智慧照明控制系統的特征及在居家、辦公中的應用

　　智慧型照明控制系統是提供各式建筑物高操控性并進(jìn)一步提升建筑物至綠能及層次，是節能與數碼科技交流匯集的核心產(chǎn)品。該系統規模彈性十分寬廣，從小至十余回路的無(wú)主機小規模場(chǎng)合以達數千回路的網(wǎng)路型系統均可遍用。這是因為現代建筑和居室內的照明不僅人們的工作、學(xué)習和生活提供良好的視覺(jué)條件，而且要利用造型光色營(yíng)造出具有一定美感的室內環(huán)境。于是智能照明控制系統應運而生隨著(zhù)綠色照明工程計劃的實(shí)施，智能調控的半導體情景照明系統也逐步得到了發(fā)展。尤其是實(shí)用易用的新一代數碼照明控制系統配合各類(lèi)型建物特性在居家或辦公與商業(yè)或公共空間均可構建出各類(lèi)新型方案。為此本文將對智慧型照明控制系統架構與應用模組和特征作研討，又著(zhù)重對照明控制系統的'智慧'技術(shù)的實(shí)現作分析，并對智慧型照明控制在居家丶辦公與商業(yè)等建筑空間中的應用作介紹。

　　據此，首先對智慧型照明控制系統架構作研討。圖1為智慧型照明控制系統示意框圖。它是使用D-bus總線(xiàn)（一對數據通信2C通信線(xiàn)）路貫穿整體建物，經(jīng)由不同位置裝設的高科技的數碼開(kāi)關(guān)或造型精美款式多樣的各種傳統開(kāi)關(guān)，組合成高科技的控制系統，使用人員可在任一地點(diǎn)控制其他位置的控制輸出裝置。進(jìn)行開(kāi)?；蛘{光場(chǎng)景氣氛控制。使用者亦可經(jīng)墻面的彩色觸控屏幕，至手機上網(wǎng)方式控制；對于各類(lèi)建筑物，系統亦可與各類(lèi)中央監控系進(jìn)行整合連線(xiàn)。

　　1 智慧型照明控制系統方案應用特征與模組的應用

　　從圖1的智慧型照明控制系統示意框圖可看出，整個(gè)照明控制系統通過(guò)D-bus總線(xiàn)方式將各個(gè)組成部件作有機相連，其應用特征如下：

　　*紅外控制模組應配合紅外線(xiàn)感應器使用，白天為常開(kāi)或常關(guān)，晚上由紅外線(xiàn)控制。其中應用了它是一種新型紅外線(xiàn)連鎖控制，本常應用于走道或廁所茶水間場(chǎng)臺，配合節電控制，其本功能必須需搭配紅外控制模組?？梢佬枰O定為下列二種模式之一：平時(shí)為開(kāi)燈狀態(tài)，下達關(guān)命令時(shí)，將跟隨紅外線(xiàn)動(dòng)作延時(shí)；或平時(shí)為關(guān)燈狀態(tài)，下達開(kāi)命令時(shí)，將跟隨紅外線(xiàn)動(dòng)作延時(shí)。

　　*簡(jiǎn)易型觸控開(kāi)關(guān)為彩色觸控屏操作，它與通信傳轉換器配合使用，應與現場(chǎng)回路狀態(tài)同步，同一系統可在多處安裝觸控屏。需要說(shuō)明的是，手機也可以成為遠方遙控器。出門(mén)在外，通過(guò)手機畫(huà)面即可掌握家中的燈光開(kāi)關(guān)狀況或回家前遙控預先開(kāi)啟或屋內的照明。

　　*動(dòng)力設備控制 本功能需配合電磁開(kāi)關(guān)控制模組。注意電磁開(kāi)關(guān)多應用于較大功率之電機設備或空調機或大功率燈組。本系統不僅可控制照明連同空凋或排煙，其送風(fēng)機可一起控制。而四回路定址動(dòng)力控制電模組，可控制及監控四組外接的電磁開(kāi)關(guān)，并是編碼設定，含四組10A電模組，內含12組狀態(tài)接點(diǎn)輸入，為數碼界面、2線(xiàn)式通信。

　　*時(shí)程控制 配合網(wǎng)頁(yè)式時(shí)程控制器在總線(xiàn)上，可以上網(wǎng)方式道行調整時(shí)間表或強制開(kāi)關(guān)。通過(guò)上網(wǎng)方式修改時(shí)程及遙控?？刂品绞讲捎萌航M為單位，不以個(gè)別回路為單位，最多控制10個(gè)群組。而網(wǎng)頁(yè)式時(shí)程控制器功能為：可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)方式連線(xiàn)即可規劃時(shí)程（以周為單位）；它每周可使用2種時(shí)間表進(jìn)行不同時(shí)程規劃；亦可控制對象為12群，控制全棟多區回路，并可通過(guò)網(wǎng)頁(yè)進(jìn)行遠端監視調整設定及遙控某一群；又可獨立操作，無(wú)需依賴(lài)電腦及網(wǎng)路。

　　*遙控器操作 在客廳內或家庭劇院內，手持一只遙控器即可操作所有的設施。包含影音電視、音響、DVD、窗簾、投影機及燈光與空調，其中燈光是空間氣氛最重要的設備，在遙控器上點(diǎn)選[觀(guān)賞]、[休息]、[聚會(huì )] 、[寧靜]、[熱情]、[溫馨]等，營(yíng)造完全不同鳳格的空間感。

　　*配合傳統型開(kāi)關(guān) 傳統型開(kāi)關(guān)造型及材質(zhì)選擇揮多元，便于配合裝修設計需要。傳統型開(kāi)關(guān)便於日后維護更控；配接回路方式類(lèi)似傳統作業(yè)方式。在回路所在燈光附近可以使用傳統型開(kāi)關(guān)配合四回路傳統開(kāi)關(guān)定址電模板或三回路傳憑統型開(kāi)關(guān)界面器組臺，傳統型開(kāi)關(guān)仍可以設為進(jìn)行群控或場(chǎng)景。

　　*調光控制 本功能需配合調光應用模組，當手動(dòng)調整旋鈕時(shí)，燈具跟隨旋鈕進(jìn)行調光，當常有場(chǎng)景命令時(shí)依場(chǎng)景指令。調光應用模組輸出高0-10V,需搭配額外之調光型電子安定器或可控硅。而調光應用模組是配合節能應用或是會(huì )議室、客廳氣氛使用；其位址可設定1-64,有8組場(chǎng)景設定，4組DCO~10V輸出連接調光鎮流器或可控硅，工作電壓為AC 18V/DC 24V,4組O-10vdc輸入端子連接本地調節鈕，數碼界面、2線(xiàn)式通訊，調光應用模組額定容量為300VAC/20A.

　　*日光節電控制 節能應用：戶(hù)外照明強烈時(shí)臨近窗邊或屋頂的燈回路可以自動(dòng)調節較暗，并依據時(shí)間表調節戶(hù)外燈光強度。應與溫度控制開(kāi)關(guān)配合使用。其溫度控制開(kāi)關(guān)功能為超過(guò)一定溫度時(shí)可以通過(guò)D-bus總線(xiàn)發(fā)出特別群開(kāi)或群關(guān)命令，用以控制空調設備供電與否，最道用于空調節能管理，它內含溫度傳感器，控制電源為8A/220VAC.

　　*空調溫度節電控制 也與應溫度控制開(kāi)關(guān)配合使用。它在27℃ 以上開(kāi)始供，電23℃溫度過(guò)低即斷電，正常工作范圍在23℃至27℃之間。節能應用：當室外氣溫到達27℃度以上時(shí)，才開(kāi)放該區之空調供電，當戶(hù)外溫度低于24℃暫?？照{供電。

　　*中控系統整合控制應與通信轉換器配合使用。本系統提供通信開(kāi)放協(xié)定（MODbus），供各型樓宇自控系統整合，可同步回應主系統目前各回路狀態(tài)和接受系統控制命令。其通信轉換器可提供RS485~RS232轉換功能，最大16節點(diǎn)LT定址（回路數64回），具備RS485或RS232界面之D-BUS網(wǎng)關(guān)，通訊速度為9600波特。

　　*多處操作 全系統容許在多處所對指定回路道行操控。在數碼開(kāi)關(guān)上或觸控螢幕上，可以同步顯示對應回路的on/off狀態(tài)，按一次為開(kāi)，再按一次為關(guān)。

　　*場(chǎng)景控制 對指定之各回路決定為開(kāi)或為關(guān)，或預約調光度以營(yíng)造一種空間氣氛。按一次同群組成員為開(kāi)，部份為關(guān)，部份會(huì )調節強度。

　　*群控操作 采用同開(kāi)同關(guān)操作，例如上班時(shí)，按上班按鈕，將所有辦公室及門(mén)廳照明開(kāi)啟，下班時(shí)，再按下班按鈕即可開(kāi)關(guān)。

　　LT4500輸出高0-10V,需搭配額外之調光型電子安定器或可控硅。各分回路通過(guò)設定方式結合為一群組，按一次同群組各回路一齊開(kāi)一齊關(guān)。

　　智慧型照明控制系統除上述應用特征與模組外，還有配平面圓形照明監控軟件、專(zhuān)用定時(shí)器、變壓器及16迥路彈性照明控制器等。

　　于是我了們更要剖析的是在智慧型照明控制系統的'智慧'在技術(shù)上如何實(shí)現的？

　　2 智慧型照明控制系統的'智慧'技術(shù)的實(shí)現

　　當今DSP、16位單片微控制器等芯片均是實(shí)現'智慧'技術(shù)核心的有效選擇，然而從高性?xún)r(jià)比的角度出發(fā)，其Spartan-4 FPGA型芯片是作為智慧'技術(shù)核心的的選擇是比較理想。這是為什么吶？由于現場(chǎng)可編程陣列（field programmable gate array,FPGA）是一種嵌入式IC,使用計算元件可配置矩陣，以硬件的邏輯進(jìn)行軟件設計。與傳統微處理器和DSP的固定計算功能不同，FPGA設備重新布置內部結構以執行計算任務(wù)。FPGA在設計上是完全平行的，因此很多應用子系統可以使用專(zhuān)門(mén)硬件資源，獨立同步運行。在FPGA構造當中，將軟件代碼轉化成高度優(yōu)化的硬件的實(shí)施方法被稱(chēng)作合成。由于可能有多種硬件實(shí)施方法可以滿(mǎn)足要求，FPGA編譯器可以進(jìn)行復雜的優(yōu)化、路徑選擇和確認。設計采用信息流的形式。LED燈光控制系統的主芯片采用Spartan-4 FPGA芯片，片上擁有豐富的存儲器資源和用于實(shí)時(shí)數據運算的硬件乘法器資源，這些邏輯資源為復雜的情景照明控制和智能控制策略提供了充足的硬件基礎，同時(shí)FPGA性能穩定，幾乎不會(huì )出現死機現象。圖2 為Spartan-4 FPGA型芯片在智慧LED燈光系統中應用框圖。