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基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)功能解析

2017-02-28 09:18:03林美何文孝
科技資訊 2016年28期
關(guān)鍵詞:智能照明ZigBee技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

林美 何文孝

摘 要:隨著科技的發(fā)展,基于網(wǎng)絡(luò)的智能家居概念已經(jīng)逐漸取代傳統(tǒng)的家居行業(yè),文章通過理論和實踐相結(jié)合,重點研究了智能家居領(lǐng)域中的智能照明系統(tǒng),該系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合傳感技術(shù)、ZigBee無線技術(shù)、嵌入式技術(shù)等實現(xiàn)一種安裝簡單、方便、低成本、低碳節(jié)能和易于擴展的智能家居照明控制系統(tǒng),適用于家居、辦公、攝影、交通以至智能城市層面,改善了人們?nèi)粘I睢?/p>

關(guān)鍵詞:智能照明 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) ZigBee技術(shù) 傳感技術(shù)

中圖分類號:TM76 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)10(a)-0001-02

十年前,網(wǎng)絡(luò)還是個新鮮的事物,十年后的今天,互聯(lián)網(wǎng)生活已經(jīng)全方面進入了人們的生活,隨著自動化與智能技術(shù)的日趨成熟,智能家居必將成為人們今后的生活必需,該文主要研究對象為智能家居中占重要位置的智能照明系統(tǒng),它在同一場合,針對不同時段、不同目的的用戶對照明的差異需求,對照明系統(tǒng)進行智能控制,系統(tǒng)所要達到的目的是節(jié)能、方便、高效、安全。采用“物聯(lián)網(wǎng)+照明”的模式運行,為燈具裝上感應(yīng)器,采用ZigBee技術(shù)構(gòu)建局域網(wǎng),繼而連接物聯(lián)網(wǎng),可發(fā)揮數(shù)據(jù)傳輸功能、燈光調(diào)節(jié)功能等,適用于家居、辦公、攝影、交通以至智能城市層面,以改善日常生活。

1 項目研究目的

1.1 理論與實踐意義

一方面,智能燈具系統(tǒng)加上了物聯(lián)網(wǎng)的概念,在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下,室外成員可以利用上網(wǎng)工具例如手機等通過連接互聯(lián)網(wǎng),對照明系統(tǒng)下的照明工具進行遠程操作,利用情景感知技術(shù)提供一種人與家居、環(huán)境的自然交互[1],顯而可見,基于物聯(lián)網(wǎng)的智能照明系統(tǒng)必將為用戶帶來全新的生活方式,成為未來室內(nèi)生活的主角。

另一方面,區(qū)別于傳統(tǒng)燈具的不安全性、功率消耗大、光亮固定化,智慧燈具系統(tǒng)完全改變了此格局,加上傳感器預(yù)警,實現(xiàn)特定場合亮度控制減少功率消耗,還能保護眼睛,可用網(wǎng)絡(luò)操控等特點,給用戶帶來方便及安全,智能照明的出現(xiàn),為LED市場提供了良好的發(fā)展趨勢和技術(shù)平臺[1],也為人類生活創(chuàng)造了更加環(huán)保、節(jié)能、舒適、安全、綠色的生活環(huán)境。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前燈具科技的發(fā)展,LED燈具成為目前燈具市場的主力軍,但智能化的家居產(chǎn)品技術(shù)在全球也只有少數(shù)公司企業(yè)掌握,除了上游的國際品牌,在國內(nèi)沒有一個LED照明品牌有領(lǐng)先地位和創(chuàng)新技術(shù),在中國內(nèi)地,用戶仍局限于傳統(tǒng)燈具的手動開關(guān)、固定亮度,只唯一突破了傳感功能,相對于國外以及國內(nèi)沿海城市LED顯示市場發(fā)展滯后很多。

隨著社會對智能化要求的提高,LED市場正在尋求與物聯(lián)網(wǎng)融合,兩者優(yōu)勢互補形成有效的市場環(huán)境。

1.3 智能控制系統(tǒng)的優(yōu)勢

和傳統(tǒng)照明相比較,智能照明很大程度上改善了傳統(tǒng)照明的缺點,并且添加了許多功能,給予用戶更好的生活方式、更舒適的生活條件,智能照明系統(tǒng)擁有以下優(yōu)勢。

1.3.1 延長燈具壽命

通過軟啟動功能,避免大電流和燈光突變對燈絲的沖擊,能夠使光源壽命延長2~4倍,有效延長燈具壽命,對于一些大量使用光源和安裝困難的區(qū)域有更突出的作用[2]。

1.3.2 可觀的節(jié)能效果

通過照明系統(tǒng)的燈光調(diào)節(jié)功能,全開全關(guān),以及場景控制功能,極大地改善了對供電的耗費,利用最少的能源保證最舒適的燈光效果,既降低了用戶的電費支出,減輕了供電壓力,還有效地節(jié)約了能源。

1.3.3 實現(xiàn)照明的人性化

照明不再是單調(diào)的開關(guān)啟動和固定亮度,通過場景控制和亮度調(diào)節(jié),實現(xiàn)人性化功能,加上其擁有的人機交互功能(通過配套的軟件實現(xiàn)),提高了用戶對生活的滿意度。

1.3.4 場景控制,提高工作效率和工作質(zhì)量

通過燈光調(diào)節(jié)功能,給眼睛提供最合適的燈光效果,避免使人產(chǎn)生不適、頭暈?zāi)X脹、眼睛晦澀疲勞的感覺,從而提高工作效率,通過場景控制,給人最佳舒適感、提高生活質(zhì)量,用戶能在最佳的條件下保持最好的狀態(tài)。

1.3.5 可廣泛應(yīng)用,實現(xiàn)智能化管理

智能照明系統(tǒng)不僅僅運用于家居行業(yè),還可在一些功能的改變下,運用于去其他場景,例如酒店管理,城市路燈,辦公領(lǐng)域等。通過智能化管理,更好的節(jié)約能源和提供方便快捷的生活條件。

2 系統(tǒng)架構(gòu)

2.1 室內(nèi)照明系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)賦予照明控制的一個優(yōu)勢是:照明系統(tǒng)擁有“記憶功能”,能夠記錄用戶的習慣和生活方式,還能利用情景感知技術(shù)提供人與家電、環(huán)境的自然交互,此外,它還可以預(yù)測使用者的需求,在物聯(lián)網(wǎng)這個廣闊平臺上,室內(nèi)照明系統(tǒng)必將為用戶帶來全新的生活方式[1]。室內(nèi)的照明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

物聯(lián)網(wǎng)的智能化還體現(xiàn)于,它結(jié)合了大量的智能傳感、無線通信等技術(shù),使智能照明系統(tǒng)能夠“感應(yīng)”環(huán)境,根據(jù)環(huán)境的變化做出相應(yīng)的回饋反應(yīng),為用戶提供最合適、最舒心的服務(wù)[3]。圖2所示為照明系統(tǒng)控制原理圖。

智能照明系統(tǒng)通過內(nèi)置的傳感器感知到外界的環(huán)境變化,反饋到系統(tǒng),系統(tǒng)根據(jù)不同的情況做出不同的工作指令,以時刻保持最佳的狀態(tài)。

2.2 ZigBee構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)

為實現(xiàn)遠程控制大批量的燈具,需要一個智能照明系統(tǒng)和若干個ZigBee模塊構(gòu)成,具體如圖3所示。系統(tǒng)可以使用GSM網(wǎng)絡(luò),ZigBee實現(xiàn)信息之間的傳遞交互,用戶可以在戶外通過手機等上網(wǎng)工具控制家中的照明裝置,實現(xiàn)智能化控制,也可通過聯(lián)網(wǎng)工具對燈具光照的亮度,根據(jù)環(huán)境濕度等進行調(diào)節(jié),實現(xiàn)對不同地點使用不同光照的效果,達到節(jié)能舒適的目的。

3 結(jié)語

隨著物聯(lián)網(wǎng)和LED技術(shù)的成熟,物聯(lián)網(wǎng)與LED的一體化必將成為智能照明未來發(fā)展的主要方向?!拔锫?lián)網(wǎng)+LED”必然達到1+1>2的效果,它打破了傳統(tǒng)燈具存在的缺陷,為智能家居模塊作出了突出的貢獻,該文只講解了智能照明系統(tǒng)的其中一部分,它有效地延長了燈具的壽命,達到節(jié)能低碳的效果,還通過燈光調(diào)控實現(xiàn)了場景控制,通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)人機交互,其重要的作用是使智能家居更加“智能”,從節(jié)能、環(huán)保、運行維護及便于使用等多方面看,智能照明控制方式必將成為照明控制的主流。

參考文獻

[1] 張秋惠.基于物聯(lián)網(wǎng)的LED室內(nèi)照明系統(tǒng)設(shè)計趨勢研究[J].現(xiàn)代裝飾:理論,2012(4):47.

[2] 陸剛.綠色光源進入家居節(jié)能燈具演繹精彩[J].上海建材,2013(2):35-37.

[3] 劉謀黎.基于物聯(lián)網(wǎng)的高校教室照明節(jié)能方案研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),2014(12):77-78.

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