节能型智能照明控制系统

陈俊良

[摘    要]节能型智能照明系统作为目前在电力照明节能中比较先进的一种技术手段，通过降低照明能耗来缓解我国电力资源的消耗。智能照明系统优势在于精准控制，相对于传统照明系统，智能照明系统无论是灯具摆放位置、灯光角度、光源强弱都具有十分充足的调整空间。

[关键词]能源;节能型;智能照明控制系統

[中图分类号]TP27 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）11–000–02

Energy-saving Intelligent Lighting Control System

Chen Jun-liang

[Abstract]Energy-saving intelligent lighting system is currently a relatively advanced technical means in the energy-saving of electric lighting， reducing the energy consumption of lighting to alleviate the consumption of power resources in our country. The advantage of intelligent lighting system lies in precise control. Compared with traditional lighting systems， intelligent lighting systems have ample room for adjustment in terms of lamp placement， lighting angle， and light source strength.

[Keywords]energy; energy-saving; intelligent lighting control system

中国作为世界人口大国之一，需要保障十几亿人的生活生产需求，对各类资源的消耗是巨大的。19世纪60年代的一场经济革命结束了传统的蒸汽工业，促成了电力的大规模应用，电力资源成了支撑一个国家发展的重要资源。近些年，中国对电力需求量和消耗量与日俱增，火力发电作为主要电力生产源占发电总量70 %，对煤炭、石油等资源消耗巨大。与此同时，能源分布不均，远距离输送电量成本高。对电力资源的节约可以从照明方面开展，降低照明能耗可应通过应用节能型智能照明系统，用于缓解电力消耗量巨大的情况。

1 节能型智能照明系统

节能型智能照明控制系统是指运用先进电磁调压和电气传感技术，通过改变照明电路中不均匀负载电流所产生的额外功率，或增加功率因素;从而改变电路中不对称附加电流所产生的附加功率，减少照明和线路中的工作温度;以实现优化供电为目的之照明系统。节能型的智能照明控制系统通常具备以下优势。

1.1 照明的自动化控制

该系统的主要特点是现场控制。同一个房间里可能有几个光圈。调整每个圆圈的亮度后，将某一灯光氛围称为场景，可以预设不同的场景，并且在改变场景时可以预设眩光和失明时间，光线变化平缓。时钟控件，在每天日出和日落后或根据时间规律使用时钟控件更改灯光显示。使用不同的传感器和遥控器实现自动灯光控制。

1.2 美化环境

室内照明利用不断改变的场景来提高室内环境的艺术效果，提供立体、多元的感受，营造一种舒适的室内环境，促进人的身心健康、愉快心理，大大提高工作积极性和效率。

1.3 延长灯具寿命

影响灯管寿命的主要因素是热电流和冷冲击。LT系列中的智能调光器还拥有限制输出电流的保护功能，即当净电流大于220 V的最高电流时，调光器就会自动将输出功率调节至220 V。当电灯泡冷连接时，会形成相当于额定容量5～10倍的热脉冲电流，影响灯具的使用年限。智能调光控制器通过慢速进、进、出的调光控制系统，可以防止灯泡受到过冷影响，从而延长了灯泡的使用寿命。

1.4 节约能源

光传感器也用于手动调节光速，以实现节电效果。对于移动传感器，当有人进入传感器的识别范围时，光线会增加，当移动传感器的感知范围内没有人员出现，光传感器会自主调节区域内的光线强调，已达到节能的目的。光线太低或者“永恒之光”太低，都无法达到节能的目的。例如，为了节省电力损耗，曾经有一家酒店使用一盏50 W的节能照明装置用于代替室内全部灯光，用于降低电力成本。结果是节能灯具的光线强度不够，使室内光线变得更加昏暗，降低了酒店客人的居住体验。

1.5 照度及照度的一致性

使用强度传感器可以保持内部照明的固定。教室里窗户和墙壁的光度应该是一样的。传感器可以安装在窗户和墙壁上。外部光线强的话，系统会自动减少或关闭窗口的光。如果外光减弱，墙壁传感器就会调节墙上的光的亮度，传感器会根据感知信号，用事先设定好的照明值调节光的亮度，通过将智能调光系统控制到一个相对水平，可以创建照明强度的新的和旧的不一致，从而达到设置照明强度稳定和节能的目的。

1.6 综合控制

每个照明电路的当前工作状况、场景设定与变化，以及整个系统控制、情况下产生的错误信息等，都能够利用计算机对整个系统实施监视。利用网关系统端口和串行接口，就能够联系到建筑的防火控制系统、安全系统及其他控制系统。而智能照明控制器LTNET一般由DIM模块、开关电流模块、现场控制系统、传感器以及编程者等构成，把这些具备自主管理功能的模块链接在计算机数据指南上，即可组成自己的照明控制器，从而完成对照明控制系统的所有智能监控、自动控制。

2 节能型智能照明控制系统原理分析

2.1 节能型智能照明控制系统简介

照明是一个巨大的电力消费群体，照明用电量约占总发电量的12 %公法，每年增长5 %。对于某些照明时间，照明更长多个地点的机构，如学院和大学，预计将有照明能耗约占总耗电量的30～40%，照明的节能潜力很高。当前我国大多数道路照明系统没有采用监测和网络管理，也没有考虑到这一点。有关环境照明、天气、路段和交通流量等因素的真相只能是该地区该装置对照明设备进行简单的开关验证。有效操作和维护需要对照明系统中的所有灯具进行有效监控;它可以远程控制开关和完成照明，并可以远程检测故障。电流照明节能研究主要体现在两个方面：①光源革命，，节能是对传统节能光源的逐步替代，具有光效高、使用寿命长的特点。该光源光效低，寿命短。②照明的智慧控制系统。一方面，将计算机和自动控制技术相结合的产物，使信息技术和通信技术相结合应用于灯光管理，实现灯光控制系统的智能化;另一方面将环境照明、气候、光区功能、时间管理和照明控制系统等因素融合一起，有效控制灯光系统。

2.2 节能型智能照明控制系统工作原理分析

智能灯光控制系统产品主要涵盖了智能灯光控制器、以数字方式可访问的LED驱动程序、灯光发出设备等。通过先进的电磁电压调整和电子传感技术，可以改变灯光电路中不对称负载所产生的功率因数损失，从而提高光逆变效率，降低灯具和集成电路中的工作温度，完成灯光控制器的电源优化。其优点是在控制照明系统时，能够启动或禁用单个照明的功能、dims等。如果可以控制时，它还可以限制多个照明组的组合，这也是一种很实用的方法创建不同的照明设备气氛成一定的组合。个性化照明设置通常是免费的，以维护眼睛。

2.3 节能型智能控制系统设计

（1）主管理系统：系统使用通用计算机作为主控制中心，通过RLINK通信设备与网络进行通信。主管理系统可以对下属服务器进行控制、管理和监控。本地网络计算机也可以通过中央管理执行监控功能。

（2）RLINK通信装置：主管理系统与下属网络系统的服务器通信节点实现不同频率的信号转化，通信装置具有自我管理、自我诊断的功能。

（3）照明控制器灯光控制器：由管理模块电路、驱动模块电路，以及灯光专用的自锁继电器构成了节能型智能照明控制器的核心技术。独立的照明管理控制器既能够自主操作，也能够经由国家监管中心的大数据分析监管控制系统。控制器的工作并没有由于主中心的信息中断而终止。照明控制器规格多种多样，单个控制器最大可以管控48条支路线圈，主控中心连接控制器的最大数量为500条。

（4）可编程开关：可编程开关：智能低压开关，有很多种不同的型号。开关本身使用了24 V的安全电压，无气体泄漏风险，且开关在运行期间无点火和电弧产生，可以确保安全。可编程开关的各种按键控制器的回路均由电脑编程，同一個按钮可以操作多条电路，组合方式可根据具体情况而任意变化，操纵方式灵活而简单。

（5）动态传感器：根据红外线感应原理或超声波原理，自动检测房间内是否有人，并向控制器发送信号，实现动态控制功能。

（6）照明感应器：核心部件为耦合器，通过捕捉外部自然光源的照度来适应室内照明亮度，实现智能检测和智能适应功能。

3 节能型智能照明控制系统发展前景

3.1 节能型智能照明控制系统应用场合

节能型智能照明控制系统应用场合包括以下几个方面：①大型购物中心、超市、广场、智能社区;②学校、医院、办公室、酒店、银行;③建筑立面景观照明、泛光照明;④车间和仓库;⑤数据中心及电脑室;⑥机场、地铁站、高铁站、桥隧、停车场;⑦福利机构，展览厅，文娱中心及其他地方;⑧博物馆、图书馆、体育场馆、文化中心和文娱中心等大型公共建筑项目的照明系统。

3.2 节能型智能照明控制系统发展的重要性

电力能源在国民经济发展中具有十分重要的战略地位，作为国民生产生活的支柱性能源，电力资源缺少大量制备的手段，仅靠单一的火力发电势必会造成二氧化碳排放量的增长。工业化、城市化的飞速发展，日益严峻的环境恶化问题不容忽视。因此，国家非常重视节能技术和节能产业的发展。节能型智能照明控制系统可以大幅降低照明能耗，缓解电力资源缺失的问题。

3.3 LED照明行业的发展为节能型智能照明控制系统打下基础

LED照明技术是智能照明的基础。LED灯具有其他灯具无可比拟的优点，如体积小、高亮度低热量、环保、可控性强等，目前正广泛应用在各照明领域中。2011年11月14日，国家发改委等五部委发布了“中国逐步淘汰白炽灯路线图”，计划从2016年10月1日开始，禁止进口和销售15 W及以上普通照明白炽灯。同时，LED照明产品成本不断下降，其正在逐步替代传统照明产品，成为家居、商业、工业、户外照明的主力。2019年，中国LED照明市场规模达到6 823亿元，LED照明产品渗透率达到76 %。智能照明市场规模不断扩大，随着消费者对照明光效、个性化照明、节能环保等要求的提升，智能照明作为最行之有效的解决方案，将成为行业发展的必然趋势。此外，近年来智能家居需求不断增长，智能照明作为智能家居的切入点之一，受到照明企业以及智能控制企业的热捧。2019年，中国智能照明市场规模约为231亿元，同比增长约25 %，逐步驶入“发展快车道”。

4 智能照明系统占据大部分市场份额

从产业构成上来看，智能照明产业主要为智慧灯光控制系统，约占据了整个销售市场份额的90 %，而照明系统和相关配套产品占比则为10%。目前，智慧照明已经开启了产业长期发展空间，LED智慧照明产业的ASP与附加值都将得以提高，其长期发展空间将远大于传统灯具产业，快速替换期过后的长期发展动力来源将得到缓解。

5 结束语

随着5G商用以及新业态的布局，智能产业迎来了很好的发展方向，智能照明单品迎来了爆发式增长。而互联网时代使中国智慧照明产业开启了新的快速增长。从市场需求角度看，由于智慧灯具对传统照明市场的替代效果，将会极大刺激对智慧灯具市场的需求，对智慧照明产业最具有吸引力的市场"大蛋糕"已逐渐显现，据预测2025年中国智慧灯具的市场规模将超过千亿元。

参考文献

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