浅谈智能照明系统发展及在工程中的应用
时间：2020-08-05 阅读：219
［摘 要］长久以来，智能照明系统在国内未被得到重视，多数建筑物仍用传统方式来控制的灯光照明，一些智能建筑使用楼宇自动化（ba）系统监控照明，但只能实现简单的区域照明和定时开关功能。相比之下，智能照明系统显示出强大的优势。
［关键词］KNX ；智能建筑 ；智能照明应用
1、KNX系统介绍
随着智能建筑的普及，各种总线控制系统应运而生，促使传统的电气安装系统向智能化、可扩展化方向发展。knx 系统已被成功地适用于酒店、机场、别墅等各种场合。
2、KNX系统的特点
2.1成本低
1)可以轻松实现新功能的修改、扩展和添加 ；
2)根据外界光线自动调整灯具亮度 ；
3)高峰用电时，无关设备自动切断，以保证不超过额定负荷 ；
4)根据每个房间的要求自动控制加热 ；
5)根据作息时间和节假日自动控制照明 ；
2.2更放心
利用红外感应器等各种感应器实现监控，并且设备一般电压为24V，降低火灾风险系数。
1）可以记录和统计系统中设备的使用状态、时间和使用寿命 ；
2）通过手机或网络系统打开系统中的设备 ；
3)监视系统中设备的运行状态并给出错误报告 ；
4)根据外部环境的变化做出反映并调节设备的状态 ；
5)功能的修改通过 PC 软件编程即可 ；
2.3提高生活品质
1)系统根据人体活动、环境的变化进行自动地调整 ；
2)简化操作，完成复杂功能，居家更放心和舒服 ；
3)个性化的系统，系统的状态可以根据自己的喜好进行调整。
3、KNX系统基本原理
knx 技术是传统电气安装技术的一次突破性革命。它具有现场总线技术的核心优势，是当今建筑技术领域现场总线标准之一。
3.1总线传输介质
KNX 总线以双绞线（TwistPair）为通讯媒介。它采用2x2x0.8 的标准 KNX 总线，抗干扰性强。
3.2系统拓扑结构
knx 系统非常灵活，可以按拓扑分层设计和安装。其小的单元是线路，每条线路可连接64 个元件 ；多达15 个线路连接可以通过线路耦合器组合成更大的拓扑单元，称为区域。通过耦合器可以使15个域相连接，可以连接多达14400 个总线元件。根据 knx 标准，每条线路的总线长度为1000米，通过使用中继，可以使用 knx 实现大型项目的智能照明控制。
3.3信号传输
knx 系统中的每个总线元件均是智能控制单元。这些元件通过广播电信号交换信息，实现现场环境感知和各种设备的自动控制。
knx 系统采用串行异步传输方式，采用 csma/ca（载波侦听多路访问 / 冲突避免）技术，使得多个组件同时发送总线信号的同时而几乎不可能丢失信号。
3.4寻址
在 KNX 协议标准中，各种设备定义了两种类型的地址：物理地址和逻辑地址。每个总线元件具有物理地址， 用于标识用于程序配置和下载。
4、控制方式及功能实现
knx 主要有以下几种控制方式 ：
手动控制 ：根据实际需要配置相应数量的现场控制器（如智能开关等），以控制系统的操作。
移动控制 ：安装在公共走廊等部位传感器根据人员和车辆的活动状况，自动开闭相应区域的照明。
恒照度控制 ：根据系统设定的照度值，根据区域内照度的变化，自动开启区域内照明设备的数量，使大厅内照度保持恒定。
场景控制 ：可以根据个人喜好设置不同的照明模式，然后根据设置的照明场景进行切换。
定时控制 ：楼梯间和公共走道的电灯通常在下班时间仍然亮着，通过定时控制可以避免这种不必要的能量浪费。
集中控制 ：在消控的 Elvis 软件平台上显示出电子地图，它可以实时掌握建筑物内设备的运行状况，并及时调整，从而达到节能的目的。
5、智能照明与传统照明系统的比较
控制方式的比较 ：
①传统的控制采用手动开关，手动开关须始终打开或关闭。
②智能照明控制采用弱电控制，以弱控强，控制功能强大，高度自动化。通过场景的预置，只需一个键即可启动，还可以通过 APP 或者遥控器等各种方式控制。
控制效果的比较 ：
①传统的控制形式单一，只有开和关 ；
②智能照明控制系统采用调光模块，在不同的使用场合产生不同的照明效果，营造不同的氛围。
管理方式的比较 ：
①传统控制是人工管理 ；
②智能控制可以对能源管理实现自动化，只需用一台电脑便实现对整个项目的管理。
通过上述的比较，并结合工程的投资、实施及运行结果可看出，智能照明系统有可靠，经济的优势。
6、安科瑞智能照明控制系统
安科瑞Acrel-Bus 智能照明控制系统，是基于 KNX 总线技术设计的控制系统。KNX 总线技术起源于欧洲，是在 EIB、Batibus 和 EHS 这三种住宅和楼宇的总线控制技术上发展起来的，其中 EIB（European Installation Bus，欧洲安装总线）是该总线技术的主体。 Acrel-Bus 智能照明控制系统采用标准的 2×2×0.8 EIB BUS 总线（即 KNX 总线）作为总线线缆，将所有的智能照明控制模块连接到一起并组成一套完整的控制系统，即可实现照明灯具的远程集中控制，又可实现就近控制功能。该系统理论连接控制模块数量达 58000 多个。安科瑞智能照明控制产品种类齐全，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、触摸屏、手机、平板端等多种控制终端实现灵活多样的智能化控制，特别适合于各类智能小区、医院、学校、酒店，以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明系统。
产品分类 | 型号及对应名称 | 主要功能 |
电源 | ASL100-P640/30 | 总线电源模块，为 KNX/EIB 系统标准供电电源，该模块可为与其在同一支线上的其他控制模 块进行供电。 该电源模块输入端接入普通的市电回路，输出端使用 KNX 总线线缆将其他模块接入系统中。该电源模块不仅可以为总线提供电压，耦合总线信号，并且监测 KNX/EIB/系统的电压。另外该电源模块还会提供一个 30V 的辅助直流电压，为其他的外设(如触摸屏幕、IP 网关等)提供电压。 |
开关驱动器 | ASL100-S2/16 | 该系列开关驱动器，有四路、八路、十二路三种型号可选择。该模块是用于对负载进行开关 控制的驱动器，具有手动操作开关、开关延时设 定、状态反馈、总线电压断开和恢复后继电器开 关状态的设定，还具有场景开关、阈值开关等功能。 |
ASL100-S4/16 | ||
ASL100-S8/16 | ||
ASL100-S12/16 | ||
调光驱动器 | ASL100-SD2/16 | 该系列 0—10V 调光驱动器，有两路、四路两种型号可选择。该模块既可以对负载进行开关 控制，还可以输出 0—10V 调光信号对具有 0-10V 调光接口的灯具进行调光，此外该模块还可通过 设置实现预设控制、场景控制功能。 |
ASL100-SD4/16 | ||
ASL100-TD2/5 | 可控硅调光驱动器，既可以对负载进行开关 控制，还可以对支持可控硅调光的灯具进行调光 此外该模块还可通过设置实现预设控制、场景控制功能。 | |
智能面板 |
ASL100-F1/2 | 该系列智能面板有一联两键、两联四键、四 联八键三种选择。该系列面板使用标准接线端子 和 KNX 总线线缆将面板接入系统，无需额外的供电模块。 该系列智能面板通过弱电控制强电，避免智能面板直接控制强电存在的危险。 该系列智能面板可通过区分按键短按长按并结合不同参数设置实现开关控制、调光控制、百叶窗控制、场景控制、数值发送控制等功能。 |
ASL100-F2/4 | ||
ASL100-F4/8 | ||
二合一传感器 | ASL100-T2/BM | 该系列两通道传感器，分别探测人体移动（物体移动）和光照度，将感应的信号处理后传 递给其他控制模块（如调光驱动器、开关驱动器等）并实现相应的自动控制功能。 |
ASL100-T2/BR | ||
输入模块 | ASL100-DI4/20 | 干接点输入模块，通过外部输入或(和)手动操作按键来控制驱动器的动作。该模块自带 20V 的 DC 输入信号，因此无需外部电压输入，当检测到外部干接点信号输入时，模块可根据功能设 定向总线发送相应的报文。 该模块的功能设定主要包括：四路开关信号，调光功能，窗帘功能，数值发送，场景控制， 顺序发送，计数功能，多重操作功能。 |
ASL100-WI4/230 | 湿接点模块通过外部输入或(和)手动操作按键来控制驱动器的动作。该湿接点模块支持12V~230V AC DC 电压输入。当系统检测到外部有源信号输入时，模块可根据预设功能向总线发送报文。 该模块的功能设定主要包括：四路开关信号，调光功能，窗帘功能，数值发送，场景控制， 顺序发送，计数功能，多重操作功能 |
7、前景展望
现在中国市场上，ABB、SchneiderElectric、Siemens、Legrand 等公司都推出了 KNX 智能照明控制系统的产品。由于 knx 系统的开放性，国内如视声电子等众多厂商也在探索将 knx 网关产品来实现应用互联网的远程实时监控功能。在万物互联时代，knx 系统具有广阔的空间和发展潜力。
参考文献
【1】KNX 协会《. KNX 系统设计手册》ABB 公司《. ABBI-bus 产品手册》.
【2】程 胜.浅议KNX智能照明技术及在工程中的实际应用
【3】安科瑞企业微电网设计与应用手册.2019.11版