路灯照明智能控制管理系统(单灯控制)

第一篇：路灯照明智能控制管理系统(单灯控制)

城市路灯照明

智能控制管理系统建设方案

山东贝宁电子科技开发有限公司

2017年10月

目 录

第1章 建设背景............................................3

1.1 城市照明存在的问题.................................3 1.2 发展智慧照明的必要性...............................4 第2章 建设意义和建设目标..................................5

2.1 建设意义...........................................5 2.2 建设目标...........................................6 第3章 建设内容............................................6 第4章平台建设方案........................................7

4.1 照明智能控制管理系统...............................7 4.2 路灯集中控制器....................................10 4.2.1 遥控功能....................................11 4.2.2 遥测功能....................................12 4.2.3 遥信功能....................................12 4.2.4 遥调功能....................................12 4.2.5 查询统计分析功能............................12 4.2.6 卫星自动校时功能(GPS).......................12 4.2.7 报警管理功能................................13 4.2.8 系统安全管理................................13 4.3 单灯节能管理系统..................................13 4.3.1 节能规划方案................................14 4.3.2 单灯控制节能................................15 4.3.3 单灯管理节能................................15

4.4 多路电流检测系统..................................18 4.5 路灯线缆监测报警系统..............................18 4.5.1 自动报警....................................19 4.5.2 抗干扰......................................20 4.6 软件平台..........................................20 4.6.1 城市照明智能控制管理系统软件（pc端）........20 4.6.2 城市照明智能控制管理系统软件（手机端）......21 4.7 节能分析及社会效益................................22

第1章 建设背景

1.1 城市照明存在的问题

随着照明设施数量越来越多，如何有效地管理好城市照明设施是城市管理部门目前的最大课题。此外，大量的维护工作和维护成本及不宜及时发现的安全隐患，也给城市管理带来巨大的困难。在当前形势下，采用以往的过于粗放、被动、无监督和评价机制的传统管理模式已不能满足现代化城市照明管理的需要，创建一种全新的管理模式来推动城市的照明管理和亮化管理已成为迫在眉睫的首要工作。

一、监控管理方式落后且维护成本高

目前城市照明管理还是采用比较传统的时钟控制方式，特别是重大节日或阴雨天不能根据需要进行亮灯情况调整，不能对单灯进行控制，不能根据实际情况（例如：天气突变、重大事件、重要节日灯）及时校时和修改开关灯事件，无法实现按需照明；路灯运行情况无法实时、准确监控，出现灯具故障或路灯控制器损坏造成白天亮灯情况，无法及时反馈到监控中心；另外，缺乏路灯故障处理情况跟踪、分析机制，影响照明生产管理考核，从而影响到领导的管理决策判断；路灯的数量非常多，并且分布非常广，而现有的照明设施故障发现机制主要采用人工巡查模式，工作量巨大，需要投入大量的人力物力，并且还可能留有盲区。

二、能源消耗大

随着城市的迅速发展，城市城区道路照明和亮体工程建设得到了迅速发展，路灯和景观灯数量日益增加。城市照明用电的电能消耗越发成为政府财政支出的沉重负担，不符合国家节能减排，低碳环保政策；目前无法实现按需照明，造成了30%-40%的电能浪费，同时造成了光污染，并且极大缩短了灯具的寿命。

三、照明设施损坏所带来的大面积停电等问题

照明设备和照明线缆被损坏的现象屡有发生，给当地政府带来巨大的经济损失。线缆损坏后，造成路灯大面积停电，交通事故和偷抢案件发生几率上升，严重影响了社会治安。同时，裸露的带电电缆会出现安全隐患。目前城市照明控制方式不具备设施防盗检测，无法及时发现并准确定位电缆盗割、灯头被盗位置。

四、存在严重安全隐患

城市照明灯杆漏电、裸露电缆漏电等现象，容易造成人员触电，无法及时发现并断电，造成人员伤亡。尤其是在雨季，触电几率大大增加，更加危险。目前，国内已有多个城市因此造成了多起人员伤亡事件，已引起相关部门的高度重视，但至今仍无切实有效的解决办法。

1.2 发展智慧照明的必要性

随着国民经济的不断发展和城市规模的不断扩大，城市公共照明设施数量急速增加，用电量节节攀升，对城市公共照明的管理提出了更高要求，城市照明智能控制和节能管理已成为城市照明主管部门面临的重要任务之一。

发展智慧照明是建设数字化城市、智慧城市不可或缺的一部分，2016年8月，《“十三五”城市绿色照明规划纲要》顺利验收，该纲要全面总结了“十二五”期间全国城市照明的发展情况，紧紧围绕“创新、协调、绿色、开放、共享”的理念，以提升城市照明品质和实现照明节能为核心，发挥智慧照明在智慧城市建设中的引领作用，对“十三五”全面推进我国城市绿色照明工作具有重要指导意义。

在日照市政府的领导下，日照市的城区照明建设取得了长足的发展，形成了有点有线、互相贯穿、风格各异的灯光景观，为提升城市形象，保障群众夜间生活做出了巨大贡献。为进一步推动日照市城市照明的发展，我公司特制定以下照明智能管理建设方案。

第2章 建设意义和建设目标

2.1 建设意义

建设城市照明智能控制管理系统具有以下重要意义：

1、提升科学管理能力

本系统能对城市照明实现精细化管理，将繁琐复杂的工作通过系统实现简单化。提供专家分析进行提前预测，做到真正的事前预知，能有效消除安全隐患，做到防患于未然。能根据不同的故障等级，启动不同的处置流程，进行协同办公，提高处置效率。

2、节约电能支出

在满足国家标准的前提下，通过智能开关灯、降功率等管理方式，为不同的应用场合提供不同的照明需求，减少过度照明，从而节约了大量的电能，真正实现节能减排。在响应国家的低碳经济的号召的同时，又能实现良好的节能效果。

3、降低运维成本

将“人工巡检”改为“值班等待报警”的维护方式，精准巡视，有效解决了巡检人员的问题，将被动巡检改为定点维护，有效减少车辆损耗，提高了维护人员及车辆的使用效率，极大降低了维护成本。

4、减少经济损失，降低安全隐患

当有灯杆漏电人员伤亡、线路破损、电缆盗割等现象发生时，值班工作人员会在第一时间接到短信报警通知，方便工作人员及时处理，也避免了裸露电线对行人造成的安全隐患。

5、提高城市形象

城市照明系统既是一种公益性事业，也是城市形象工程，城市照明智能控制管理系统的建成，将使灯光管理水平与现代化的大都市相适应，提高亮灯率，减少各种故障，合理照明，美化照明，安全照明，营造出智慧城市和数字城市的照明效果，树立和提升城市的品牌。

2.2 建设目标

本方案将有助于日照市城市管理局实现以下目标：

以按需照明为理念，通过单灯调节管理功能实现城市照明智能管理目的，节约运行成本。提高路灯管理水平和效率。

以精细管理为导向，通过照明设施资源管理系统，动态管理照明设施信息。以主动发现为目的，通过照明移动监控系统，实现随时随地监控路灯运行情况，突发事件紧急调控。

第3章 建设内容

一、照明智能控制系统建设

第一部分：监控中心建设

监控中心系统用若干计算机建立一个计算机局域网络，通过GPRS/3G/宽带网络，实现远端现场数据、处理和控制，并通过电脑端，将现场情况、数据报表、地理信息数据进行反应和显示，以供管理部门进行管理和决策。系统提供远程服务功能，同时中心还配备GPS校时、不间断电源等，保障中心系统稳定可靠地运行。系统还可以将分布在全市各角落的照明信息通过通讯网络采集到智能路灯管理系统，并在智能路灯管理系统进行信息的集成。

采集的信息内容包括：功率、电流、电压、开关箱信息、电能表度数、亮灯率统计数据等。在本系统中，也可对监控点进行分组分层，便于管理。

监控中心系统项目建成后可将城市照明的智能管理、数据采集、数据处理集一体，并通过群控或组控实现对不同监控的控制功能。

第二部分：路灯集中控制管理器建设

在路灯箱变中，安装“路灯集中控制器”终端，实现线路开关控制功能、监控和防盗功能，进行远程本地设防、撤防；实现报警功能；并通过电力载波 “单灯控制器”进行通讯。

通过Internet以及GPRS/3G网络，智能路灯管理系统可以跟每台“路灯集中控制管理终端”通讯，实现如下基本功能：

1、按需控制每个控制点开关灯

2、接受各种报警信息

3、采集控制点的电流电压

4、采集每盏灯的运行状态（安装单灯控制器可实现）

5、控制每盏灯的状态（安装单灯控制器可实现）第三部分：单灯控制器建设

对每杆路灯加装单灯控制器。实现开关控制、亮度调节、信息采集。

第4章平台建设方案

4.1 照明智能控制管理系统

城市照明智能控制管理系统由监控中心、路灯集中控制器、单灯控制器及路灯电缆监测报警器组成。路灯集中控制器安装在配电柜内，通过GPRS无线网络与监控中心进行通信，监控终端安装在照明终端。集中控制器接受、执行、转发监控中心的命令，并通过监控终端对每盏灯进行开关控制和亮度调节，实现灵活的远程控制。同时，路灯集中控制器可通过内置输出端口对各路灯回路的监控，并通过监控终端监控每盏灯的实时状态，还可以通过模拟量、数字量输入端口，将现场的光照、用电量等信息反馈至监控中心，以实现对城市路灯系统的科学管理。

系统工作原理图

城市智慧照明监控中心

城市智慧照明示意图

城市照明智能控制管理系统—电脑客户端登录界面

城市智慧照明监控软件系统截图

4.2 路灯集中控制器

路灯集中控制器通过电力线载波通信方式实现对所属控制节点的管理和控制，并通过GPRS无线通信方式，实现与监控中心的通信。

路灯集中控制器内置相关软件程序，在电力线上形成智能控制网络，实现对所属回路和路灯的管理和控制。

路灯集中控制器可实现以下功能：

4.2.1 遥控功能

系统提供了多种控制手段，其中既有时控、光控、手控等独立控制方式，又有相互结合、特殊控制等复杂控制方式。

 时控

根据当地的经纬度坐标计算计算出全年的日出日落时间，经过调整得出全年开关灯时间表下发到智能监控终端，实现自动开关灯控制。

 光控

根据光照度实现按需开关灯控制。 手动控制

在特殊条件下，可通过系统手动控制功能实现任意回路的开关灯控制。 预案控制

为了满足某些特殊时期（节假日、国家重大活动）对亮灯时间的特殊要求，系统提供预案管理功能，可以为特殊时期专门设置一套开关灯时间，并且不会影响其他时间路

灯的开关控制。

4.2.2 遥测功能

系统通过遥测功能来获取路灯设施的运行参数信息。主要参数包括：三相电压、三相电流、功率因数、有功功率、无功功率、支路电流等。

监控中心有周期自动巡测机制，系统按设定的时间周期自动进行巡测，同时系统也允许监控人员随时进行手动巡测。

4.2.3 遥信功能

系统通过遥信功能可以直接获取路灯设施的运行状态，一旦发现某个状态发生异常，会在第一时间将异常信息发送给监控中心。

4.2.4 遥调功能

系统通过遥调功能可以实现对远程监控终端的管理，可以调整监控终端的工作状态和工作参数，以便对路灯设施进行更好的监控和管理。

4.2.5 查询统计分析功能

系统数据分为两种：运行参数数据、统计分析数据，这两种数据的展示方式有所区别，其中运行参数数据一般用数据报表的方式展示，而统计分析数据则可使用报表、图形（曲线图、柱状图、饼图）等方式展示。

4.2.6 卫星自动校时功能(GPS)通过安装在监控中心的GPS设备采集卫星基准时间与服务器时间校对，保证监控中心所有服务器时钟的准确性和一致性。监控中心定时给智能监控终端发送校时指令，从

而确保监控中心和智能监控终端时间的准确性和一致性。

4.2.7 报警管理功能

系统报警数据有两种来源：遥测数据、遥信数据，通过分析遥测、遥信数据，可以检测设备运行状态异常并产生报警记录，产生的报警记录会永久保存，以供查询、统计、分析；同时，报警信息会通过多种方式（短信、声音、信息提示窗口）告知用户。

4.2.8 系统安全管理

为了规范系统操作，增强系统的安全性，系统采用了严格的安全管理措施。系统定义了多种用户角色，每种角色都有自己独立的操作权限和用户界面，用户登录系统后只能完成权限允许的各种操作。

用户登录系统后的所有操作都要记录日志，并永久保存，以便在发生异常操作时追溯问题，明确责任。

为了保证业务数据的完整性和安全性，在保存和传输业务数据时要对数据加密。

4.3 单灯节能管理系统

单灯控制器通过电力载波通信技术与智能监控终端进行通讯，实现对每一盏灯的监测和控制，无需布线，安装方便，同时实现：

1、数据采集：电压、电流、功率、用电量。

2、单灯控制：单灯定时开关，亮度调节。

3、时段控制：可按需进行时段控制。

单灯控制器图 4.3.1 节能规划方案

 改造后亮灯效果对比

全亮效果 80%隔一亮一效果

单灯控制器安装在灯杆下端全

亮度效果

隔

亮主灭辅效果

4.3.2 单灯控制节能

系统以智能照明控制管理为基础，提供开关灯时间的精确控制方案，协助用户制定分时、分区、分季节、分路段的开关灯计划，以单灯控制器为终端管理手段，提供单灯节能控制方案，实现30%以上的节能，并且能有效的减少亮灯时间，延长灯具寿命。

 单灯控制方案

借助于单灯控制器，系统可以对每盏灯进行监控，系统可以根据人流、车流、天气等环境条件设定合理的开关灯方案，在保证照明的前提下进行单灯节能控制。

 手动单灯控制

手动控制可以实现对单个或一条道路上的多个路灯进行灵活、简便的控制。

4.3.3 单灯管理节能

通过照明单灯节能管理系统的应用，使城市照明设施的管理具体到每一盏灯，城市照明的管理者足不出户即可对每一盏灯的工作状态、电流、电压、故障等信息实时“在线巡测”，改变了以前路灯养护主要依靠人工巡检，热线报修的发现故障的方式，大量节省办公、车辆、人员等费用和能耗，降低整体运维成本，达到节能降耗的目的。

 单灯报警

通过单灯控制器，系统可以获取每个灯具的电压、电流、功率因数等运行参数，再结合系统设置的报警判断限值可以确定灯具是否存在异常，并可进一步确定异常的具体类型。常见报警类型有：灯具损坏、灯具闪灯、电容失效等。

 单灯故障报表

对每天晚上单灯运行的情况进行分析、汇总，生成单灯故障报告，反馈给维护部门进行故障处理，系统可以按日、月、年或者即时需要查询、统计、打印。

流程示意图

单灯控制及运行状态查询界面截图

灯具故障统计信息截图

电量查询截图

4.4 多路电流检测系统

LBMCA-12型多路电流监测器集数据采集、传输功能于一体,多路采集，实时显示，数据采集和传输一体化设计，采用485通讯；可采集12路电流；支持远程参数查看、设置。

多路电流监测器

多路电流监测器配合集中控制管理器使用，可以监测每个回路的电流。在软件系统中设置阈值，超出阈值范围报警。工作人员可以通过多路电流监测器采集到某个周期内的电流电压数据进行分析，及时发现线路问题与安全隐患。

4.5 路灯线缆监测报警系统

照明电缆监测报警系统可实现对城市照明电缆实时远程监测，并能在第一时间发现电缆断线情况并通知监控中心。系统主要由三个部分组成:监控软件部署在监控中心服务器上，电缆集中监控器安装于路灯箱内，电缆监控终端单元安装于线缆末端。通过GPRS通讯和电力载波两级网络完成路灯控制箱到路灯末端电缆全天候24小时检测。如有电缆盗割现象发生，系统会在第一时间报警告知监控中心值班人员，并支持短信通知报警。系统具有投入资金少、维修方便、快捷、维修成本低、误报率低、报警地址准确等优点。

线路检测报警器 单灯控制器

路灯电缆监测报警系统可实现城市照明电缆实时远程监控，当装有电缆监控终端的线路被切断时会自动报警；监控中心因特殊原因无人值守时，系统可以通过预置若干个手机号码，以短消息方式把故障报警的时间、地点、报警类型等相关信息发送至各相关人员的手机上；由于电缆监控终端安装环境干扰性比较大，终端的软硬件设计中采用了多种抗干扰措施有效确保了系统的正常运行。

路灯电缆监测流程示意图

4.5.1 自动报警

当装有电缆监控终端线路被切断时会自动报警。

监控中心因特殊原因无人值守时，系统可以通过预置若干个手机号码，以短消息方

式把故障报警的时间、地点、内容等相关信息发送至各相关人员的手机上。

4.5.2 抗干扰

由于电缆监控终端安装环境干扰性比较大，终端的软硬件设计中采用了多种抗干扰措施，有效确保了系统的正常运行。

4.6 软件平台

4.6.1 城市照明智能控制管理系统软件（pc端）

城市照明智能控制管理系统软件综合运用了物联网、云计算、空间地理信息、大数据等技术，可以通过电脑客户端登录，对已授权的路灯等设施进行管理、操作、维护。

pc端系统软件截图

pc端系统软件截图

4.6.2 城市照明智能控制管理系统软件（手机端）

城市照明智能控制管理系统软件（手机端）是基于手机操作系统集单灯控制、设备运行监控、线路检测、故障报警、人员定位等功能为一体的路灯移动管理平台。系统的使用不受时间、地点、空间限制，有效解决路灯管理人员不在监控中心的情况下实现应急调控、设备检修人员能够在现场检测故障路灯的修复情况等问题，有助于突发事件现场快速处置，实现“零距离”应急处理和指挥。系统的应用将会使城市照明管理工作变得更方便快捷，巡检服务队伍的工作效率得到显著提高。

手机端系统软件截图

4.7 节能分析及社会效益

经济效益：

社会效益：

实施节能规划符合国家倡导的“节能减排，低碳生活”的发展思想，节约不可再生资源、减少CO₂的排放，同时有助于树立“重视能源利用，倡导科技环保”的全新城市形象，对强化广大市民的节电意识将会起到积极的示范效应。

城市照明智能管理控制系统为城市照明建设者和管理者提供了先进的管理，提升了科学管理能力，提高城市整体形象。将城市照明的管理推向数字化、科技化！

第二篇：智能照明控制总结

智能照明分析

1、开关控制

开关控制针对单灯或单独照明回路进行控制，属于本地控制。开关种类不同，工作原理不同。有声控、光控、红外控制、定时控制、传统开关等，对单灯和照明回路控制起相同的作用，只是触发方式不同。智能控制开关省去了传统开关的人触发，变成传感器触发。开关控制的缺点：对单灯单回路进行控制，对照明回路多的或者对特殊的某一回路不能干预控制，只能按设定的场景进行控制。说白了就是没有集中管理控制的功能，没有特殊情况下控制的功能。

2、楼宇自控（照明控制）

楼宇自控中照明控制只是楼宇自控系统中单独的一个子系统，针对建筑物公共区域照明回路的控制。照明回路中串联由楼宇自控(BA)系统控制的触点，通过控制这些触点可以实现诸如区域控制、定时开关、中央监控等功能，对所控的照明回路能够进行集中管理控制和监测。有监控管理平台。(相对于定时开关调节时间集中调试方便，节省人力、时间）

楼宇自控（照明控制）缺点：照明控制是楼宇自控的一个子系统，应用方面有一定局限性：1，一般只针对大面积区域照明回路，控制的回路一般比较少，细了成本造价高；2，照明回路本地不设置面板开关，使用不便；3，控制功能简单，区域控制定时开关，要实现场景控制，亮度调节，软起软关复杂的功能技术难度较大；4，照明系统不独立，BA系统故障时，照明系统受影响。

3、智能照明系统

智能照明系统是专门做照明控制的系统，能够完成楼控系统对照明系统的所有控制，同时解决了楼控系统中照明系统控制的一些弊端。（智能照明有本地智能面板控制，系统故障时可依靠智能面板控制对照明系统控制，脱离主系统独立工作）。说白了就是楼控系统中分出来的一个子系统，专门做照明控制系统，弥补楼控照明系统的不足。缺点：单独子系统不符合发展趋势，趋势是所有系统整合在一个大的管理平台下，便于管理，方便使用。

智能照明相对于传统照明而言，因人的理解不同，对智能照明的认知也不同。

1、传统被动触发开关换上智能开关，（如声控、光控、红外感应、定时、无线遥控等开关）来实现对单灯或者单个照明回路进行控制。这是智能照明的一种形式。

2、一个建筑物或建筑群中把所有的照明回路进行集中管理，对任意一个照明回路进行控制。也是智能照明的一种形式。

3、智能灯光控制，场景控制，灯光的强弱、明度、色彩根据环境变化，音乐节奏、水流强度等不断变化而进行变化。也是智能照明的一种形式。

总之，各种形式对灯和照明回路的控制无非达到两个目的，一是节约能源，方便管理；二是实现某种效果。应用场所：

开关控制的用于楼道、建筑走廊、洗漱室、厕所、厂房、庭院等场所；

楼控照明和智能照明的一般用于有集中管理需求的场所；

智能灯光用于特定场所，会议室、建筑物泛光照明、舞台照明等智能照明的选择根据客户需求，没有最好的只有更合适的。

第三篇：室内智能控制照明系统研究论文

摘 要：针对目前各种理想室内空间照明中存在的诸多不合理现象及照明系统的发展状况，为了使照明能更好地满足人的视觉活动和生理、心理需求，提出了以“亮度空间”理论为基础及线索，侧重强调了室内造型设计为主题的“间接照明”技术，通过具体空间造型与灯具的有机结合，达到了以人的视觉活动为参照的多种“情景模式”的要求。笔者设计了一套实用的室内智能控制照明系统，从而达到节约能源，改善人们工作、生活的光环境质量，提高工作效率的效果。

关键词：亮度空间； 视觉活动 ；情景模式； 间接照明

1.引言

当今社会，随着科技的日益发展和人们的物质与精神生活水平的迅速提高，在针对于空间的物质功能与精神功能开发的同时，科学、有效地进行空间的照明设计受到了更多专业人士的关注。照明设计的关键，是使人能够清晰识别物体的形象，同时还要把使人心情舒畅的空间作为适合的场景凸显出来。对于使用设施与环境的人来说，所谓舒适的光环境，其最佳的目标体现在用和谐的光线勾画出美丽宜人的景色，给人以身处其中的情绪上协调与美感，从而起到渲染环境、制造气氛、突出某种情调的作用。通过对照明的控制及室内造型设计达到室内光效随各种空间场景视觉功能的需求变化而变化，这就是智能照明系统。而找到依据，并且在室内设计中实现这样的依据，是本文要探讨的核心问题。

2.室内智能照明系统研究的基本思路

2.1 室内空间照明系统概念

所谓室内空间照明系统[1-2]，是相对于室内环境自然采光而言的。它是依据不同建筑室内空间环境中所需求的照明亮度，选用合适的照明方式与灯具类型来为人们提供更好的光照条件，以便人们在建筑室内空间环境中能够获得最佳的视觉效果，同时还能够获得某种气氛和意境，从而达到增强其建筑室内空间表现效果和审美感的一种设计处理手法。

2.2 室内照明系统的三大要素

室内照明系统主要由光源、照明灯具和照明控制系统三个方面组成的。其中，光源的物理性能及参数变化，照明灯具的样式及其与光源或空间的关系实现了照明效果的多样性，而通过控制系统实现人对光环境的选择性和智能调控。

2.3 智能控制系统的技术特点

智能控制系统[3]的技术先进性体现在以下4个方面：线路系统、控制方式、照明方式和管理方式。

首先从线路系统方面上看，智能照明系统的电路可以分为总线式单控电路和总控式双控电路两种。总线式智能照明系统单控电路特点为：① 负载回路连接到输出单元的输出端，控制开关是用 EIB 总线与输出单元相连的。当负载容量较大时，仅考虑加大输出单元容量即可，控制开关不受影响；② 当开关距离比较远时，只需要加长控制总线的长度，以节省大截面电缆用量；③ 可以通过软件设置多种功能（例如，开/关、调光、定时等）。总线式智能照明系统双控电路特点为：① 当实现双控时，只需简单地在控制总线上并联在一个开关；②而进行多点控制时，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、省事。

传统的控制方式采用手动开关，必须保持每一路地开或关不同，而智能照明控制一般采用低压 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，操作使用时只须按一下控制面板上某一个特定键即可启动一个灯光场景（各个照明回路不同的亮暗程度搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的场景状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现[4]。

2.4 智能照明系统的分析

室内空间光效通过控制系统来应对使用过程中的各种场景变化，从而使亮度空间达到最佳的预定照明设计效果。这个控制是通过对场景的调光和照明模式的切换来实现的。

1．室内空间自然光线强度的变化

智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照明度，与设定值作比较，以此来控制照明开关，这样不仅可以最大限度地利用自然光，达到节能的目的，而且可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。通常越靠近窗自然光照度较高，那么所需人工照明提供的照明度就低，然而合成的照明度须维持在设计照明度值。依据视觉需要，在不同情景模式之间转换的时候，将亮度空间维持在预设的设计照度值水平。

2．空间光效的衰减

通常情况下照明设计师对新建的建筑物进行室内照明设计时，均会考虑到随着时间的推移，灯具的效率及房间墙面反射率都会不断衰减[5]。因此，在设置初始照明度时，都设置得较高，这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高设计无法达到节能效果．而采用智能照明系统后，虽然照明度还是偏高设计，但是通过智能调光，系统将依据预置的标准亮度使照明区域保持恒定的照明度，而不会受灯具效率降低及墙面反射率衰减的影响，这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。

3．室内空间活动内容的转换

在室内空间的活动内容发生变化时，作业的照明条件也应发生相应变化，这是一个动态的过程，因此，同一套照明装置必须满足在不同的时刻有着不同的表现要求。采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制[6]、灯光效果等要求，而且由于可观的节能效果（节电可达到 25﹪～55﹪）及灯具寿命的延长（灯具寿命延长 3～4 倍），又能在降低运行费用中得到经济回报，还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备，从而大大简化和节省穿管布线工作量。另外，智能照明系统还存在着潜在价值，例如智能照明控制系统由于可提供人们最舒适的工作状态，从而保证了人们的身心健康，提高了工作效率。

3.照明系统设计规划与室内空间中的应用

3.1 系统设计、安装流程图

3.2 室内空间的实际应用

以会议室智能照明系统设计为例，根据此案例给定的装修方案和亮度空间的要求，一般可以划分为以下四种情景模式，如“入场”、“主持”、“讨论”、“休息”，预期照明效果如图所示。

情景模式一：“入场”

当会议室门口智能感应探头探测到会议室有人来开会时，自动启动会议室全部照明，使会议室处于一个全亮状态，以示欢迎大家前来开会，同时，高亮度的照明更能清晰地显示会议室开始前的气氛。

情景模式二：“主持”

当主持人宣布会议开始或领导发言时，会议室周边区域灯光自动调暗，只保留主持人上方的灯光照明，以主持人区域为重点，着重体现灯光亮度，容易起到集中注意，重点突出的作用，使与会者更容易进入会议氛围。

情景模式三：“休息”

如果会议进程很长，中间需要休息调整，则调暗会议桌区域的灯光，调亮休息区域的灯光。

情景模式四：“讨论”

会议进程中，需要与会者一起讨论某件事，此时，会议桌区域的灯光调至最亮，调暗会议室周边区域的灯光，着重体现与会者及会议桌的亮度。

4.结论

通过实例的验证，该智能照明系统不仅能提供不同情景模式之间的空间照明效果变换，而且满足人的视觉活动要求，达到节能效果。

第四篇：智能楼宇综合信息控制管理系统

一、前言

整个能源管理系统将从以下几个方面着手，最终实现建筑管理辅助决策系统。（1）实现对楼宇自控、门禁、智能空调、ups、电梯、变配电、照明、消防等子系统的大融合，通过汇总后由控制中心统一调度。

（2）减少能源消耗，采用实时能源监控、分户分项能源统计分析、优化系统运行。通过重 点能耗设备监控、能耗费率分析等多种手段，使管理者能够准确掌握能源成本比重和发展趋势，制订有的放矢的节能策略。与蓄能装置、无功补偿装置联动，达到移峰填谷、提高功率 因数的目的。

（3）监控办公、居住环境舒适信息：主要包括环境的温度、湿度、空气质量指标等。

二、系统架构设计

智能楼宇能源管理系统设计采用分层分布式结构, 系统自上而下共分四层： 现场设备层：指分布于高低压配电柜中的测控保护装置、仪表、以及楼宇自控、门禁、智能 空调、ups、电梯、变配电、消防等子系统。

网络通信层： 使用通信网关可以将各个子系统所使用的非标准通信协议统一转换为标准的协议, 将监测数据及设备运行状态传输至智能楼宇能源管理平台，并下发上位机对现场设备的各种控制命令。

监控层：具有良好的人机交互界面，软件负责和国内外各种楼宇控制厂家的检测、控制设备 构成任意复杂的监控系统，实现完美的过程可视化，并且可与“第三方”的软、硬件系统来进行集成。实时历史数据库提供丰富的企业级信息系统客户端应用和工具，大容量支持企业级应用，内部实现高数据压缩率，实现历史数据的海量存储。能源管理层：为现场操作人员及管理人员提供充足的信息(包含楼宇供用能信息, 电能质量 信息, 各子系统运行状态及用能信息等)制定能量优化策略, 优化设备运行, 通过联动控制 实现能源管理, 提高经济效益及环境效益。

三、系统功能模块组成

3.1 数据采集

数据采集管理以楼宇管理过程中所涉及的各种控制，监测，计量，检测等为基础，支持 opc、dde、odbc 等相关接口，全面采集各种数据采集器和人工录入设备。现场采集内容覆盖楼宇自控、门禁、智能空调、ups、电梯、变配电、消防等系统。其中主要关注核心系统运行状况、主要能耗管网状态、环境介质质量监测等数据。将全楼宇的 智能控制系统的实时状态采集进入系统，供数据监视、存储、报警、分析、计算、统计平衡 等使用。主要功能包括：

★整合现场各种控制系统。

★整合建筑物内各个耗能、产能、用能的信息孤岛及子系统。★将孤立的散点进行数据采集，整合进大型建筑节能集控智能平台。★与有线网络、无线网络集成。3.2 控制调度中心

该系统采用了云计算技术，可以提供利用同一平台管理全球建筑机电设备的无限容量 的架构，能够在同一平台下融合和兼容目前主流自控厂家的产品。可以兼容的协议不仅包括 所有公开的 bacnet、lonworks、m-bus、iec60870-5-101/102/103/104、dlt-645、cdt、modbus 等标准协议，还可以与楼宇自控系统主流品牌控制系统私有协议进行兼容。技术人员远程即可了解现场参数，观察现场设备的运行状态；实现楼宇全过程的“可视化”管理。该平台基于云架构技术，还可为专家和技术人员提供远程指导功能。需要整合、集控的子系统有楼宇自控系统、变配电调度系统、智能照明系统、无功补偿装置、自发电装置、蓄能装置、馈电线路控制系统、门禁、消防监测系统、智能中央空调控制系统等。3.3 报警管理

系统平台利用多个报警模型，负责过程，设备，质量，安全指标，能源限额的超限进行多种方式的报警。包括模拟量报警，事件报警，重大变化连续重复报警，硬件设备报警等。支持一个完全分布式的报警系统，报警及事件的传送，报警确认处理以及报警记录存档。用 户可以自定义各种报警，报警信息可以通过不同方式传送至用户。主要功能包括：

1）设备报警 重要能耗设备的运行状态异常报警。2）环境质量报警 空气质量，温度，湿度等异常报警。3）电源故障报警 设备电源故障，ups 断电报警。4）网络通讯报警 设备通讯及网络故障等异常报警。

5）报警级别设定 基于事件的报警，报警分组管理，报警优先级管理。6）报警和事件输出方式 报警窗口、声、光、电、短信、文件、打印等方式。3.4 设备管理

能源管理系统的对象覆盖楼宇的各种大型能源设施，通过对能源设备的运行、异常、故障和事故状态实时监视和记录。通过技改和加强维护，指导维护保养工作，提高能源设备 效率，实现能源设备闭环管理。主要功能包括：

★运行记录、启停记录的实时数据和历史数据查询。★缺陷、故障记录维护，查询。

★维修工单，试验工单，保养计划等设备维护管理。★设备基础信息管理(型号，厂家，电压等级等信息)。

★维修成本，运行成本分析和报表。3.5 计划与实绩管理

根据能源分配计划、检修计划、历史能耗数据分析和统计、能源消耗预测、供能状况 等可自动计算能源消耗计划和外购计划，制定详细的建筑能源管理指标体系，指导相关部门 按照供需计划组织配电、配热。采集、提取和整理各种楼宇子系统实际能源消耗量和能源介质放散量等数据，获取能源 分析所需的实绩数据，为所有部门编制各类其他报表提供基准。通过计划与实绩数据的分析 比较，对楼宇所有能源数据进行有效跟踪，帮助管理者理清近期潜在影响因素，快速制定实 行的决策，增进应变能力。能源实绩有日、月、季、年能源实绩表(包括电，热，水等不同分析切入点)；能源计 划有日、月、季、年能源供需计划表(包括电，热，水等不同分析切入点)。计划与实绩比 较有同比环比比较分析，其中包括柱状，曲线，饼图。

3.6平衡优化管理

能源供应和能源消耗直接存在距离，调整复杂，系统在大量历史数据基础上，对能源 的生产，存储，混合，输送和使用各环节集中管理与控制，为大型建筑群建立一套与能源管 理系统集成的能源分布网络和平衡优化模型。通过综合平衡和燃料转换使用的系统方法，计算评价大型建筑能源利用水平的技术经济指标，实现能源供需动态与静态平衡，得出各种能 源介质的优化分配方案，使大型建筑能源的合理利用达到一个新的高度。

主要功能包括：

（1）能耗报告能耗采集的是电表的总有功功率，主要是帮助用户掌握能源消耗情况，找出 4 能源消耗异常值。包括能耗值的逐时、逐日、逐月、逐年报告；单位面积能耗为能耗评价提 供数据支持；管理值（即目标值）参考帮助分析实际能耗值与能耗目标值的差异；功率因子 参考提供能耗值（电能）与用能品质间的比对；温度、湿度参考帮助分析能耗资料与环境数 据的相关性。（2）能耗排名不同时间范围内的能耗值排序，以升序或降序显示，帮助用户找出能耗最低 和最高的设备单位。（3）

（3）能耗比较比较相同时间范围内不同单位的能耗值，或比较相同单位在不同时间范围内 的能耗值。

（4）日平均报告率任何一天每 15 分钟平均能耗（电能）需求的报告，帮助用户了解能源 消耗模式并找出超出预期的峰值需求，为与电力公司签订合同时提供参考。（5）

（5）偏差分析任何一天不同时段能耗值与管理值（即目标值）的偏差计算，能耗值超过管 理值的时段偏差值用红色表示，表明能源消耗的增加倾向。（6）（6）回归分析回归分析----对每位能耗类型为电类的成员内的有功功率、无功功率、瞬间 功率、功率因数进行线性回归分析，展现各成员参数之间的线性关系。（7）

（7）用电分析根据所选费率以及实际用电状况，分时间段（离峰、半尖峰、尖峰）显示用 电趋势以及用电报表。（8）（8）系统运行优化发挥集中管控的平台优势，对空调风机、热交换器、空气循环系统及末 端系统进行优化调节，避免因憋压、压力失衡造成的不必要能耗增加，根据负载变化自动调 节风机转速或冷热源输出功率。3.7 配电及能源优化策略

配电及能源优化系统从电力专业的深度对电能消耗进行数字化和集成化的管理、控制 和优化。系统能够与无功补偿装置联动来提高功率因数，通过与自发电装置（如太阳能发电 装置或其他类型发电装置）、蓄能装置的联动与交互，完成馈电线路控制，实现移峰填谷。本系统提供了用户可自主编程的控制策略生成工具，用户可根据具体需求自主编程实现优化 策略。控制策略的编制基于建筑用电结构、季节、环境等因素。实现移峰填谷、提高功率因数，减 少能源支出。

1）降低用电消耗，提高设备效率 延长设备使用寿命。

2）通过对历史用电情况的分析，优化各子系统运行策略，确保用电设备的正常高效运行。

3）对全楼宇用电负荷，电能质量及电价架构进行综合分析，制定新能源并网策略及系统充放电策略，实现节能减排。联动控制

★提供互动模式，用户自行定制用电策略，并实时分析。模拟用电策略，预测用电信息，为 用户制定用电策略提供数据支持。

★根据空间环境参数及当前用电负荷情况，调节系统中的空调及通风系统运行策略。

★根据能量优化控制策略实现对各个子系统的远程控制，并通过运行结果说明能量优化控制 策略的效果。3.8 报表分析和经济性分析管理

通过能源消费结构，楼层能耗对比，重点耗能设备分析等多种分析方式，报表分析可 以帮助物业管理人员计算特定房间或人均能耗，实现自主能源审计管理。报表可以自动生成，按实际需要实现手动或自动打印，供调度和运行管理人员使用。其中有能源调度日报表、能源供需计划报表、能源实绩报表、能源平衡报表、能源质量管理报表、能源成本报表、能源单耗报表、能源综合报表、能源设备状态报表、能源故障信息统计报表、能源设备备件报表、能源配送消耗报表等。

3.9 能源对标管理

利用建筑物规范的能源管理体系，通过与竞争对手或是行业领导者比较，建立完善持续改进的流程。

主要功能包括：

1）结合国家标准，对主要设备的单耗指标、单位能耗等指标进行线上监测。2）2）国家有关标准规定的经济运行指标。3）

3）对国家规定的节能目标设置警戒线，对未达目标的指标进行自动警示。3.10 基础数据管理

基础数据管理是大型建筑群开展能源工作的重要基础内容，是大型建筑能源管理信息化建设的前提和基石。

主要功能包括：能源介质编码、能源计量单位体系、计量仪表、计量点、计量区域。

3.11 权限维护管理 针对不同程序的信息敏感度，系统提供一个优秀的权限维护管理模块，可以满足复杂 的系统管理要求。

主要功能包括：用户信息、角色管理、控制操作管理、系统日记维护、数 据库维护。F-mation楼宇能源管理系统的运行在保证楼宇环境舒适的前提下, 能够实现优化楼宇 共用能系统的运行, 同时降低智能楼宇的能源消耗。目前为止此套系统已经有多个实际应用 案例，并且都取得了不错的效果。

第五篇：室内智能控制照明系统研究的论文

摘 要：针对目前各种理想室内空间照明中存在的诸多不合理现象及照明系统的发展状况，为了使照明能更好地满足人的视觉活动和生理、心理需求，提出了以“亮度空间”理论为基础及线索，侧重强调了室内造型设计为主题的“间接照明”技术，通过具体空间造型与灯具的有机结合，达到了以人的视觉活动为参照的多种“情景模式”的要求。笔者设计了一套实用的室内智能控制照明系统，从而达到节约能源，改善人们工作、生活的光环境质量，提高工作效率的效果。

关键词：亮度空间； 视觉活动 ；情景模式； 间接照明

1.引言

当今社会，随着科技的日益发展和人们的物质与精神生活水平的迅速提高，在针对于空间的物质功能与精神功能开发的同时，科学、有效地进行空间的照明设计受到了更多专业人士的关注。照明设计的关键，是使人能够清晰识别物体的形象，同时还要把使人心情舒畅的空间作为适合的场景凸显出来。对于使用设施与环境的人来说，所谓舒适的光环境，其最佳的目标体现在用和谐的光线勾画出美丽宜人的景色，给人以身处其中的情绪上协调与美感，从而起到渲染环境、制造气氛、突出某种情调的作用。通过对照明的控制及室内造型设计达到室内光效随各种空间场景视觉功能的需求变化而变化，这就是智能照明系统。而找到依据，并且在室内设计中实现这样的依据，是本文要探讨的核心问题。

2.室内智能照明系统研究的基本思路

2.1 室内空间照明系统概念

所谓室内空间照明系统[1-2]，是相对于室内环境自然采光而言的。它是依据不同建筑室内空间环境中所需求的照明亮度，选用合适的照明方式与灯具类型来为人们提供更好的光照条件，以便人们在建筑室内空间环境中能够获得最佳的视觉效果，同时还能够获得某种气氛和意境，从而达到增强其建筑室内空间表现效果和审美感的一种设计处理手法。

2.2 室内照明系统的三大要素

室内照明系统主要由光源、照明灯具和照明控制系统三个方面组成的。其中，光源的物理性能及参数变化，照明灯具的样式及其与光源或空间的关系实现了照明效果的多样性，而通过控制系统实现人对光环境的选择性和智能调控。

2.3 智能控制系统的技术特点

智能控制系统[3]的技术先进性体现在以下4个方面：线路系统、控制方式、照明方式和管理方式。

首先从线路系统方面上看，智能照明系统的电路可以分为总线式单控电路和总控式双控电路两种。总线式智能照明系统单控电路特点为：① 负载回路连接到输出单元的输出端，控制开关是用 EIB 总线与输出单元相连的。当负载容量较大时，仅考虑加大输出单元容量即可，控制开关不受影响；② 当开关距离比较远时，只需要加长控制总线的长度，以节省大截面电缆用量；③ 可以通过软件设置多种功能（例如，开/关、调光、定时等）。总线式智能照明系统双控电路特点为：① 当实现双控时，只需简单地在控制总线上并联在一个开关；②而进行多点控制时，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、省事。

传统的控制方式采用手动开关，必须保持每一路地开或关不同，而智能照明控制一般采用低压 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，操作使用时只须按一下控制面板上某一个特定键即可启动一个灯光场景（各个照明回路不同的亮暗程度搭配组成一种灯光效果），各照明回路随即自动变换到相应的场景状态。上述功能也可以通过其他界面如遥控器等实现[4]。

2.4 智能照明系统的分析

室内空间光效通过控制系统来应对使用过程中的各种场景变化，从而使亮度空间达到最佳的预定照明设计效果。这个控制是通过对场景的调光和照明模式的切换来实现的。

1．室内空间自然光线强度的变化

智能照明系统中的光线感应开关通过测定工作面的照明度，与设定值作比较，以此来控制照明开关，这样不仅可以最大限度地利用自然光，达到节能的目的，而且可提供一个不受季节与外部气候环境影响的相对稳定的视觉环境。通常越靠近窗自然光照度较高，那么所需人工照明提供的照明度就低，然而合成的照明度须维持在设计照明度值。依据视觉需要，在不同情景模式之间转换的时候，将亮度空间维持在预设的设计照度值水平。

2．空间光效的衰减

通常情况下照明设计师对新建的建筑物进行室内照明设计时，均会考虑到随着时间的推移，灯具的效率及房间墙面反射率都会不断衰减[5]。因此，在设置初始照明度时，都设置得较高，这种设计不仅造成建筑物使用期的照度不一致，而且由于照度偏高设计无法达到节能效果．而采用智能照明系统后，虽然照明度还是偏高设计，但是通过智能调光，系统将依据预置的标准亮度使照明区域保持恒定的照明度，而不会受灯具效率降低及墙面反射率衰减的影响，这也是智能照明控制系统可节约能源原因之一。

3．室内空间活动内容的转换

在室内空间的活动内容发生变化时，作业的照明条件也应发生相应变化，这是一个动态的过程，因此，同一套照明装置必须满足在不同的时刻有着不同的表现要求。采用智能照明控制系统不仅可满足便捷控制[6]、灯光效果等要求，而且由于可观的节能效果（节电可达到 25﹪～55﹪）及灯具寿命的延长（灯具寿命延长 3～4 倍），又能在降低运行费用中得到经济回报，还能省去常规照明所需的大部分配电控制设备，从而大大简化和节省穿管布线工作量。另外，智能照明系统还存在着潜在价值，例如智能照明控制系统由于可提供人们最舒适的工作状态，从而保证了人们的身心健康，提高了工作效率。

3.照明系统设计规划与室内空间中的应用

3.1 系统设计、安装流程图

3.2 室内空间的实际应用

以会议室智能照明系统设计为例，根据此案例给定的装修方案和亮度空间的要求，一般可以划分为以下四种情景模式，如“入场”、“主持”、“讨论”、“休息”，预期照明效果如图所示。

情景模式一：“入场”

当会议室门口智能感应探头探测到会议室有人来开会时，自动启动会议室全部照明，使会议室处于一个全亮状态，以示欢迎大家前来开会，同时，高亮度的照明更能清晰地显示会议室开始前的气氛。

情景模式二：“主持”

当主持人宣布会议开始或领导发言时，会议室周边区域灯光自动调暗，只保留主持人上方的灯光照明，以主持人区域为重点，着重体现灯光亮度，容易起到集中注意，重点突出的作用，使与会者更容易进入会议氛围。

情景模式三：“休息”

如果会议进程很长，中间需要休息调整，则调暗会议桌区域的灯光，调亮休息区域的灯光。

情景模式四：“讨论”

会议进程中，需要与会者一起讨论某件事，此时，会议桌区域的灯光调至最亮，调暗会议室周边区域的灯光，着重体现与会者及会议桌的亮度。

4.结论

通过实例的验证，该智能照明系统不仅能提供不同情景模式之间的空间照明效果变换，而且满足人的视觉活动要求，达到节能效果。