科普：智能照明在商用行业的研究与应用

摘要

随着光源与灯具的不断发展，以及智能化技术日趋成熟，商用智能照明系统已经向智能化发展，既提高了行业整体技术含量又增加了产品服务的附加价值。商用照明系统智能化应用体现在全自动调光、自然光源利用、照度一致性控制、光影环境场景智能切换、运行节能、延长光源寿命等。

关键词：商用、照明、智能

01  前言

随着智能手机的广泛使用，“智能”这个词的概念在人们的生活中逐步被普及和认可。在照明领域，智能照明控制也被广泛地接受，曾经绿色照明工程将近三十年都没有完全实现控制系统的普及化，在智能照明出现后，一夜之间几乎成为了照明系统的标配。

02  商用照明的需求与表现形式

商用照明智能化的需求

商用场所的照明系统除基本的照亮功能外，目前主要还有3个关键需求：

（1）实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。

智能照明控制系统对能耗的降低效果非常明显，平均节能效果可达47%。其中节能显著的是仓库，可以节能82%；对于办公场所，节能效果则可达63%。

（2）照明设计。

照明设计通过各种层次、焦点、明暗、光色，以及单灯、群组的开关或调光等来实现陈列产品艺术的表现、空间的营造、氛围的切换效果。照明设计需要对技术和艺术进行适当组合，既要考虑到各种标准，如照度、均匀性、眩光、功率密度等，也要考虑视觉艺术效果，同时还应满足安全、节能、环保、维护方便等需求。

（3）健康舒服。

建筑物不仅保护着人们的安全，也影响着人们的健康。2020年9月，国际WELL建筑研究院（IWBI）向全球正式发布了《WELL健康建筑标准（第2版）》（WELL V2），该标准包含一套以科技研究成果为支撑的策略，旨在通过设计措施、运营制度和管理系统培养健康文化。

商用智能照明系统的表现形式

商用智能照明系统在灯具端主要通过开关、调光、调色三种方式实现。但在系统内部，则应用了光源、电气、微电子、计算机、自控、通信、网络等多种技术手段。一般商用空间采用智能照明控制系统，主要是为了方便管理和节能，除了根据时间制定照明开启关闭的计划，加入调光能更丰富定时控制计划，进一步降低能耗。

商用智能照明系统的功能

商用智能照明控制是基于计算机技术、自动控制、网络通信、现场总线，嵌入式软件等多方面技术组成的分布式控制管理系统，来实现照明设备智能化集中管理和控制，具有定时控制、联动控制、场景模式、远程控制等功能，控制方式智能灵活、从而达到良好的节能效果、有效延长灯具的寿命、管理维护方便、改善工作环境和提高工作效率；为现代化智能照明行业提供科学管理水平、节能减排、精简人员、节省运营成本和提高服务质量的一套完整信息化建设及智能控制的系统解决方案。

03  智能照明系统构架

智能照明控制系统包含：开关控制、采集器、网关、传感器和智能面板。开关控制器、传感器、面板通过智能照明总线（超六类屏蔽网线）连接到采集器，通过网关与智能照明上位机软件进行通讯，实现控制功能。

智能照明上位机软件也可以转发至综合能效管理系统平台。

开关控制器

开关控制器负责收集、处理和分发照明控制信息到总线上，用于翻译和处理控制指令。在现场，它们以既定的可编程的规则来管理输入信号和灯光输出。通过使用通信协议，系统可以方便地进行增强和扩展，以适应不同的照明应用需求或建筑面积。主控制器之间和照明服务器多数使用以太网络进行通信，跨系统的联动由以太网对接进行数据交互。

智能面板

智能面板是用来接通和断开照明线路电源的一种低压电器。面板不仅是一种家居装饰功能用品，更是照明用电安全的主要零部件，其产品质量、性能材质对于预防火灾、降低损耗都有至关重要的作用。在照明控制系统中，通过对单灯的开关控制组合实现某种控制策略。

传感器

输入设备里，传感器也是智能照明系统中不可或缺的器件。传感器技术以信息的获取与变换为核心，是拓展信息资源的源头，具有将计算机、通信、自动控制技术衔接为一体的关键功能。传感器主要分为以下类型：

（1）照度传感器

照度传感器可以用于照明，根据空间自然光水平控制人工照明开关或者进行调光，以监视能源消耗，同时不影响视觉效果。

（2）红外传感器

自然界的物体只要温度高于-273℃,总是持续向外发出红外辐射。物体的温度越高，其所发射的红外辐射峰值波长越小，发出红外辐射的数值越大。当人进入感应范围时，红外传感器探测到人体红外光谱，自动接通负载，只要人不离开感应范围，便将持续接通，一旦人离开后，延时自动关闭负载。

（3）微波雷达探测器

微波雷达传感器原理是，发射机产生低功率微波信号，并通过发射天线辐射到空中，接收天线接收物体的反射回波，在接收机中进行放大、混频等射频处理，并输出中频信号，经雷达信号处理，解析出测量结果。

雷达感应相对于声光控制和红外外感应的控制方式，具有更多优点。它具有抗射频干扰能力强、不受温度、湿度等影响，能够同时实现感应和外观的完整性。

网关

网关是一种适用于照明系统的网络互连设备。网关在网络层以上实现网络互连，适用于两个高层协议不同的网络互连。网关既可以用于广域网互连，也可以用于局域网互连。在使用不同通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关起到翻译器的作用。

04  结束语

节能、健康、美观是商用智能照明系统的关键需求，也是衡量商用照明系统的优劣的关键指标。

山东科普电源系统有限公司主做江森和台达的智能照明系统，产品种类齐全，方案完善。用户可通过控制面板、人体感应、照度感应、微波感应、上位机系统等多种控制终端实现灵活多样的智能化控制，已在智能小区、医院、学校、酒店，以及体育场、机场、隧道、车站等大型公建项目中有许多成功案例。

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技术指导：孔祥保                编审：马莉