基于KNX的社区智能照明系统应用方案

刘志东

【摘 要】智能照明系统具有节能效果好、安全性高、用途广泛、管理维护方便和提高照明设备寿命等特点，应用越发广泛。本文通过智能照明系统和传统照明系统性能特点的对比，重点说明智能照明系统在实际应用中的优越性，同时提出基于KNX技术的智能照明系统在社区服务方面的应用方案，阐述了智能照明系统在现代化社区生活、娱乐中应用的必要性和可行性。

【关键词】KNX；智能照明系统；社区

【Abstract】Intelligent lighting system has good energy saving effect， high security， wide range of uses， convenient management and maintenance， and can improve lighting equipment life. Its application becomes more wide. This paper emphasizes on the explanation of advantages of intelligent lighting system in practical application according to compare the performance characteristics of traditional lighting system and intelligent lighting system， at the same time puts forward application solutions of intelligent lighting system on the basis of Konnex technology in the field of community service ， and expounds the necessity and feasibility of application in modern community life and entertainment.

【Key words】Konnex； Intelligent lighting system； Community

0 引言

Konnex（KNX）是家居和楼宇控制领域唯一的开放式国际标准，由欧洲三大总线协议合并发展而来，有着20多年的市场应用经验，并已转化为中国国家标准化指导性技术文件（GB/Z 200965-2007 《控制网络HBES技术规范——住宅和楼宇控制技术》）[1]。

楼宇智能化技术的高速发展，我国信息产业建设的不断深化以及人们生活水平的提高，社区楼宇的建设必须要适应网络时代的发展，智能化程度要求越来越高。楼宇智能控制系统中，一般只包括了综合布线、计算机网络、安防、消防、闭路监控等子系统，并未包含智能照明子系统。而传统的照明控制方法则使用开关面板手动控制，只有开和关两种状态，既不利于管理也不利于节能。像社区活动中心、社区广场等地区，一个地区往往具有会议、报告、歌舞、娱乐等多个功能，需要营造不同的灯光效果，传统的灯光控制方式已经无法满足现代化、智能化的社区服务的需求[2]。现代社区是一个最基本的社会有机体，需要采用先进智能化照明系统，为居民提供一个安全、舒适、高效的居住生活环境。

1 智能照明系统的优越性

智能照明系统与传统照明系统相比较，具有很多优点，本文从节能、安全、用途、维护、寿命和控制等方面进行分析比较，展示智能照明系统搞得优越性。

1.1 节能效果好

智能照明系统最大的特点就是节能。人眼对于光强的感受是非线性的，当照度级别降低10%以上，人是察觉不到照度的变化。智能照明系统借助各种不同的“预设置”控制方式和控制元件，对不同时间、不同环境下的光照度进行精确设置和合理管理，自动调节光照度。自动调节照度的过程中，充分利用室外的自然光，让智能控制系统对大多数灯具进行开关或智能调光，利用最少的能源保证所要求的照度水平，节电效果十分明显，一般可达30%以上。同时，智能照明系统也可以对荧光灯等进行调光控制，通过控制可调光电子镇流器，降低了谐波的含量，提高了功率因数，降低了低压无功损耗，节约了能源[3]。

1.2 安全性高

传统照明控制串联在回路中，通过回路中的开关面板直接通过220V的供电线路的通断来实现控制，易发生触电事故，存在一定的安全隐患。智能照明系统中强弱电通过继电器分离，采用弱电控制强电方式，工作电压为12V，通过一条低压线将调光模块和按键面板连接起来，每个调光模块和按键面板内部都有微处理器及存储器，可以根据按键面板命令对灯光进行调节。同时，智能照明系统采用智能网络集中控制，在突发事件中实现各系统和安防设备间的联动，迅速、果断地作出处理，安全性较高。

1.3 用途广泛

传统照明只有开和关两个档位，没有调光功能，无法根据环境要求调整光照强度。智能照明系统则可以采用智能调光模块，根据社区及环境的变化要求，在确保灯具能够正常工作的条件下，给灯具输出一个最佳的照明功率，既可减少由于过压造成的照明眩光，又可以使灯光发出的光线更加柔和，照度分布更加均匀，为业主提供一个更加舒适良好的照明环境。

1.4 管理维护方便

传统的照明方式要由人亲自操作管理，而智能照明系统对照明的控制是以模块式的自动控制为主，手动控制为辅，系统通过网络，用一台计算机实现对整个控制区域的照明系统的控制与管理，采用系统软件或控制器，就可以调节光的明暗亮度以及开启不同场景。照明系统控制与管理数据以数字式存储在数字存储器中，这些信息的设置和更换十分方便，使照明系统的管理和设备维护变得更加简单。智能照明系统不但提高了管理效率和管理水平，而且还大幅的减少维护和管理费用，高效又便捷。

1.5 延长照明设备寿命

无论是热辐射光源，还是气体放电光源，电网电压的波动是照明设备损坏的一个主要原因，因此有效地压制电网电压的波动可以延长照明设备的寿命。智能照明系统能成功地抑制电网的浪涌电压，同时还具备了电压限定和扼流滤波等功能，避免过电压和欠电压对照明设备的损害。采用软启动和软关断技术，避免了冲击电流对照明设备的损害。通过上述方法，照明设备的寿命通常可延长2～4倍。照明设备使用寿命的延长，减少了更换灯管的工作量，不仅可以节省大量资金，降低了照明系统的运行费用，也使管理维护也变得简单了。

1.6 DALI数字化照明

KNX在社区中应用的一大技术亮点是采用DALI数字化灯光控制。

DALI可寻址灯光接口（Digital Addressable Lighting Interface）是一个数据传输协议，它定义了电子镇流器与设备控制器之间的通信方式，每个镇流器都是数字寻址通信。DALI镇流器之间通过DALI总线（两根数据线）相互连接；每条DALI总线最多可接64个DALI镇流器。

KNX系统通过KNX/DALI接口与DALI总线连接，每个KNX/DALI接口接一条DALI总线，即可接64个DALI镇流器。KNX/DALI接口自动给DALI镇流器编码，每一个镇流器有一个地址码。根据这个地址码，KNX总线上的设备可以直接访问每个镇流器。

DALI数字化照明与传统照明技术相比具有很多优势：

a.每个光源作为一个独立的通讯对象，可以分别访问和控制；

b.每个光源的运行状态可实时反馈到系统；

c.光源和镇流器故障信息可实时传送至总线，并发送到中央控制室；

d.荧光灯调光实现由1%～100%的亮度调节；

e.灯组重新分组无需再排管布线，只需通过软件编组；

f.DALI的非直接关断，避免了因频繁开关而引起光源损坏。

DALI的亮度的数字化调光又为恒照度控制创造了优越条件。

2 社区智能照明系统应用方案

社区智能照明系统应用方案设计中，既要考虑到能耗的节省，又要满足社区不同要求的照明环境，还要考虑照明的舒适度和管理的方便。所以社区照明采用的控制技术不但具有先进的技术，可靠的运行，而且还要具备高效的能源管理，才能实现智能照明控制。

智能照明系统主要包括有：室内走廊与公共走道照明、路灯照明、景观照明、车库照明的集中管理与控制。

基于现场总线技术的智能照明系统总体方案结构图如图1所示。

2.1 室内走廊与公共走道

室内走廊和公共走道由于不同楼宇设计不同，采光情况不同，不同时段人流量也不同，因此照明系统设计也要根据具体情况设定[4]。

采光不好并具有时间性的区域，可以选用定时器SW/S4.5实现定时控制，当走廊人流量大时，比如上下班高峰期，打开70%的灯光照明，正常时段打开40%的灯光照明，维持基本的场所照明需求，特殊情况下打开全部灯光。

采光好的区域，现场可以安装HS/H3.1光亮感测元件，实时感应场所照度值，通过感测照度值的变化，利用智能控制灯光回路开闭的数量和区位，实现场所的照度值恒值控制。同时在公共走道连接出入口处（楼梯间、电梯间、走道间交汇处）安装了6216智能面板，方便人们临时对公共区域照明的控制。

2.2 路灯、景观照明

路灯、景观照明工作环境为室外，其泛光照明范围大，不利于手动操作和检修，与环境照度关系紧密，可以选用带电流检测的灯光开闭控制模块SA/S4.20.IS或SA/S8.20.IS。正常情况通过照度与时间结合的方式自动运行，在特殊时间管理人员可通过中央控制电脑将所有泛光照明和景观照明打开。电流检测功能可检知前端灯光负载回路的工作电流变化情况，及时发现回路问题，便于检修。

2.3 车库照明

采用车库智能照明系统，可使照明系统工作在全自动状态，系统将按预先设置切换若干基本工作状态，根据预先设定的时间自动地在各种工作状态之间转换。例如，上下班时间，车库的人流量和车流量最大，系统打开所有区域的灯光，以方便人员进出；非高峰的白天时间，车库车流量小，室外照度充足，就可以关闭车库内车位照明，车道照明保持1/2或1/3照度，以节约能源；等到深夜后，车库车流量最小，可以关闭车库内所有照明，只保留指示照明，以保证最基本的照度。同时可以通过安装在入口处的现场控制面板，根据特殊情况，随时切换不同场景，以适应各种情况下对灯光的要求。

3 结语

本文简述的智能化社区照明解决方案，作为一种应用电子类的智能化方案，期望为各个社区等公共场所照明设备的智能化管理和能源节约提供方便或帮助。同时伴随信息技术与电子工业的飞速发展，电子信息技术的应用越来越普及，自动控制技术的发展在改变技术视野的同时，也改变着生活本身和思维方式。智能照明技术已经并且必将继续深入人类的每一个领域，并将人类带入更新的生活空间。

【参考文献】

[1]左莹郁，齐飞.EIB应用于智能照明控制系统的方案设计[J].吉林建筑工程学院学报，2011，4（28）：74-77.

[2]冯立祥.智能照明控制系统在某办公楼会议场所的应用[J].机电信息，2011， 12：201-202.

[3]郭楠.浅谈智能照明控制的优势及在家庭中的应用[J].工业技术研究，2012，3：29-30.

[4]李玉敏.KNX系统在现代楼宇中的节能应用[J].电器工业，2011，7：62-67.

[5]石鑫.住宅小区地下车库照明引导与智能控制设计[J].实用科技，2014，3：226-227.

[责任编辑：杨玉洁]