。
1 智能照明控制系統(tǒng)的含義
智能照明控制系統(tǒng)是一種利用電磁調壓,、電子感應技術實現(xiàn)對供電實時監(jiān)控跟蹤,,并控制電力電壓,、電流幅度,從而優(yōu)化照明效率,、質量的現(xiàn)代化系統(tǒng),,其平臺為相應的統(tǒng)一系統(tǒng)。目前,,智能照明控制系統(tǒng)可分為兩類,,一類是線照明控制系統(tǒng),而另外一類是智能照明控制系統(tǒng),。與傳統(tǒng)照明控制系統(tǒng)進行對比可以發(fā)現(xiàn),,智能照明控制系統(tǒng)具有多方面的優(yōu)勢。首先,,智能照明控制系統(tǒng)能對照明進行自動化控制,、管理,這樣不僅可以優(yōu)化人們的日常工作和生活條件,,而且還能夠為人們提供舒適的照明氛圍,。其次,,智能照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)了對電力資源的優(yōu)化配置,具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點,。后,,智能照明控制系統(tǒng)對燈具有保護作用,能有效延長燈具使用壽命,。
2 樓宇自控系統(tǒng)的概述
通常情況下,,樓宇自控系統(tǒng)屬于一套綜合性的系統(tǒng),其主要包括中央計算機,、控制子系統(tǒng)等部分,,并借助計算機技術、傳感技術,、現(xiàn)代通信技術等來完成對樓宇的全自動綜合管理,。管理內(nèi)容包括采暖、通風,、電梯,、監(jiān)控、配變電與自備電源監(jiān)控等各個方面,。樓宇自控系統(tǒng)一般是借助網(wǎng)絡化方式來對前端設備數(shù)據(jù)信息進行采集,、分析和管理。樓宇自控系統(tǒng)所發(fā)揮的功能如下:(1)有利于系統(tǒng)管理,、操作,、控制、調度策略的制定,;(2)有利于控制參數(shù),、數(shù)據(jù)存取,;(3)有利于對各種數(shù)據(jù)信息進行打?。唬?/span>4)有利于分析系統(tǒng)運行歷史記錄及趨勢,。
3 樓宇智能照明系統(tǒng)的設計
3.1 Zigbee 系統(tǒng)設計
Zigbee 技術是一種近距離雙向無線通訊技術,,具有復雜程度低、功耗低,、速率低,、成本低的特點,適用于短距離的低功耗,、低速率電子設備間進行數(shù)據(jù)的收集,、整理和傳輸,間歇性數(shù)據(jù),并在典型周期性數(shù)據(jù),、低反應時間數(shù)據(jù)等傳輸過程中得到了廣泛的應用,。該技術在樓宇照明控制系統(tǒng)中具有很強的實用性。樓宇智能照明系統(tǒng)中Zigbee 系統(tǒng)的搭建分為四個部分,。部分是網(wǎng)絡協(xié)調器,,其能夠對網(wǎng)絡通信進行維護,以確保其正常運行,。實際上,,核心處理器與網(wǎng)絡協(xié)調器可以進行雙向通信,能夠完成對數(shù)據(jù)信息的有效接收與發(fā)送,,以確保信息達到目的節(jié)點,,更好地提高信息的傳輸效率。第二部分是路由器,,適用于通信距離較遠,、線路條件較差的情況,其功能是增強信號強度,。第三部分是終端,。終端是一種省電設備,可以節(jié)電,,工作依據(jù)是傳感器或紅外感應,。終端可將感應到的數(shù)據(jù)信息傳送給下一級,也與子網(wǎng)中心進行雙向通信,。第四部分是子網(wǎng)中心,。其一般安裝于燈具上,能夠對感應消息進行處理后將它傳遞出去,。
圖1 第三代智能照明控制系統(tǒng)拓撲圖
3.2 Zigbee 組網(wǎng)設計
Zigbee 組網(wǎng)設計需要考慮網(wǎng)絡地址分配和網(wǎng)絡拓撲結構,。第三代智能照明控制系統(tǒng)拓撲圖如圖 1 所示。
Zigbee 自組網(wǎng)能力十分強大,,其每個網(wǎng)絡具有65000個節(jié)點,。Zigbee 大規(guī)模的組網(wǎng)能力來源于其底層所選擇的直擴技術,借助非信標模式能夠有效提高網(wǎng)絡擴展的效果,。
Zigbee 組網(wǎng)設計建立在IEEE 標準協(xié)議之上,所以,,需要維護,、分配、管理物理地址,。在分配地址時,,為了避免出現(xiàn)網(wǎng)絡沖突,應確保地址的性。
3.3 Zigbee 網(wǎng)絡通信
在對該通信系統(tǒng)進行軟件編寫的過程中,,需要對應答幀,、控制幀、報警幀的設計給予重視,。其中報警幀屬于照明控制系統(tǒng)直觀,、正常反應的直接重要保證,可以將照明系統(tǒng)的異常情況消息傳遞給相關節(jié)點,。應答幀的功能是將當前照明系統(tǒng)的工作狀態(tài)反映給需要的單位,,可查詢,可反饋,??刂茙杏锌刂茀?shù)、控制屬性,、源地址,、目標地址。
4 樓宇智能照明系統(tǒng)的實現(xiàn)
4.1 Zigbee 無線網(wǎng)絡的實現(xiàn)
通常情況下,,Zigbee 節(jié)點中一般涉及到原理圖設計,、PCB 繪制等多方面內(nèi)容,具有體積小,、成本低等要求,,而主要芯片電路復雜程度又很高,雙層板設計很適用,。設計核心電路時,,需完成設計原理圖、選擇芯片,、設計PCB 等工作,。在進行DA 電路設計過程中,要按照要求進行設計原理圖,、DA 芯片和射頻部分等工作,。樓宇智能照明系統(tǒng)采用的開發(fā)技術是單片機。Zigbee 節(jié)點的主要職責是接收串口數(shù)據(jù),,并對其進行處理,。
4.2 控制終端的實現(xiàn)
樓宇智能照明系統(tǒng)主要包括計算機、平板電腦,、智能手機等控制終端,。基于Zigbee 技術的樓宇智能照明系統(tǒng)應用了數(shù)據(jù)庫技術和圖形用戶界面開發(fā)技術,,并重視用戶對終端控制設備運行過程中所提出的要求,。為了避免出現(xiàn)設備管理不統(tǒng)一導致混亂,,同時也為了增強針對性,設計了多種軟件語言,。要實現(xiàn)樓宇智能照明系統(tǒng),,首先需要根據(jù)相應語言環(huán)境來進行控制終端的搭建,并根據(jù)具體情況來對安裝包和工具包進行選擇,。其次,,需按照提示安裝,并創(chuàng)建窗口,,添加構件,。要想確保控制終端可以同時對多個任務進行控制,,就需要按照要求設計多進程程序窗口,。
5 樓宇自控系統(tǒng)與智能化照明控制系統(tǒng)的集成
5.1 集成方式
一開始時,樓宇自動系統(tǒng)的照明控制管理方式是接觸器,,這種模式的實景控制不太靈活,,且表現(xiàn)不好,為此逐漸被淘汰,。目前,,樓宇自控系統(tǒng)與智能照明控制系統(tǒng)的集成方式主要有兩種,分別是協(xié)議轉換接口和OPC 方式,。
其中,,OPC 方式具有操作簡單的特點,能夠有效開展系統(tǒng)基層集成工作,,但在實際操作過程中仍具有一定的難度,,容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)遺漏的問題,且很難確定具體遺漏的數(shù)據(jù)是哪些,。樓宇自控系統(tǒng)與智能照明控制系統(tǒng)的集成會出現(xiàn)兩種情況:(1)樓宇自控系統(tǒng)可以完成對智能照明控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的有效接收,,但不能對其發(fā)出指令,這種情況下上位機顯示為正常運轉,,可以安心使用,;(2)樓宇自控系統(tǒng)受到智能照明控制系統(tǒng)的指令,然后才運作,,這種情況將會引發(fā)數(shù)據(jù)信息的遺漏,,因此在樓宇自控系統(tǒng)中不適用。
協(xié)議轉換接口的集成工作一般能夠實現(xiàn)樓宇自控系統(tǒng),、智能照明控制系統(tǒng),、消防安保系統(tǒng)的有效聯(lián)動,并按照具體情況合理控制管理區(qū)域,。協(xié)議轉換接口的集成方式的優(yōu)點是比較可靠,且性價比高。
OPC 方式和協(xié)議轉換接口這兩種集成方式適用于不同復雜程度的建筑,,對于回路較少,、控制簡單的公共建筑,一般建議選擇OPC 方式,;反之,,對于回路較多、控制復雜的建筑物,,一般建議選擇協(xié)議轉換接口的集成方式,。
5.2 集成方式的選擇
實際上,用戶一般可以借助電腦軟件編程來完成對各回路的調光控制,、定時開關控制和場景設置,,并通過在現(xiàn)場安裝控制面板,來完成對樓宇照明的有效控制,。同時,,用戶還可以結合實際情況修改照明控制方案,以便使樓宇智能照明控制更加靈活,,更加便利,。
樓宇照明的基本控制方式主要有四種,分別是單個控制,、群組控制,、模式控制和調光控制。其中,,單個控制指的是用一個開關控制單獨回路,。對于群組回路一般需要借助一個開關來對一組復數(shù)回路進行控制,也就是群組控制,。模式控制可以在滿足實際要求的同時,,結合用途、時間等信息來對場所照明進行控制,。調光控制屬于比較常見的亮度調節(jié)控制方式,,其實現(xiàn)方式是與照度感應器聯(lián)動,或者是調光開關,。這四種控制方式具有各自的缺點和優(yōu)點,,適用于不同的情況,在選擇集成方式時應以實際情況為依據(jù),。施工后重新設定集成方式不會影響樓宇自控系統(tǒng)和智能照明控制系統(tǒng)的使用,,也不會對周圍環(huán)境造成不良影響。區(qū)域劃分是一項重要工作,,控制效果和控制成本都會受區(qū)域劃分的影響,。為此,,實施中應確保區(qū)域劃分的合理性,盡可能地避免出現(xiàn)劃分過大不利于控制或劃分過小增加控制成本的現(xiàn)象,。DDC 控制具有簡便靈活的特點,,能將不同類型的擴展模塊掛接。
樓宇自控系統(tǒng)與智能照明控制系統(tǒng)的集成方式是多種多樣的,,這些方式各具特色,,在不同的情況下發(fā)揮的作用并不相同。為了充分發(fā)揮集成方式的優(yōu)勢,,規(guī)避其劣勢,,應以實際情況為依據(jù)進行集成方式的選擇,從而確保集成效果,。選擇集成方式時,,應考慮以下內(nèi)容:首先需要考慮的就是系統(tǒng)的集成程度,選擇的集成方式能實現(xiàn)的系統(tǒng)集成程度應滿足相關的要求,。其次,,選擇集成方式時還應考慮系統(tǒng)布局,盡量提高其簡易性,,確保系統(tǒng)實際操作不會對布線工作產(chǎn)生不良影響,。此外,系統(tǒng)的兼容性也是選擇集成方式時應考慮的因素,。
6 結 論
綜上所述,,將智能照明控制系統(tǒng)引入到樓宇控制系統(tǒng)中,可以更好地滿足時代發(fā)展需求,。實際上,,智能照明控制系統(tǒng)與樓宇自控系統(tǒng)的集成工程復雜程度較高,需要考慮的因素較多,,為了保證集成方案的合理有效,,應以實際條件為選擇依據(jù)。