淺談智能照明系統發(fā)展及在工程中的應用

［摘 要］長(cháng)久以來(lái)，智能照明系統在國內未被得到重視，多數建筑物仍用傳統方式來(lái)控制的燈光照明，一些智能建筑使用樓宇自動(dòng)化（ba）系統監控照明，但只能實(shí)現簡(jiǎn)單的區域照明和定時(shí)開(kāi)關(guān)功能。相比之下，智能照明系統顯示出強大的優(yōu)勢。

［關(guān)鍵詞］KNX ；智能建筑 ；智能照明應用

1、KNX系統介紹

隨著(zhù)智能建筑的普及，各種總線(xiàn)控制系統應運而生，促使傳統的電氣安裝系統向智能化、可擴展化方向發(fā)展。knx 系統已被成功地適用于酒店、機場(chǎng)、別墅等各種場(chǎng)合。

2、KNX系統的特點(diǎn)

2.1成本低

1)可以輕松實(shí)現新功能的修改、擴展和添加 ；

2)根據外界光線(xiàn)自動(dòng)調整燈具亮度 ；

3)高峰用電時(shí)，無(wú)關(guān)設備自動(dòng)切斷，以保證不超過(guò)額定負荷 ；

4)根據每個(gè)房間的要求自動(dòng)控制加熱 ；

5)根據作息時(shí)間和節假日自動(dòng)控制照明 ；

2.2更放心

利用紅外感應器等各種感應器實(shí)現監控，并且設備一般電壓為24V，降低火災風(fēng)險系數。

1）可以記錄和統計系統中設備的使用狀態(tài)、時(shí)間和使用壽命 ；

2）通過(guò)手機或網(wǎng)絡(luò )系統打開(kāi)系統中的設備 ；

3)監視系統中設備的運行狀態(tài)并給出錯誤報告 ；

4)根據外部環(huán)境的變化做出反映并調節設備的狀態(tài) ；

5)功能的修改通過(guò) PC 軟件編程即可 ；

2.3提高生活品質(zhì)

1)系統根據人體活動(dòng)、環(huán)境的變化進(jìn)行自動(dòng)地調整 ；

2)簡(jiǎn)化操作，完成復雜功能，居家更放心和舒服 ；

3)個(gè)性化的系統，系統的狀態(tài)可以根據自己的喜好進(jìn)行調整。

3、KNX系統基本原理

knx 技術(shù)是傳統電氣安裝技術(shù)的一次突破性革命。它具有現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的核心優(yōu)勢，是當今建筑技術(shù)領(lǐng)域現場(chǎng)總線(xiàn)標準之一。

3.1總線(xiàn)傳輸介質(zhì)

KNX 總線(xiàn)以雙絞線(xiàn)（TwistPair）為通訊媒介。它采用2x2x0.8 的標準 KNX 總線(xiàn)，抗干擾性強。

3.2系統拓撲結構

knx 系統非常靈活，可以按拓撲分層設計和安裝。其小的單元是線(xiàn)路，每條線(xiàn)路可連接64 個(gè)元件 ；多達15 個(gè)線(xiàn)路連接可以通過(guò)線(xiàn)路耦合器組合成更大的拓撲單元，稱(chēng)為區域。通過(guò)耦合器可以使15個(gè)域相連接，可以連接多達14400 個(gè)總線(xiàn)元件。根據 knx 標準，每條線(xiàn)路的總線(xiàn)長(cháng)度為1000米，通過(guò)使用中繼，可以使用 knx 實(shí)現大型項目的智能照明控制。

3.3信號傳輸

knx 系統中的每個(gè)總線(xiàn)元件均是智能控制單元。這些元件通過(guò)廣播電信號交換信息，實(shí)現現場(chǎng)環(huán)境感知和各種設備的自動(dòng)控制。

knx 系統采用串行異步傳輸方式，采用 csma/ca（載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn) / 沖突避免）技術(shù)，使得多個(gè)組件同時(shí)發(fā)送總線(xiàn)信號的同時(shí)而幾乎不可能丟失信號。

3.4尋址

在 KNX 協(xié)議標準中，各種設備定義了兩種類(lèi)型的地址：物理地址和邏輯地址。每個(gè)總線(xiàn)元件具有物理地址， 用于標識用于程序配置和下載。

4、控制方式及功能實(shí)現

knx 主要有以下幾種控制方式 ：

手動(dòng)控制 ：根據實(shí)際需要配置相應數量的現場(chǎng)控制器（如智能開(kāi)關(guān)等），以控制系統的操作。

移動(dòng)控制 ：安裝在公共走廊等部位傳感器根據人員和車(chē)輛的活動(dòng)狀況，自動(dòng)開(kāi)閉相應區域的照明。

恒照度控制 ：根據系統設定的照度值，根據區域內照度的變化，自動(dòng)開(kāi)啟區域內照明設備的數量，使大廳內照度保持恒定。

場(chǎng)景控制 ：可以根據個(gè)人喜好設置不同的照明模式，然后根據設置的照明場(chǎng)景進(jìn)行切換。

定時(shí)控制 ：樓梯間和公共走道的電燈通常在下班時(shí)間仍然亮著(zhù)，通過(guò)定時(shí)控制可以避免這種不必要的能量浪費。

集中控制 ：在消控的 Elvis 軟件平臺上顯示出電子地圖，它可以實(shí)時(shí)掌握建筑物內設備的運行狀況，并及時(shí)調整，從而達到節能的目的。

5、智能照明與傳統照明系統的比較

控制方式的比較 ：

①傳統的控制采用手動(dòng)開(kāi)關(guān)，手動(dòng)開(kāi)關(guān)須始終打開(kāi)或關(guān)閉。

②智能照明控制采用弱電控制，以弱控強，控制功能強大，高度自動(dòng)化。通過(guò)場(chǎng)景的預置，只需一個(gè)鍵即可啟動(dòng)，還可以通過(guò) APP 或者遙控器等各種方式控制。

控制效果的比較 ：

①傳統的控制形式單一，只有開(kāi)和關(guān) ；

②智能照明控制系統采用調光模塊，在不同的使用場(chǎng)合產(chǎn)生不同的照明效果，營(yíng)造不同的氛圍。

管理方式的比較 ： 

①傳統控制是人工管理 ；

②智能控制可以對能源管理實(shí)現自動(dòng)化，只需用一臺電腦便實(shí)現對整個(gè)項目的管理。

通過(guò)上述的比較，并結合工程的投資、實(shí)施及運行結果可看出，智能照明系統有可靠，經(jīng)濟的優(yōu)勢。

6、安科瑞智能照明控制系統

安科瑞Acrel-Bus 智能照明控制系統，是基于 KNX 總線(xiàn)技術(shù)設計的控制系統。KNX 總線(xiàn)技術(shù)起源于歐洲，是在 EIB、Batibus 和 EHS 這三種住宅和樓宇的總線(xiàn)控制技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的，其中 EIB（European Installation Bus，歐洲安裝總線(xiàn)）是該總線(xiàn)技術(shù)的主體。 Acrel-Bus 智能照明控制系統采用標準的 2×2×0.8 EIB BUS 總線(xiàn)（即 KNX 總線(xiàn)）作為總線(xiàn)線(xiàn)纜，將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統，即可實(shí)現照明燈具的遠程集中控制，又可實(shí)現就近控制功能。該系統理論連接控制模塊數量達 58000 多個(gè)。安科瑞智能照明控制產(chǎn)品種類(lèi)齊全，方案完善。用戶(hù)可通過(guò)控制面板、人體感應、照度 感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實(shí)現靈活多樣的智能化控制，特別適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明系統。

7、前景展望

現在中國市場(chǎng)上，ABB、SchneiderElectric、Siemens、Legrand 等公司都推出了 KNX 智能照明控制系統的產(chǎn)品。由于 knx 系統的開(kāi)放性，國內如視聲電子等眾多廠(chǎng)商也在探索將 knx 網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品來(lái)實(shí)現應用互聯(lián)網(wǎng)的遠程實(shí)時(shí)監控功能。在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代，knx 系統具有廣闊的空間和發(fā)展潛力。

參考文獻

【1】KNX 協(xié)會(huì )《. KNX 系統設計手冊》ABB 公司《. ABBI-bus 產(chǎn)品手冊》.

【2】程 勝.淺議KNX智能照明技術(shù)及在工程中的實(shí)際應用

【3】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2019.11版