胡建秋，緱從軍

(1.東莞華明燈具有限公司，廣東 東莞 523653；2.廣東建筑照明智能化技術(shù)研究中心，廣東 東莞 523653)

引言

目前，導(dǎo)軌照明燈具以其使用方便、調(diào)整照明狀態(tài)容易等特性，廣泛應(yīng)用于商業(yè)照明及展陳照明領(lǐng)域。導(dǎo)軌照明裝置中的導(dǎo)軌，需要承載燈具電源供電，并能夠在導(dǎo)軌上靈活安裝和使用專(zhuān)用的導(dǎo)軌照明燈具，一般只能用電源開(kāi)關(guān)控制單個(gè)導(dǎo)軌供電回路中的照明燈具，技術(shù)水平還停留在十幾年前，采用的安全與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為《燈具用電源導(dǎo)軌系統(tǒng)安全要求》(GB/T 13961—2008)[1]。處于單個(gè)導(dǎo)軌供電回路上的照明燈具，只能簡(jiǎn)單地進(jìn)行開(kāi)關(guān)操作，或者采用常規(guī)切相調(diào)光器對(duì)導(dǎo)軌裝置上的多個(gè)照明燈具進(jìn)行群調(diào)光，無(wú)法對(duì)導(dǎo)軌供電回路中的燈具實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制，同時(shí)也無(wú)法根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)照明場(chǎng)景要求對(duì)導(dǎo)軌裝置上的燈具進(jìn)行分組調(diào)節(jié)與控制，限制了導(dǎo)軌照明裝置在更多照明場(chǎng)合及照明場(chǎng)景使用。為了保障導(dǎo)軌照明滿足專(zhuān)業(yè)照明的需求，需要專(zhuān)門(mén)在獨(dú)立的導(dǎo)軌照明燈具上設(shè)置專(zhuān)有的獨(dú)立調(diào)光裝置對(duì)單個(gè)燈具進(jìn)行調(diào)光，不但引起導(dǎo)軌照明系統(tǒng)調(diào)光不穩(wěn)定，同時(shí)也造成了照明資源與能源的浪費(fèi)。

為了實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌照明系統(tǒng)智能控制，現(xiàn)有常用的方法一是采用有線通信的DALI協(xié)議及控制系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)軌照明裝置控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先需要在專(zhuān)業(yè)的導(dǎo)軌上搭配專(zhuān)有的DALI信號(hào)線，同時(shí)在導(dǎo)軌照明燈具中設(shè)計(jì)符合DALI協(xié)議的電子電路及軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)軌照明系統(tǒng)中的單個(gè)或多個(gè)燈具進(jìn)行獨(dú)立尋址，從而通過(guò)DALI控制器，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌照明燈具的獨(dú)立控制或任意分組控制，并可對(duì)單燈或燈組進(jìn)行精確的調(diào)光控制。二是直接采用PLC協(xié)議進(jìn)行導(dǎo)軌照明裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并需要在供電前段夾持相應(yīng)的信號(hào)隔離及處理裝置，在確保PLC信號(hào)可靠性與穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌照明燈具的獨(dú)立控制與任意分組控制[2]。

雖然DALI調(diào)光控制系統(tǒng)為照明控制帶來(lái)了極大的靈活性，最終用戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)照明需求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的照明控制方案。但DALI調(diào)光控制系統(tǒng)存在以下不足：一是導(dǎo)軌照明燈具采用符合DALI協(xié)議的驅(qū)動(dòng)裝置價(jià)格昂貴，再加上各個(gè)廠商提供的符合DALI協(xié)議的驅(qū)動(dòng)器相互之間不兼容，導(dǎo)致智能導(dǎo)軌上的不同燈具不能正常工作[3]；二是需要在導(dǎo)軌裝置上專(zhuān)門(mén)增加相應(yīng)的DALI信號(hào)線，導(dǎo)致導(dǎo)軌裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)軌上的布線繁瑣；三是需要獨(dú)立的DALI控制設(shè)備對(duì)DALI導(dǎo)軌照明系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，DALI導(dǎo)軌照明系統(tǒng)設(shè)置及調(diào)控極其復(fù)雜，相應(yīng)的操作人員以及終端客戶具有相當(dāng)?shù)膶?zhuān)業(yè)技能，才能對(duì)DALI調(diào)光控制系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確無(wú)誤的操控，從而限制了DALI控制系統(tǒng)在導(dǎo)軌照明上的推廣使用。

以PLC(電力線載波)通信協(xié)議作為智能導(dǎo)軌照明，從原理上具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，不需要額外增加單獨(dú)的通訊信號(hào)線，但在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，一是需要獨(dú)立的電源隔離控制裝置，防止PLC信號(hào)受到電力線的干擾，才能確保智能導(dǎo)軌系統(tǒng)正常的工作；二是PLC在產(chǎn)品互聯(lián)互通上還沒(méi)有統(tǒng)一，導(dǎo)致智能導(dǎo)軌系統(tǒng)很難進(jìn)行市場(chǎng)推廣[2]。

為此，需要根據(jù)智能照明技術(shù)最新發(fā)展成果，結(jié)合導(dǎo)軌照明裝置系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，研究開(kāi)發(fā)相應(yīng)的新型智能導(dǎo)軌照明技術(shù)，一方面可兼容目前市場(chǎng)上流行的各種照明控制協(xié)議，另一方面可以采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，使得智能導(dǎo)軌照明裝置系統(tǒng)應(yīng)用范圍及使用場(chǎng)景更加廣泛，滿足未來(lái)智能照明與情景照明的需求。

1 智能照明現(xiàn)狀分析及在導(dǎo)軌照明系統(tǒng)中的應(yīng)用

智能照明經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展及技術(shù)積累，目前已經(jīng)在各種照明場(chǎng)合得到了應(yīng)用，但在智能照明技術(shù)發(fā)展中，由于各個(gè)行業(yè)、各個(gè)照明企業(yè)各自利益的驅(qū)使，再加上智能照明技術(shù)的多樣化，市場(chǎng)出現(xiàn)了多種智能照明技術(shù)及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與協(xié)議，從控制方式上，既有可靠性高、但需要控制總線的有線智能照明技術(shù)，如DALI有線智能照明控制系統(tǒng)(64節(jié)點(diǎn))、DMX有線智能照明控制系統(tǒng)(512節(jié)點(diǎn))、KNX/EIB有線智能照明控制系統(tǒng)(14 400節(jié)點(diǎn))、BACnet有線智能照明控制系統(tǒng)(無(wú)限節(jié)點(diǎn))、PLC復(fù)用電源線智能照明系統(tǒng)等；同時(shí)，隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展，又有無(wú)需專(zhuān)門(mén)布線的無(wú)線智能照明控制系統(tǒng)技術(shù)，如Wi-Fi無(wú)線智能照明控制系統(tǒng)、Zigbee無(wú)線智能照明系統(tǒng)、BLE MESH無(wú)線智能照明系統(tǒng)、NB-IoT無(wú)線智能照明系統(tǒng)等[4]，再加上照明行業(yè)原有的切相調(diào)光照明系統(tǒng)，市場(chǎng)上的智能照明技術(shù)及產(chǎn)品顯現(xiàn)出多樣化的趨勢(shì)，目前還無(wú)法確定未來(lái)智能照明市場(chǎng)上既通用又統(tǒng)一的智能照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。為此，智能導(dǎo)軌照明裝置系統(tǒng)采用可兼容多種調(diào)光方式的設(shè)計(jì)思路，以實(shí)現(xiàn)有線控制方式與無(wú)線控制方式的有機(jī)融合，確保智能導(dǎo)軌照明裝置系統(tǒng)滿足現(xiàn)代照明市場(chǎng)新要求，同時(shí)，也為未來(lái)智能照明技術(shù)提升與更迭替代打下良好的基礎(chǔ)。

基于普通導(dǎo)軌照明裝置和目前智能照明系統(tǒng)多樣化的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)一種新型智能復(fù)合型導(dǎo)軌照明裝置，既能滿足智能專(zhuān)業(yè)照明設(shè)計(jì)的需求，又能滿足智能家居照明設(shè)計(jì)需求，為用戶提供智能、健康及舒適的照明體驗(yàn)。同時(shí)，可通過(guò)智能平臺(tái)APP，讓用戶輕松、快捷地對(duì)導(dǎo)軌照明燈具進(jìn)行可靠的有線或無(wú)線控制，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)照明控制，如對(duì)燈具開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)調(diào)光調(diào)色、簡(jiǎn)易分組進(jìn)行控制，使用戶既可以通過(guò)簡(jiǎn)單的用戶界面實(shí)現(xiàn)各種燈光需求控制，同時(shí)又能通過(guò)智能系統(tǒng)學(xué)習(xí)功能，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)照明，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能照明。

智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)控制示意如圖1所示。新型智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)與常規(guī)智能照明系統(tǒng)采用的通信方式性能優(yōu)勢(shì)比較見(jiàn)表1。

表1 智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)與常規(guī)的智能照明系統(tǒng)采用的通信方式性能優(yōu)勢(shì)比較

圖1 智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)示意圖Fig.1 Schematic diagram of intelligent track lighting system

其中導(dǎo)軌總控制器為智能導(dǎo)軌照明裝置系統(tǒng)的核心，可接收來(lái)自不同網(wǎng)絡(luò)的各種調(diào)光信號(hào)，并將相應(yīng)的控制信號(hào)進(jìn)行處理后，轉(zhuǎn)化為符合RS485總線協(xié)議的數(shù)據(jù)及控制信號(hào)，從而使得智能導(dǎo)軌照明裝置系統(tǒng)能夠兼容市場(chǎng)流行的各種有線智能照明協(xié)議與無(wú)線智能照明協(xié)議，相應(yīng)的導(dǎo)軌總控制器可將智能導(dǎo)軌上使用的各種導(dǎo)軌電器、各種感應(yīng)器和導(dǎo)軌控制器集中在智能導(dǎo)軌上，從而使智能導(dǎo)軌照明裝置系統(tǒng)能夠滿足各種不同種類(lèi)的智能照明需求，并且由于導(dǎo)軌系統(tǒng)內(nèi)智能燈具、智能感應(yīng)器與導(dǎo)軌控制器之間通過(guò)有線方式(符合RS485總線協(xié)議)進(jìn)行連接，使得智能導(dǎo)軌照明裝置系統(tǒng)工作可靠性得到有效保障[5]。

導(dǎo)軌電源系統(tǒng)可獨(dú)立設(shè)置，或者集成在導(dǎo)軌控制器中，負(fù)責(zé)將市電轉(zhuǎn)換成48 V直流電源，并輸送給智能導(dǎo)軌照明裝置中，同時(shí)導(dǎo)軌電源系統(tǒng)能夠根據(jù)智能控制器的要求進(jìn)行各種智能控制及設(shè)置。而導(dǎo)軌燈具驅(qū)動(dòng)裝置、導(dǎo)軌控制器與導(dǎo)軌感應(yīng)傳感器，均采用RS485協(xié)議總線結(jié)構(gòu)，并把相應(yīng)的控制指令或數(shù)據(jù)通過(guò)導(dǎo)軌有線信號(hào)線傳輸給符合RS485協(xié)議的智能燈具，從而使智能導(dǎo)軌照明裝置系統(tǒng)可最大限度地兼容市場(chǎng)上各種智能照明控制協(xié)議，并實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的智能照明與舒適健康照明。

智能照明導(dǎo)軌裝置系統(tǒng)采用通用RS485總線作為智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)通信總線，采用通用RS485總線后，除了智能導(dǎo)軌系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳送距離及抗干擾能力較好外，還具備相當(dāng)高的性?xún)r(jià)比。通用RS485總線協(xié)議屬于OSI七層模型協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，具備性能優(yōu)異、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、組網(wǎng)容易等優(yōu)勢(shì)，是目前常用的串行通訊接口協(xié)議，其優(yōu)異的聯(lián)網(wǎng)功能在智能儀表、工業(yè)控制領(lǐng)域得到了充分的驗(yàn)證[5]。RS485總線協(xié)議允許多個(gè)收發(fā)器連接到同一條RS485總線上，同時(shí)增加了收發(fā)器的驅(qū)動(dòng)能力，允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器，最大傳輸距離可達(dá)1 000 m以上，從而可采用單一的RS485接口方便地建立起智能照明網(wǎng)絡(luò)。

考慮目前導(dǎo)軌照明使用習(xí)慣，智能照明導(dǎo)軌裝置控制系統(tǒng)需要兼容傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)面板及遙控裝置對(duì)智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)內(nèi)的燈具進(jìn)行近程控制，同時(shí)可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，使用智能平臺(tái)APP(手機(jī)APP、液晶面板)等對(duì)智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)內(nèi)的燈具進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

2 新型智能導(dǎo)軌照明裝置技術(shù)方案

為了實(shí)現(xiàn)新型智能導(dǎo)軌照明，在結(jié)合現(xiàn)有智能照明的基礎(chǔ)上，需要設(shè)計(jì)智能復(fù)合導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)及架構(gòu)，并研究相應(yīng)的智能導(dǎo)軌照明技術(shù)、導(dǎo)軌燈具控制技術(shù)及導(dǎo)軌裝置系統(tǒng)控制技術(shù)。

2.1 采用專(zhuān)用的導(dǎo)軌總控制器技術(shù)及通訊連接兼容技術(shù)

可依據(jù)照明現(xiàn)場(chǎng)的遙控器、場(chǎng)景開(kāi)關(guān)面板等，通過(guò)藍(lán)牙MESH與導(dǎo)軌總控制器進(jìn)行無(wú)線通信，避免了獨(dú)立于導(dǎo)軌外的其他照明控制器控制智能導(dǎo)軌照明裝置時(shí)，需要有線連接于導(dǎo)軌控制裝置的技術(shù)難題，從而保障智能照明導(dǎo)軌裝置即使沒(méi)有Internet網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，也能獨(dú)立可靠地對(duì)智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)進(jìn)行控制。同時(shí)，相應(yīng)地符合藍(lán)牙MESH通訊協(xié)議的智能語(yǔ)音箱、智能手機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景面板、遙控器等發(fā)出的指令，通過(guò)藍(lán)牙MESH信號(hào)，傳遞到專(zhuān)用導(dǎo)軌總控制器中，并通過(guò)導(dǎo)軌總控制器編譯成符合RS485協(xié)議的指令發(fā)送給連接到導(dǎo)軌系統(tǒng)上的各個(gè)智能燈具，從而對(duì)導(dǎo)軌照明燈具進(jìn)行智能控制及場(chǎng)景設(shè)置。

2.2 智能導(dǎo)軌系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)為通過(guò)通用智能平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

設(shè)計(jì)通過(guò)常用智能平臺(tái)(如手機(jī)、平板電腦)的藍(lán)牙MESH或Wi-Fi對(duì)導(dǎo)軌總控制器進(jìn)行配網(wǎng)，且對(duì)于導(dǎo)軌裝置系統(tǒng)，只需對(duì)導(dǎo)軌總控制器進(jìn)行配網(wǎng)即可，無(wú)需對(duì)導(dǎo)軌系統(tǒng)上的獨(dú)立燈具進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置。同時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)的APP軟件系統(tǒng)，將導(dǎo)軌系統(tǒng)上的所有獨(dú)立燈具顯現(xiàn)在屏幕上，從而可對(duì)獨(dú)立燈具進(jìn)行命名、設(shè)置調(diào)光色溫，也可對(duì)獨(dú)立燈具進(jìn)行分組、場(chǎng)景設(shè)置，如圖2所示。

圖2 智能導(dǎo)軌控制系統(tǒng)配置Fig.2 Configuration of intelligent track control system

2.3 智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)與通用終端智能設(shè)備互聯(lián)后實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制

以Wi-Fi互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，手機(jī)蜂窩網(wǎng)無(wú)線通信技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)與現(xiàn)有終端智能設(shè)備互聯(lián)，以實(shí)現(xiàn)云控制與遠(yuǎn)程控制，也可使用其他終端設(shè)備APP直接與其他智能設(shè)備互聯(lián)控制(如小度、天貓精靈、Alexa智能語(yǔ)音音箱等)。例如，通過(guò)常用智能手機(jī)APP就可查看所有導(dǎo)軌照明燈具的實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，避免因出門(mén)忘記關(guān)閉智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)而造成的能源浪費(fèi)，同時(shí)不受時(shí)間地點(diǎn)的限制，可隨時(shí)控制智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)。

2.4 智能導(dǎo)軌照明內(nèi)部通信方式采用RS485總線協(xié)議

導(dǎo)軌總控制器、導(dǎo)軌控制器與導(dǎo)軌燈具之間通過(guò)RS485總線協(xié)議進(jìn)行有線連接，即使智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)上的照明設(shè)備眾多，也能保持系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行。而一次性傳遞大量主數(shù)據(jù)的智能導(dǎo)軌照明控制系統(tǒng)如主控制面板、場(chǎng)景開(kāi)關(guān)采用藍(lán)牙MESH信號(hào)無(wú)線連接，有效傳遞控制數(shù)據(jù)的同時(shí)，避免了布線的繁瑣，從而使得用戶可按現(xiàn)場(chǎng)的需求靈活放置控制器面板的位置。

2.5 照明環(huán)境感知及日常管理采用總控制器進(jìn)行處理

智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)中引入微波感應(yīng)器和照度傳感器等環(huán)境感應(yīng)系統(tǒng)，通過(guò)導(dǎo)軌總控制器聯(lián)動(dòng)智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)中的燈具，以實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景觸發(fā)，通過(guò)完美結(jié)合人體探測(cè)技術(shù)以及l(fā)oT物聯(lián)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居、樓宇等照明場(chǎng)合進(jìn)行精準(zhǔn)照明控制。

設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的日程管理模塊，對(duì)智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)的燈光進(jìn)行定時(shí)控制；系統(tǒng)自帶有日歷，可以進(jìn)行日期、星期、月份及特殊時(shí)日的設(shè)定，同時(shí)簡(jiǎn)單有效地控制日常燈光照明。特別對(duì)于商場(chǎng)或者工廠等大型照明場(chǎng)景，通過(guò)日程管理模塊實(shí)現(xiàn)了對(duì)燈光的集中控制或者定時(shí)控制，避免因照明設(shè)備過(guò)多造成控制不便的技術(shù)難題。

設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的場(chǎng)景管理控制模塊，以實(shí)現(xiàn)各種場(chǎng)景。對(duì)于固定場(chǎng)景模式，只需一次場(chǎng)景編程，設(shè)定場(chǎng)景選擇，通過(guò)燈光控制系統(tǒng)點(diǎn)擊按鈕，即可直接實(shí)現(xiàn)既定的照明場(chǎng)景。

3 智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)技術(shù)難題分析及對(duì)策

(1)為了克服民用電網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)的影響，采用低壓直流供電。由于智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)中采用RS485通訊，直接采用民用電網(wǎng)系統(tǒng)后，將會(huì)導(dǎo)致不同民用電網(wǎng)使用導(dǎo)軌照明時(shí)，相應(yīng)的智能導(dǎo)軌供電系統(tǒng)都需要根據(jù)民用電網(wǎng)的改變而改變每個(gè)獨(dú)立燈具的供電系統(tǒng)，同時(shí)，民用電網(wǎng)上的電磁干擾將會(huì)導(dǎo)致智能導(dǎo)軌系統(tǒng)中的控制信號(hào)可靠通訊性能下降，為此，智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)統(tǒng)一采用48 V低壓直流供電，只要改變智能導(dǎo)軌系統(tǒng)的電源供電即可，同時(shí)，智能導(dǎo)軌照明燈具內(nèi)部供電回路上采用整流橋堆，可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)軌照明燈具任意方向安裝使用及導(dǎo)軌照明燈具的自由裝配。

(2)為了檢查導(dǎo)軌連接可靠性難題，設(shè)計(jì)專(zhuān)用導(dǎo)軌連接檢測(cè)器。智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)由于采用48 V供電，導(dǎo)致導(dǎo)軌系統(tǒng)工作電流可達(dá)12 A，導(dǎo)軌串接時(shí)，需保證各段導(dǎo)軌連接良好。為了方便檢測(cè)導(dǎo)軌連接的可靠性，設(shè)計(jì)專(zhuān)用檢測(cè)器，如圖3所示，只要將檢測(cè)制具的發(fā)射端安裝在導(dǎo)軌的一端，將接收器安裝在導(dǎo)軌的另一端，通過(guò)接收器就可檢測(cè)連接的可靠性。

圖3 智能導(dǎo)軌專(zhuān)用檢測(cè)裝置Fig.3 Special detection devices for intelligenttrack

(3)為了解決導(dǎo)軌調(diào)光無(wú)法兼容各種調(diào)光接口難題，設(shè)計(jì)專(zhuān)用調(diào)光控制器。目前，照明市場(chǎng)上流行的調(diào)光方式繁多，設(shè)計(jì)單一的調(diào)光方式及接口將會(huì)限制智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)在市場(chǎng)上的推廣，為了使智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)最大限度地兼容市場(chǎng)上流行的各種不同的調(diào)光方式，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了可集成TRIAC、ELV、0～10 V、DMX幾種不同的調(diào)光端口的導(dǎo)軌調(diào)光控制器[6]，實(shí)現(xiàn)用戶可根據(jù)自己的愛(ài)好及現(xiàn)場(chǎng)需求選擇相應(yīng)的調(diào)光方式，如圖4所示，現(xiàn)場(chǎng)使用調(diào)光方式時(shí)，只需在TRIAC/ELV、0～10 V或DMX三組接線端口中選擇自己所需的端口接線即可，每種調(diào)光方式，都支持手機(jī)等智能平臺(tái)APP直接進(jìn)行控制，并杜絕在智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)調(diào)光時(shí)，因調(diào)光方式改變出現(xiàn)導(dǎo)軌照明燈具出光亮度的突變，從而有效解決了市場(chǎng)調(diào)光方式多樣化引起的無(wú)法兼容的技術(shù)難題。

圖4 多接口調(diào)光方式控制器接線示意圖Fig.4 Cable connections to the controller in multi-interface dimming mode

(4)為了解決智能導(dǎo)軌照明燈具出光角及照射角度調(diào)節(jié)，設(shè)計(jì)了專(zhuān)用調(diào)節(jié)控制電路及結(jié)構(gòu)。智能導(dǎo)軌燈具照射角度與出光角智能調(diào)節(jié)作為最基本的要求，已經(jīng)成為市場(chǎng)流行的智能燈具標(biāo)準(zhǔn)配置，但目前實(shí)際應(yīng)用中，往往會(huì)結(jié)合手動(dòng)調(diào)節(jié)快速實(shí)現(xiàn)燈具智能調(diào)光調(diào)角。為了解決上述技術(shù)難題，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的照射角度調(diào)節(jié)技術(shù)，并應(yīng)用了新型的電子透鏡。電子透鏡可通過(guò)調(diào)節(jié)電流改變內(nèi)部的晶體組織，通過(guò)APP軟件或其他控制設(shè)備發(fā)出指令對(duì)電子透鏡進(jìn)行電流調(diào)節(jié)，從而改變燈具的光束角，為高空間的燈光出光角調(diào)節(jié)帶來(lái)了便利，照射角度調(diào)節(jié)技術(shù)可精確地控制燈具水平360°轉(zhuǎn)動(dòng)，垂直方向90°轉(zhuǎn)動(dòng)，并可配合手動(dòng)調(diào)節(jié)，控制界面如圖5所示。

圖5 可調(diào)照射角度及出光角的智能導(dǎo)軌燈操作示意圖Fig.5 Operation diagram of the intelligenttrack lighting with adjustable angle

4 智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)與市場(chǎng)前景分析

由智能導(dǎo)軌照明技術(shù)研究形成的智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)成果如圖6所示。智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)無(wú)線通信系統(tǒng)，支持第三方的語(yǔ)音音響、手機(jī)或平板、場(chǎng)景面板和遙控器等多種控制方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可滿足不同層次、不同場(chǎng)合照明的需求。而現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景面板和遙控器采用藍(lán)牙Mesh 5.0，可通過(guò)導(dǎo)軌控制器與智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)線連接，實(shí)現(xiàn)了近程控制，在無(wú)網(wǎng)絡(luò)的情況下，系統(tǒng)可正常進(jìn)行工作，更加符合市場(chǎng)的需求。

圖6 智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)成果示意圖Fig.6 Schematic diagram of intelligent track lighting system

現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景面板和遙控器上的場(chǎng)景，可通過(guò)手機(jī)等智能平臺(tái)上的APP預(yù)先設(shè)置，用場(chǎng)景面板或遙控器進(jìn)行一鍵進(jìn)行切換，能讓更多的人享受智能燈具帶來(lái)的便利與照明舒適性。可搭配合適的環(huán)境感應(yīng)傳感器，對(duì)智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)中的燈具進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能照明的同時(shí)，使得照明與自然環(huán)境協(xié)調(diào)[7]，從而有效滿足了市場(chǎng)健康舒適照明的需求。

設(shè)置的日程管理模塊可精確實(shí)現(xiàn)照明時(shí)間控制與亮度控制，特別在一些公共的照明場(chǎng)合，一次設(shè)定后，可在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不需對(duì)照明場(chǎng)景進(jìn)行重新設(shè)置與管理，節(jié)能降耗的同時(shí)，有效縮減了照明管理成本[8]，真正實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)智能照明。

采用專(zhuān)門(mén)的調(diào)光轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)光，滿足多種調(diào)光模式的同時(shí)，調(diào)光范圍從0.1%～100%，且無(wú)頻閃，同時(shí)可通過(guò)軟件系統(tǒng)對(duì)單個(gè)燈具或多個(gè)燈具進(jìn)行精確的控制，并根據(jù)場(chǎng)景的需求設(shè)置相應(yīng)的色溫，以營(yíng)造不同的照明氛圍，確保智能軌道照明滿足現(xiàn)代照明的需求，具有廣闊的市場(chǎng)前景。

5 結(jié)語(yǔ)

本文研究以導(dǎo)軌總控制器為基礎(chǔ)的智能導(dǎo)軌照明技術(shù)，可兼容多種智能照明技術(shù)，并將DMX、0～10 V、ELV、Triac等多種調(diào)光方式集中在智能導(dǎo)軌照明裝置中，能夠讓?xiě)?yīng)用智能導(dǎo)軌照明的場(chǎng)所根據(jù)照明的需求，靈活地選擇相應(yīng)的智能控制方式及調(diào)光方式，并保障每種智能控制方式及調(diào)光方式均可利用智能導(dǎo)軌照明專(zhuān)用APP進(jìn)行設(shè)置，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程與近程智能控制。同時(shí)，兼容多種智能控制方式及調(diào)光方式的導(dǎo)軌總控制器，可根據(jù)智能導(dǎo)軌照明技術(shù)的發(fā)展，實(shí)時(shí)進(jìn)行軟硬件更替，并給智能導(dǎo)軌照明系統(tǒng)提供新的功效，使得智能導(dǎo)軌照明適應(yīng)性更強(qiáng)，從而確保智能導(dǎo)軌照明技術(shù)形成的系列產(chǎn)品有較長(zhǎng)的生命周期。