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摘要：建筑物电能消耗极大，特别是工厂类建筑，在能源节约型社会发展的背景下，有必要探索可行渠道降低电能消耗。无源无线智能照明具有良好的节能效果。本文简要介绍了无源无线智能控制系统，分析了该系统的应用价值，同时从某工厂的应用实例中分析了该系统的应用效果，从软件、硬件等设计方面阐述了有效应用该系统的方法，以供相关人士参考。
关键词：无源无线；智能照明；控制系统；建筑节能
引言：
智能照明控制系统实现效果直接决定建筑物内灯具设施的应用质量，对工厂工作人员、建筑大楼办公人员工作质量、效率也有重要影响。随着我国国民生活质量的提高，人们越发需要高舒适度的照明保障。在全力推进建设能源节约型社会的今天，在满足人们需要的同时，应当尽量做到节能降耗。无源无线智能照明控制系统既能满足人们需要又能够实现节能降耗，具有研究价值。
一、无源无线智能控制系统介绍
该系统具有数字化、模块化、分布式等特点，属于总线型控制系统，各个模块分摊了系统功能。CPU、模块相互间通信以此保证控制功能顺利实现。系统根据建筑物区域功能、亮度、时间等自动化控制照明。
二、无源无线智能照明控制系统应用价值
在建筑节能中使用无源无线智能照明控制系统具有下述价值。第一，智能控制照明设备，建筑物中的照明设备能够自动运行，系统根据建筑物亮度情况自动开关照明设备。此外，当有人员到达较暗区域时，该区域照明设备自动开启，在无人区域照明设备自动关闭，大大节约了电能消耗。第二，延长了照明设备使用寿命，照明设备损坏的原因之一是设备长期高耗能，持续高电压导致设备使用寿命不断下降。与此相对的是，低电压可以延长设备使用寿命。智能照明控制系统包含软关断技术能够避免设备受到高电压冲击，既延长了设备使用寿命，又能够避免反复更换电气设备[1]。第三，安装与使用均十分便利，无源无线系统照明产品安装不需要挖沟、开槽等施工，减少了人工与材料成本。客户可自行决定开关的位置、设备与开关的配置等，客户本地、远程均可控制设备。第四，智能控制系统兼容性强，可以与相关产品互换使用，支持包括Bacnet、Lonworks等智能建筑控制技术，还可以与BA系统、监控系统等联合使用。第五，运维成本低，智能照明控制系统支持智能化管理，可以迅速吸收现代化管理理念，提高管理质量，并有效降低后期维护费用。
三、建筑节能中无源无线智能照明控制系统的应用分析
（一）从应用实例论应用效果
工业园区某工厂建筑，建筑面积15260
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，照明系统位于能源中心一、二两个厂房中。系统由控制柜、传感器、灯具等组成。其中，能源中心一中存在7台控制柜与3个照明控制器，能源中心二中存在4台控制柜与2个照明控制器。灯具包括防水荧光灯、格栅灯等共计571台。其具体应用如下。
本地控制时，使用时间控制器控制全部继电设备进而实现对灯具启闭的控制。在使用前需要编辑时间控制器程序，例如，厂房在8.5h-16.5h有工人工作，设置在该时间段全部灯具亮起，其他时间关闭。同时还可以在控制器上安装人工调节开关，加班时可人工开启，例如，个别消防演习、检修等区域存在8h以外工作情况，在这些区域加设手动控制器。对于部分需要长期照明的区域则通过设置控制系统硬件，使其持续接通。时间控制器可以采取改装接线的方式融入到系统中，根据照明需要编制智能灯具开启与关闭时间。在此过程中，可以使用JAVA程序构建虚拟厂房，模拟灯具使用情况，分析不足，并作出相应的调整。需要注意的是，照明控制系统是实现智能照明的基础，因此，每台控制柜都应当有特定的IP，以保证对每个区域及其灯具的有效控制。
本工厂厂房原设计用电负荷是37kw，采用该控制系统后1d耗能处于18-22kw之间，且该智能控制系统不仅大大节约了电能，还减少了整个工厂的维护管理费用，具有显著成效。
（二）从软硬件论系统有效应用
本文在这一部分结合药厂应用，实践探讨如何创设具有实际应用效果的系统。主要包括时间控制、超声波控制照明、红外感应，并达到节能效果。另外，该药厂中饲养各类小动物，考虑到它们的习性，如作息、色温、光敏感性等，拟设计其开灯、熄灯时间及模拟日出日落的照明控制系统，此系统有效降低饲养员繁琐工作，极大提高工作效率。作如下分析。
1.系统应用概述
计算机通信技术在建筑物中应用非常普遍，尤其是智能建筑建设期间，大大提高了建筑物的节能性、高效性与舒适性[2]。该部分主要介绍怎样的照明系统设计能够保证其照明功能实现的同时发挥节能作用。根据照明系统控制需求的不同分为单灯控制与集中控制两种。系统集中控制区域包括集中开灯与熄灯，由开关、显示屏、传感器、控制面板等组成。系统总体结构包括上位机，收发协调器与节点，单片机，信息采集电路与执行电路，节能灯具。本控制系统通过节点、无线通信、调光控制、远程控制四个部分可以充分实现对区域光源的管理。运行原理是，系统通过红外感应设备感应到电路信息，信息经由系统内部作用会逐步传输到单片机，直至传输到控制模块，然后控制模块传递开灯/熄灯的指令。该控制模块即为系统的上位机，它具有自行传达指令，开启/关闭灯具的作用。能够弥补传统照明系统效率低、能耗大等不足，同时该系统还能够在对建筑物内灯光进行控制的同时发挥节能功效。
2.基于硬件功能视角
选用经济、节能的控制装置，要求装置带有采集、设置、处理、执行等功能。该控制模块包含光照闯敢、红外传感器、超声波感应仪、LED光源、继电器等部分。传感器感应到光照信息后会将其传输到控制装置中进行处理，信号会生成与其相对应的脉冲信号，进而实现对亮度的调节，具体作如下分析。本系统主要依托于单片机实现控制功能，它属于微控制器，具有耗电量低的优势。其中包含的存储设备能够存储至少8K的信息，可有效防止在应用设备过程中，出现信息阻塞问题。可以通过编程更改单片机内容，也可以采用常规编程技术。单片机芯片内设8位处理器，与Flash兼容，因此，也可以有效在控制系统中将二者融合。单片机具有下述功能：时间控制、存储信息、控制开灯、熄灯等，在熄灯状态下，系统可以自动转化为空闲模式，此时处理器停止运行，如果系统突然断电，其相关信息可以自动保存为历史信息。红外传感器属于转换装置，具有采集与输出信号的功能，一般情况下，传感器硬件包括转换器与敏感元件。能够采集所种形式的信息，例如，生物信号、物理信号等，通过计算机通信可以实现信号的传输。敏感元件属于关键，它主要负责感应外界信息。本系统包括传感器与敏感元件。灯管驱动电路包含隔离式与非隔离式两种，本研究核心器件是MOSFET。本电路具有器件少、安装简便的优点。对于非隔离，它主要指输入端与输出端之间连接，能够将电源高压直接导入到荷载端口，因此，在该端口必须使用绝缘薄膜，同时做出提示，避免人员触电。为了避免非隔离的不安全性，本研究主要采用隔离式无源无线电源，该电路较为复杂，需要把变压器运用到输入端与输出端。继电器广泛应用在控制系统中，包含主动控制与被动控制两部分，即输入与输出回路。继电器能够显示出电流、温度、速度等信息，既可以控制电源开关，又可以实现耦合隔离。本系统采集解析数据后指令反馈到继电器，实现对灯具的控制。
3.基于软件功能视角
系统总体结构设计与硬件均准备就绪后，就需要根据《建筑照明设计》与建设物照明需求进行精准运算，确保系统顺利落实。智能控制系统应当实现下述功能，第一，单灯控制，在实现灯与灯通信的基础上，通过有效的信息传输实现对各个灯具的控制，该控制方法适用于建筑物相距较远的区域应用。第二，信息采集，设备终端能够采集不同信息，还可以了解到灯具实际情况，包括运行时间、温湿度等，设备发生故障可以立即报警[3]。本系统控制其节点具有灵活性，不论是哪一种情况，都需要率先判断节点状态，并进行解析。路由与终端节点也需要进行软件设计，硬件只能够对其进行简单处理，软件设计如下，首先，控制器检测到数据帧，做出是否可接受的判断，但若存在格式问题则直接抛弃；然后，若可以接受则分析数据帧含义，主要分析其命令段；最后，执行命令并等待下一个指令。主控包括通信、无线服务、无线传输等，包含过流过压、区域变压等控制内容，这些均能够在LPC1768主控模块中实现。本系统均选用使用C语言编辑，具有兼容性、延展性，具有较高的灵活性，且功能齐全。在实现单灯控制的基础上，还能够对药厂灯具进行集中控制，控制器同样具有信息传输功能，处理信息。在集中控制中需要做好下述三方面工作，第一，监测GPRS板块是否顺利接收了中央处理器传达的信息，如果接收无误则将分析结果传达以口令的方式传递给PLC中保存，PLC判断并执行命令。第二，检测数据采集情况，成功采集数据是发挥系统功能的前提，若成功则如“第一”所示进行下一步工作。第三，根据灯具使用时间灵活控制灯具，主控能够更改信息。比如根据动物在不同时期的成长状态以及对光的敏感度，可以通过协调器更改灯具使用时间。此外，系统运行期间，能够对全网进行监督与管理，主要用于后期的调试中。在系统正常使用期间不需要应用协调器，其功能由总机实现。
结论：
目前，我国建筑物智能照明系统还处于发展阶段，研发人员相对不足，照明节能水平与发达国家还具有一定差距。但是随着社会对其关注度的上升，我国照明节能效果也在不断提高之中。根据本文研究未来智能照明系统将成为建筑物应用热点，希望本文抛砖引玉，为后续研究提供借鉴。
参考文献：
[1]刘尚伟.智能照明控制系统的应用现状及发展趋势[J].绿色环保建材，2019（09）：238+241.
[2]冯岩明，霍东东，孙玮晨，等.智能照明系统调试阶段节能方案探究与应用[J].安装，2019（02）：43-45.
[3]武文龙.智能照明控制系统在电气照明节能设计中的应用分析[J].住宅与房地产，2018（21）：92.