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智能照明控制系統(tǒng)在體育館乒乓球比賽場地中的設計與應用
摘要：在早期的體育建設中,，大多較為注重體育賽場的規(guī)糢形式，隨著體育建筑的不斷發(fā)展,，人們對體育場地的功能性,、設備情況、安全舒適程度和綠色環(huán)保情況越來越重視,。智能系統(tǒng)開始在體育場館建設中應用,，而智能照明是智能系統(tǒng)的重要組成部分。在體育項目中,，乒乓球項目的訓練和比賽對照明的要求較高，賽場上照明系統(tǒng)的情況會直接影響運動員的發(fā)揮,。為此,，文章分析了體育場照明系統(tǒng)的特點和智能照明系統(tǒng)的使用優(yōu)勢，探討了乒乓球比賽場地智能照明系統(tǒng)模型構建,，并對乒乓球賽場智能照明系統(tǒng)擬解決的關鍵問題進行分析,，從而為乒乓球運動和比賽提供有利的環(huán)境。
關鍵詞：智能照明系統(tǒng),；體育館,；乒乓球比賽場
0、引言
近年來,，我國舉辦了各種不同規(guī)模的運動會,，而且對體育建筑的改善和建設規(guī)模逐漸擴大，特別是在 2008年成功舉辦的推動下,，大批高指標的體育賽場應運而生,。我國體育項目眾多，但是不管是哪項運動都離不開良好的照明系統(tǒng),。在體育項目中,，乒乓球項目對照明的要求較高。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)乒乓球場館的照明系統(tǒng)如果存在問題,，如照明亮度不合適,、燈具安排不合理等，會對運動人員的視覺造成不良影響,，對其眼睛產(chǎn)生刺激,，這些因素會嚴重影響運動員正常水平的發(fā)揮,，因此需要對乒乓球比賽場地的照明系統(tǒng)進行研究。
1,、體育場照明系統(tǒng)概述
1.1 現(xiàn)狀
當下多數(shù)體育館使用的照明系統(tǒng)還存在很多問題,，主要體現(xiàn)在以下方面：（1）在開關控制方面，基本還是使用人工進行控制的方法,，這種控制方法不利于照明的管理,，還存在人為疏忽導致忘記關閉電源的情況出現(xiàn)，造成不必要的消耗,。（2）體育館中燈光的亮度不能調(diào)節(jié),，亮度一般始終保持不變，這種情況對運動人員來說是一個重要干擾因素,，亮度過高或過低均可能對運動員造成影響,。（3）不同的運動人員對燈光亮度的要求也不一樣，有的運動人員對較強的燈光并不敏感,，反而喜歡較弱的光線,；有的運動人員在同樣的照明下可能會產(chǎn)生視覺上的刺眼或暈眩等不適感。這需要進行人性化設計,，調(diào)節(jié)方式分為兩種,，一種以燈光需要為主，另一種是以運動員自身調(diào)節(jié)為主,，使照明系統(tǒng)可以根據(jù)運動員的需求進行智能調(diào)節(jié),，同時避免忘記關電源而造成的能源浪費。
1.2 特點
體育館的燈光和控制系統(tǒng)具有以下特點：（1）體育館場地空間較大,，供電設施擺放無法集中,，特別是供電箱的擺放較為分散，但是對于供電實施又要求做到統(tǒng)一管理,。（2）體育館的照明通常使用金鹵燈或鹵鎢燈,，單燈功率較大,通常在400-2000W。不同的場地對照明的要求也有所不同,，體育館燈光主要使用1000W燈具,，體育場燈光一般使用2000W或者1800W。（3）使用人員的不同對照明開閉組合的需求會有一定差異,。例如,，運動比賽、大型會展,、員工年會等，不同的環(huán)境下對照明的要求有較大的差異。（4）在體育館建設中,，逐漸向智能化靠攏,，智能化和集成度得到不斷的提升，對照明系統(tǒng)的遠程控制,、交叉控制等技術不斷完善,，與其他系統(tǒng)的結合使用成為發(fā)展趨勢。
初期時,，空氣斷路器,、接觸器等被應用于燈光照明的控制中，燈光控制主要是通過非標設計照明箱完成,。這種控制方式管線較多,，給安裝和維護造成很多阻礙，對當下的照明系統(tǒng)安裝要求來說,，這種控制方法顯然已經(jīng)不適合。現(xiàn)在體育館對于照明系統(tǒng)的需求是實施差異化智能控制,，即根據(jù)不同照明設備選擇相應的智能控制系統(tǒng),。
2,、智能照明控制系統(tǒng)的應用優(yōu)勢
體育館的建設通常面積較大,，所使用的照明工具數(shù)量較多,，對照明方式也有較多的要求,，如照明工具控制距離較遠，但是照明系統(tǒng)的光色,、亮度,、眩光等需要符合國家的規(guī)定標準，因此體育館應選用便捷的智能照明控制系統(tǒng),，以方便安裝和維護,。
智能照明控制系統(tǒng)主要采用分布式集散控制方法,。分布式集散控制方法構成系統(tǒng)主要通過互聯(lián)網(wǎng)通信平臺,，將煩瑣的控制系統(tǒng)進行層次化設計，每個層次承擔自身的責任,，對層次間的連接設計使用模塊化方式,，從而使每個層次之間形成連接通道。使用這種方式在控制體育館的照明系統(tǒng)中具有明顯優(yōu)勢,，不但可以實時監(jiān)控體育館的照明系統(tǒng),，還可以對其進行綜合操控,，能夠對各個回路、燈具使用情況和照明系統(tǒng)出現(xiàn)的問題進行實時監(jiān)測,，還可以對不同運動場景對照明的需求進行改變和調(diào)節(jié),，給照明系統(tǒng)的工作人員帶來了較大的便利，使照明效果更好,。智能照明控制系統(tǒng)具有以下特點：（1）線路分布和維護簡潔便利,。總線制系統(tǒng)每個配電箱僅用一根標準總線便可以從主控制中心連接到末端,。不僅使線路成本得到了控制,，而且使得供電半徑制約問題和安裝過程煩瑣問題得以解決。智能照明控制系統(tǒng)具備隨時跟蹤以及故障檢查功能,，操作人員在顯示屏上可以利用圖文界面對照明情況進行觀察,，同時減少了人工費用，使整體安裝成本得到限制,。（2）控制方案具有較強的適用性,，操作較為便捷。 系統(tǒng)的隨時控制范圍,、對象數(shù)量以及任意編寫方案的優(yōu)勢,，為使用者提供了很大的便利。如果工作人員需滿足燈光場景開啟以及實現(xiàn)場景預設的要求,，只需要按下控制面板的按鈕和編程控制就可做到多種功能控制,，操控程序簡單。（3）不受范圍限制,，整個體育場綜合管理的系統(tǒng)銜接有著標準的準接口,，方便體育館同上層管理系統(tǒng)之間進行溝通，可以隨時向上層反映照明狀態(tài),、資料信息以及接受上層下達的指令,，從而實現(xiàn)照明系統(tǒng)可以進行整體的操控和管理。
3,、乒乓球比賽場地智能照明控制系統(tǒng)
3.1 系統(tǒng)組成
（1）傳感器：傳感器包括圖像和照明強度的傳感系統(tǒng),，可以對乒乓球桌子附近人員情況和照明程度的變化進行隨時的監(jiān)測，同時將監(jiān)測的所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⑻幚硐到y(tǒng),。
（2）智能移動端：智能移動端為手機App, 運動員可以根據(jù)自身視覺對燈光強度要求參數(shù)輸入App中,，參數(shù)通過App向信息處理系統(tǒng)進行傳輸，從而完成對照明強度的調(diào)節(jié),。例如,，運動員喜歡在較暗的燈光下進行運動時，可以通過手機App對燈光照明強度調(diào)節(jié)給予指令，指令會傳輸?shù)叫畔⑻幚硐到y(tǒng),，如果想通過運動員的指令完成配合調(diào)整工作,，那么應以智能照明系統(tǒng)處理器為主要工具。
（3）信息處理器：由傳感器和移動終端傳送的指令信息,，處理系統(tǒng)對指令進行區(qū)分,，將不同的指令信息傳送給照明設施，照明設施會根據(jù)指令信息完成燈光的調(diào)節(jié),。
（4）智能終端：對照明強度進行調(diào)節(jié),。通過調(diào)節(jié)硅的導通角和控制電源的通斷來對指令進行執(zhí)行，使照明強度進行調(diào)節(jié),。
3.2 應用優(yōu)勢
（1）實現(xiàn)照明設備智能化開關,。這個環(huán)節(jié)是圖像傳感器對場地人員數(shù)量進行監(jiān)測后，根據(jù)處理系統(tǒng)傳送的電源開關通電或斷電的信號,，由照明系統(tǒng)終端結合信號內(nèi)容執(zhí)行通斷指令,，使照明系統(tǒng)跟隨場內(nèi)人員變化而進行照明控制。圖像傳感器的責任是對體育館內(nèi)人員數(shù)量進行檢測和統(tǒng)計,，圖像傳感器可以在每個乒乓球桌上安裝一個,，使其對各個區(qū)域可以進行實時監(jiān)控和人數(shù)統(tǒng)計。如果球桌附近沒有人員運動,，可以向處理系統(tǒng)傳送相對應的照明信號,，應保證將良好的照明環(huán)境提供給運動員的運動區(qū)域，沒有運動員運動的區(qū)域則通過智能終端接收信號后對該區(qū)域進行斷電,。
（2）實現(xiàn)燈光舒適性的智能調(diào)節(jié),。通過充分利用光照強度的傳感器的優(yōu)勢，以實現(xiàn)該功能,。先是對信號利用光照進行傳輸,，根據(jù)體育館內(nèi)部光照情況，照明強度參數(shù)進行智能化調(diào)整,。光強傳感器可以對周邊光照情況進行感應，根據(jù)技術人員制定的環(huán)境來進行調(diào)整信號,，通過相對的亮光強度來進行配合調(diào)整,，傳感器每隔一段時間就需傳輸信號的需求傳送給處理系統(tǒng)，處理系統(tǒng)對傳送的信息給予區(qū)分,，同時對照明系統(tǒng)亮度的調(diào)節(jié)發(fā)出指令,，使場內(nèi)燈光的照明強度隨著場內(nèi)自然光線的變化而進行調(diào)整。但是場內(nèi)智能調(diào)節(jié)燈光的幅度不易過大,、調(diào)節(jié)的次數(shù)不能過多,。例如，對照明系統(tǒng)調(diào)節(jié)時間的設定，可以2h進行一次監(jiān)控和調(diào)節(jié),，如果體育館由于天氣或人為因素等導致照明變化幅度較大時,，應利用互聯(lián)網(wǎng)技術對調(diào)節(jié)體系進行嚴格的控制。
（3）實現(xiàn)燈光強度的客戶端調(diào)節(jié)機制,。照明系統(tǒng)的人工調(diào)動和相符的程序系統(tǒng)應捆綁使用,，如運動人員應下載可以操控場內(nèi)照明設施的手機軟件，之后登錄程序賬號與場館內(nèi)的照明系統(tǒng)連接,。調(diào)整亮度光線,，調(diào)為符合運動人員需要的亮度來對App進行設定，App會將信息指令傳送給管理服務器系統(tǒng),，然后對運動員設定的指令要求對照明強度進行調(diào)節(jié),。要想使此程序體現(xiàn)出自身作用，應以服務器通信為前提,，并充分考慮到運動人員的運動指令需要,，利用數(shù)字軟件技術和智能和智能調(diào)節(jié)器等核心產(chǎn)品來幫助該程序順利完成。軟件和服務器間可以進行良好的連接,，從而使App可以對智能照明設施進行實時管控和工作情況監(jiān)測,，實現(xiàn)人性化需求，對運動人員的不同視覺需求給予滿足,。
4,、應用場景
系統(tǒng)功能：
1、開關控制：對通道,、走廊,、公共區(qū)域、樓梯間,、會議室按照單個照明回路,、區(qū)域、樓層等實現(xiàn)對應照明的開關燈控制,，監(jiān)視受控回路的開關狀態(tài),。
2、調(diào)光控制：滿足區(qū)域照度和亮度調(diào)節(jié)要求,，支持在通道,、走廊、公共區(qū)域,、樓梯間,、會議室等場所監(jiān)測照度或亮度，并根據(jù)需要自動/手動調(diào)節(jié)開燈數(shù)量和燈光亮度,，充分利用自然光源,，滿足節(jié)約了能源,，營造了舒適的生活工作環(huán)境。
3,、場景控制：支持不同的場景模式控制,，根據(jù)不同區(qū)域的功能需求，設定場景,，完成相關照明燈具的控制組合,，滿足美化工作環(huán)境、提高舒適度需求,。
4,、照明回路電路監(jiān)測：實時監(jiān)視各照明支路/回路的運行電流、開關狀態(tài),，并自動分析回路是否有故障狀態(tài)并預警,。
5、分區(qū),、總控：支持運行管理人員實時監(jiān)視各區(qū)域,、樓層、樓棟的照明狀態(tài),，并根據(jù)需要進行分區(qū),、分層、分樓棟按需要分區(qū)控制,、總控制,。
6、實時報警：當發(fā)生模塊離線,、網(wǎng)關設備掉線或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時會發(fā)生故障報警,，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中，提示內(nèi)容為故障時間,、模塊位置,、故障說明。
7,、歷史記錄查詢：查詢?nèi)我鈺r段內(nèi)的事件記錄,，支持“當日"“最近7天"“自定義時段"方式查詢歷史事件。
5,、現(xiàn)場圖片
7,、結束語
體育館乒乓球比賽場地的照明系統(tǒng)存在設計煩瑣等問題。為此,，文章提出引入智能照明控制系統(tǒng)加以解決上述問題，運用計算機智能系統(tǒng)可以讓燈光根據(jù)場館內(nèi)自然光線程度,、人員數(shù)量等條件實現(xiàn)自我調(diào)節(jié),，具有一定的實用性,。
【參考文獻】
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