【摘要】面对绿色建筑和智能建筑的快速发展趋势，要重点关注和探讨智能照明控制系统的设计和应用，针对传统总线式照明控制系统的拓展性差、管理层信息量过大、现场配置繁冗、难以实现跨系统功能等缺陷，要引入面向新型建筑的智能化平台，采用扁平化、无中心照明系统控制解决方案和技术，设计和应用新型建筑智能照明控制系统，实现新型建筑的智能照明调控效果。
【关键词】新型建筑；智能化平台；智能照明控制系统
面对现代建筑日趋智能化、绿色化的发展趋势，人们日益关注新型建筑的光环境的舒适性，对新型建筑的智能照明控制系统也提出了更高的要求，在满足人们对光环境舒适度的同时要尽量减少建筑内照明系统的能耗。为此，要搭建新型建筑智能化平台，设计一种新型建筑智能照明控制系统，提高建筑智能照明系统的应用效能。
1新型建筑智能照明控制系统的设计策略
新型建筑智能化平台采用自组织、群智能的系统架构，实现对建筑的运行控制、监测管理和安全防护，并进行新型建筑数据信息的实时采集和分析处理，具有极高的灵活性和后期可拓展能力。基于新型建筑智能化平台的智能照明控制系统设计策略主要表现为以下内容：
1.1基于室内照度和人员分布的照明开关控制
新型建筑智能化平台涵盖大量的智能节点，各节点对应一个建筑子空间或机电设备单元，依照其位置相邻关系链接成网络，如：各房间内的传感器、灯管、开关控制器、调光控制器均与智能节点相连，并由智能节点进行相应的控制操作。从办公智能照明节能控制设计来看，办公人员可以手动开启或关闭照明灯具，或进行LED灯的调光操作，能够在工作时间内动态调节LED灯的开关和亮度，并在每天23：00进入到自动关闭状态。新型建筑智能化平台进行控制操作的输入源包括有红外传感器、人员计数摄像头、照度传感器等元器件，实现上述策略的具体步骤为：读取空间智能节点模块的标准数据集合，获得与办公智能照明节能控制系统相关的信息集合，进行两路灯光的开关控制。
1.2基于最优光源亮度组合的调光控制
可以构建办公室内的采光环境和接近于真实情况的办公建筑人员分布模型，进行室内灯光的开启/关闭模拟控制，满足办公人员对光环境和照明系统节能的需求。可以在办公室内的工作位合理设置照度传感器，将四盏LED线型灯设置于临近窗户的工作位，并进行调光设计，再将两盏LED线型灯设置于距离窗户较远的位置。可以采用PSO优化算法进行光源亮度组合策略的搜索，通过反复迭代的方式寻找当前搜索到的最优值，以获取全局最优解。通过计算分析可知，可调光的四盏LED灯管的最优单位长度光通量分别为：7051m/m、7121m/m、19021m/m、21171m/m，将误差控制在8%以内[1]。
2新型建筑智能化系统平台软硬件设计
2.1硬件设计
新型建筑智能化平台照明控制系统涵盖有智能节点、智能照明控制器、LED线条灯管和各类传感器，各智能节点对应一个建筑的子空间或一个机电设备单元。智能节点主要包括有处理单元、存储单元、CPN数据接口、DCU通信接口，其中：处理单元类似于中央处理器，其操作系统分布于每一个智能节点上，由智能节点组成的拓扑网络完成相应计算任务；存储单元是由各个智能节点保存设备参数、运行状态反馈、环境参数等，及时获悉和整合照明功率、照明能耗、照明设备报警等数据；数据接口是各个智能节点与邻居进行信息交换的接口；CPN之间经由双绞线进行连接，并仅与连接的智能节点进行数据交互，形成一个并行计算的网络；DCU通信接口将各类传感器、灯具、开关、调光控制器与智能节点进行链接和通信，并计算功率、电量等相关参数。另外，系统采用半导体开关器件以消除机械开关的拉弧问题，通过内置的智能处理器进行电压/电流/温度的智能分析、定时管理，并采用有线或无线方式进行对外通讯，体现出智能、耐用、无电弧、快速切换、耐腐蚀、抗振等优势性能。系统平台采用高导拉伸铝型材+高透光率PC面罩外壳，将交流电转化为直流电再发光，为人们提供无频闪的舒适光环境。LED灯管采用0-10调光技术，并由CPN节点实时检测各照明回路中的电流/电压/功率因数/电量等信息。
2.2软件设计
系统软件进行各路灯光的手动/自动控制，实时采集照明系统用电信息并加以存储，实现对照明系统的高效控制，并进行照明系统的故障报警、短路、过压过载信息的采集和处理。具体包括以下模块：1）开关与调光优化模块。结合室内照度和人员分布相关参数，进行各路灯光的开光控制和灯光亮度的调优操作。2）触发帧生成与发送模块。主要是通过数据帧的方式进行数据交换，形成软件和智能节点之间的通信。3）数据帧分析模块。对各智能节点传回的数据进行实时解析，获得查询的变量值。4）能耗统计模块。计算、统计并存储照明系统的用电信息[2]。
3小结
综上所述，新型建筑智能化平台下的智能照明控制系统体现出易于操作、低能耗的特点，能够基于室内照度和人员分布进行照明开关控制，并基于最优光源亮度组合进行调光控制。通过设计新型建筑智能化照明控制系统软硬件，可以获悉系统及各智能节点之间的数据交互原理，实现高灵活性、拓展性的智能照明控制。
参考文献
[1]宁效龙,张昕昱,何子力,etal.基于CIE色度图与PWM的LED照明系统的控制方法[J].照明工程学报,2019,30(1):45.
[2]王锡琴,钱珂江,杜艺婕.采光+照明的智能控制优化技术研究[J].技术与市场,2019,26(1):36-38.
作者:顾子杰 单位:南京天禹安信息技术有限公司
