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智能灯光控制技术进展应晓伟摘要:随着社会的快速进步，人们希望生活的更加舒适，充分的享受生活。在传统的理念中，越舒适的生活意味着能源的消耗越大。但是，随着整个人类社会的进步，富裕人口越来越多，整个地球的资源已无法满足这种能源的巨大消耗，崇尚节约能源的低碳生活已是世界的趋势。在传统的照明工程中，豪华的宾馆、酒店、商场、写字楼以及住宅等，其单位功耗远远超过一般建筑。随着科技进步及人类环保、节能观念的加强,人们对照明领域给予了更多的关注,促使照明控制技术突飞猛进的发展,且其应用也日益广泛。智能化照明是随计算机、传感器、通讯、网络与自动控制技术而发展起来的综合技术，正以惊人的速度向各个专业领域渗透。智能化是任何电子产品必然的发展方向之一。智能照明控制技术的发展可以使照明更加省电、节能、使用更便捷，在需要的时间给需要的地方以最舒适和高效的照明，提升照明环境质量。智能化照明更是使照明进一步走向绿色和可持续发展的重要方向。照明新光源和智能控制技术将在未来的低碳生活中起到决定性的作用。关键词：照明控制技术，智能建筑，智能家居简介：智能灯光控制是基于电力线网络，利用电力线载波技术以及电力线信息传输X10协议，实现电话远程控制、集中控制、无线遥控、电脑控制、定时控制、网络控制等多种控制方式，并提供灯光软启、调光、亮度记忆、场景记忆等智能化操作和管理。近几年随着科技进步及人类环保、节能观念的加强，人们对照明领域给予了比以往更多的关注，促使照明控制技术突飞猛进地发展，且其应用也日益广泛。研发背景:驾驶视野的好坏直接影响到行车安全。国际上一项统计表明:夜间发生的交通事故大约是白天的3倍，具有良好照明条件道路上的交通事故只是没有照明或照明条件不良道路上的30%。因此，为改善交通条件，减少交通事故，人们对改进汽车灯光系统寄予厚望。日本小糸车灯公司于80年代开始了智能灯光系统(ILS—IntelligentLightingSystem)的研究。智能灯光控制系统的构成：智能照明系统一般由传感器(如光线感应器、面板开关等)、执行器(如调光电子镇流器)、网络通讯单元(路由器、中继器等)以及辅助单元(如电源)等组成，遵循统一的网络协议，借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间不同环境的光亮度进行精确设置和合理管理。此外智能照明系统中还可对荧光灯进行调光控制，由于荧光灯采用了有源滤波技术的可调光电子镇流器，降低了谐波的含量，提高了功率因数，降低了低压无功损耗。因此，在灯具制造工艺相同水平的情况下，在建筑物中采用智能照明系统不仅能操作简单，管理维护方便，还可以满足工作/生活多样性需求，并且可以有效地达到节能的目的。智能化照明控制系统是一个集多种控制方式、现代数字控制技术和网络技术、照明技术于一身的控制系统。智能灯光控制系统由系统单元、输入单元和输出单元三部分组成。除电源设备外，每一单元设置唯一的单元地址，并用软件设定其功能。智能灯光控制的功能：集中控制和多点操作功能在任何一个地方的终端均可控制不同地方的灯；或者是在不同地方的终端可以控制同一盏灯。使用各种方式管理灯光控制系统，触摸屏、网络、PDA、电话让用户可以使用最简便的方法在任意时候，任意地点（甚至是泳池里）都可以控制房间中的设备。软启功能开灯时，灯光由暗渐渐变亮。关灯时，灯光由亮渐渐变暗，避免亮度的突然变化刺激人眼，给人眼一个缓冲，保护眼睛。而且避免大电流和高温的突变对灯丝的冲击，保护灯泡，延长使用寿命。灯光明暗调节功能无论是在会客、看电视、听音乐、或与家人在一起、或独自思考、甚至在品尝威士忌时，调节不同灯光的亮度，创造舒适、宁静、和谐、温馨的气氛、更深的体会生活，柔和的光线能带来好心情，少而暗的光帮助思考，多而亮的光使气氛更加热烈。这些操作非常方便，按住本地开关来进行光的调亮和调暗，也可以利用集中控制器或者是遥控器，只需要按键，就可以调节光的明暗亮度。全开全关和记忆功能整个照明系统的灯可以实现一键全开和一键全关的功能。在入睡或者是离家之前，按一下全关按钮，全部的照明设备将全部关闭。定时控制功能通过日程管理模块，可以对灯光的定时开闭进行定义。例如，在每天早晨7:00，将卧室的灯光缓缓开启到一个合适亮度；在深夜，自动关闭全部的灯光照明。场景设置对于固定模式的场景、无需逐一地开关灯和调光，只进行一次编程，就可以按一个键控制一组灯，这就是场景设置功能。只需一次轻触操作即可实现多路灯光场景的转换；还可以得到想要的灯光和电器的组合场景，如回家模式、离家模式、会客模式、就餐模式、影院模式、夫妻夜话、夜起模式等。本地开关可以按照平常的习惯直接控制本地的灯光；根据需求，开关可以任意设定所需控制对象，比如门厅的按钮可以用来关闭所有的灯光。红外、无线遥控在任一个房间，用红外手持遥控器控制所有联网灯具（无论灯具是否处在本房间内）的开关状态和调光状态；不需要进入房间后在开灯，在进入任一间居室前就可以用遥控器打开灯光；根据户型大小的不同，遥控器的型号也有所不同，如：四位遥控器适用于二房一厅，六位遥控器适用于三房一厅，另外还有八位、十位、十二位，十六位遥控器适用于复式、别墅使用。电话远程控制通过任何一部普通电话或手机，实现对灯光或场景的远程控制。此功能可以用在晚归前模拟主人在家的灯光状况，以迷惑可能的窃贼；停电自锁的功能家里停电了，来电以后所有的灯将保持熄灭状态。智能灯光控制还能够和安防系统连动，当有警情发生的时候，家里阳台上的灯会不停的闪烁报警。智能灯光控制的优势：1、全自动调光智能照明控制系统可采用全自动状态工作。系统有若干个基本状态，这些状态会按预先设定的时间相互自动切换，并将照度自动调整到最适宜的水平。2、自然光源的充分利用可调节有控光功能的建筑设备（如百页窗帘）来调节控制天然光，还可以和灯光系统连动。当天气发生变化时，系统能够自动调节，无论在什么场所或天气如何变化，系统均能保证室内的照度维持在预先设定的水平。3、照度的一致性一般照明设计师对新建的建筑物进行照明设计时，均会考虑到随时间推移，灯具效率和房间墙面反射率的衰减，因此，其初始照度均设置得较高。这种设计不仅造成建筑物在不同使用期（或两次装饰的间隔期）的照度不一致，而且还会由于开始时照度偏高而造成不必要的能源浪费。采用智能照明控制后，虽然照度还是偏高设计，但由于可以智能调光，系统将会按照预先设置的标准亮度使照明区域保持恒定的照度，而不受灯具效率降低和墙面反射率衰减的影响。4、光环境场景智能转换智能照明控制系统可预先设置不同的场景模块，需要时只要在相应的控制面板上进行操作即可调入所需的场景。用户还可以通过可编程控制面板对场景进行实时调节以适应不同要求。另外，用户还可以通过接口用便携式编程器进行不同场景的变换设置。5、运行中节能智能照明控制系统能对大多数灯具（包括白炽灯、日光灯、配以特殊镇流器的钠灯、水银灯、霓虹灯等）进行智能调光，给需要的地方、在需要的时间以充分的照明。及时关掉不需要的灯具，充分利用自然光，其运行节能效果充分。实现智能照明控制一般可以节约20—40%的电能，不但降低了用户电费支出，也减轻了供电压力。6、延长光源寿命众所周知，光源损坏的主要原因是电网过压，只要适当降低工作电压就可以延长光源的寿命。智能照明控制系统采用软启动的方式，能控制电网冲击电压和浪涌电压，使灯丝免受热冲击，从而使光源寿命延长2—4倍，对于大量使用光源和安装困难的区域更具有特殊的意义。总之，智能化与照明技术的结合，构筑了充分的技术平台，将节能、低耗、长寿命、运行节约、以人为本等绿色和可持续照明的理念充分演绎。目前各类智能照明系统：一、有线智能控制系统有线智能控制系统通常采用一对双绞线作为通讯介质，所有系统控制单元由这对双绞线连接组成控制网络，每个系统控制单元所发出的控制信号在整个控制网络里进行传播，各个系统控制单元接收到控制信息后，则根据系统通讯协议的规定执行相应的动作，从而实现智能网络控制。这种方案系统单元设计简单，由于采用的专用的双绞线作为通讯介质，所以具有抗干扰性能强、通讯效果好，通讯稳定性高的优点。现对几种典型的有线智能控制系统进行概述：1、DALIDALI是英文DigitalAddressableLightingInterface的缩写，意为数字式可寻址照明控制接口标准,是一种专门的智能照明系统，它定义了实现各种智能照明控制模块之间数字通信的接口标准。在欧洲有多家厂商研究开发符合DALI标准的产品，DALI标准已被编入欧洲电子镇流器标准。它支持“开放系统”的概念，只要它们遵守DALI标准，不同制造厂商的产品可以互连。DALI技术实现了采用尽量少的设备，提供高效简便操作的智能化照明控制方式。DALl系统的性价比高于1～10V系统，低于复杂的总线系统。DALI系统可以通过DALI/1～10V转换器实现对带有1～10V接口设备的控制，并可通过网关实现与其他总线控制系统的集成(如BA系统)，故具有广泛的应用前景。其代表为锐高公司luxCONTROL照明控制系统和飞利浦公司的Scenio照明控制系统。2、EIB系统EIB是英文EuropeanInstallationBus的缩写，即欧洲电气接线装置总线智能控制系统,是为电气接线装置专业打造的智能化控制系统，照明系统是该系统的一个组成部分。EIB总线系统作为欧洲安装总线标准，利用一条双绞线作为控制总线,取代了传统数量繁多的导线,使照明、调光、百叶窗、场景控制、用电负荷控制、保安、供热系统实现智能化,并成为一个完整的总线系统。EIB总线系统也可依据外部环境的变化自动调节总线中设备的状态,达到安全、节能、人性化的效果,并能在今后的使用中根据用户的要求增加或修改系统的功能,而无须重新铺设电缆,真正成为灵活的电气安装系统,这是传统的电缆铺设方式所无法做到的。EIB标准是一个开放式的系统：可以由任何人、在任何芯片或可供选择的处理平台上实现。该系统该系统是在欧洲占主导地位的楼宇自动化（BA）和家庭自动化（HA）标准，采用EIB标准的智能化照明控制系统有许多品牌，例如：ABBi-bus系统、西门子instabus智能总线系统。3、DMX512系统和DMX-NET系统DMX512系统是当今使用最广的灯光通讯协议，光范应用在舞台灯光及景观照明系统中。该系统为美国剧院技术协会把Colortran公司CMX192中的Bandrate从153.6Kbit/s提升至250Kbit/s及192CH变为512CH后发表（CMX与DMX结构大致相同）。由于结构简单、成本低、安装使用方便，各大厂商先后把DMX512接口加到产品上，它的使用非常广泛。DMX512协议成功推广的原因是数十年来电脑灯具的迅速发展及大量使用于大型演出以及城市景观照明的迅猛发展，DMX512可产生的各种奇妙的照明效果。DMX512控制线采用5针XLR（有时候是3针）连接设备，母接口适用于发送器，而公接口适用于接收器。DMX-NET系统是把计算网络技术和DMX512标准整合在一起形成的智能照明控制系统。该系统融合两种技术的优点，使整个系统的带宽、距离、可靠性和双向等功能的实现，这意味着在一个网络里可同时连接的设备更多，且连接的距离更长，传输控制协议使可调光照明系统的控制质量和可靠性更高，双向通讯使设备的远程监测和控制更有效，因而构筑大规模可靠的可调光照明系统的网络成本更低。4、其他除此之外，还有许多类似的总线制照明控制系统，它们的功能近似，通讯协议各不相同，如美国路创电子公司的GRAFIK6000R智能照明控制系统、澳大利亚邦奇公司的Dynalite智能照明控制系统，日本松下公司的EMIT全二线WRT2040型智能照明控制系统、瑞朗公司的RL-X10智能照明控制系统以及奇胜公司采用总线制加红外遥控器组成的C-Bus智能照明控制系统系统等。二、电力线路载波控制系统电力线路载波（PowerLineCommunication）是利用现有电力线(电源线)作为传输媒介，通过载波方式高速传输模拟或数字信号，实现数据传输和信息交换的一种技术。目前适用频率范围：50KHz～200KHz。在电力线上通过