智能照明应用

1、智 能 照 明主 题照明应用背景ZigBee技术简介应用案例技术详解应用背景 随着人们节能环保意识的提高，在照明领域中，采用新型节能光源、节能电器及高效灯具来达到节约电能的目的，已广泛被大众所接受。 智能感知与无线传感等物联网基础技术的发展与成熟，为智能照明提供了技术支撑。 基于有线的照明控制系统，具有布线麻烦，增减设备需要重新布线、系统可扩展性差、系统安装和维护成本高以及移动性能差等缺点。 智能化大潮的兴起带动了照明领域的智能化革新。传统照明与智能照明灯具比较LED与传统照明灯具之间的比较：优势对比： 传统白炽灯：成本低，显色性好，但寿命短 LED节能灯：更节能，更环保（无汞）亮度和节能比较

2、： 1W LED = 3W CFL（节能灯）= 15W白炽灯 3W LED = 8W CFL（节能灯）= 25W白炽灯 4W LED = 11W CFL（节能灯）= 40W白炽灯 8W LED = 15W CFL（节能灯）= 75W白炽灯 12W LED = 20W CFL（节能灯）= 100W白炽灯拉线开关面板开关智能照明控制系统档次低，容易损坏现在大量使用，没有场景功能，无法自动控制，无调光大功率、大网络使用软件和联网功能强大遥控开关无线遥控使用，可以预设场景，调光，外观漂亮调光功率小，无法大规模使用，没有软件功能传统照明与智能照明控制系统比较为什么要使用智能照明系统 实现照明控制智能化，

3、提高管理水平，减少维护费用。 以自动控制为主，手动控制为辅，智能化操控，智能收集实况信息，减少维护费用 良好的节能效果 LED等节能型照明灯具 合理管理光照的区域、时间、亮度等来达到节能的效果 多种照明效果，增加艺术效果，美化环境 同一建筑，不同照明方式，是建筑物更加生动，艺术性更强 延长光源的寿命 电网电压的波动是光源损坏的一个主要原因，智能照明控制系统能有效抑制电网的浪涌电压，采用软启动，软中断技术避免冲击电流对光源的损害，可有效延长光源的寿命 管理维护方便 以自动控制为主，手动控制为辅，后台监控，管理方便关闭右图所有灯光的时间， 30分钟？能源的损耗:平均每回路30分钟/天（开关共两次）

4、开关的方式:空气开关箱 VS 电脑中央控制配电箱分布在不同角落实现照明控制智能化，提高管理水平，减少维护费用节 能 外立面泛光照明，通过智能照明控制系统，可进行时间控制，根据傍晚、夜晚、深夜设置场景。傍晚来临时，室外照度逐渐减弱，可开启部分泛光照明回路，以凸显建筑物风格；当夜晚来临，开启所有的泛光照明；在深夜后，关闭大部分的泛光照明回路，仅保留部分回路。系统处于全自动控制，并且所有控制程序可由工作人员可以随时灵活更改。美化环境，用灯光点亮我们的生活 好的灯光设计可以营造出一种温馨、舒适的环境，增添其艺术的魅力。 智能照明控制系统特点系统可控制任意回路连续调光或开关。场景控制：可预先设置多个不同

5、场景，在场景切换时淡入、淡出。可接入各种传感器对灯光进行自动控制。移动传感器：对人体红外线检测达到对灯光的控制；如人来灯亮，人走灯灭（暗）。光亮照度传感器：对某些场合可根据室外光线的强弱调整室内光线，如学校教室的恒照度控制。时间控制：某些场合可以随上下班时间调整亮度。红外遥控：可用手持红外遥控器对灯光进行控制。系统联网：可系统联网，利用上述控制手段进行综合控制或与楼宇智能控制系统联网。可由声、光、热、人及动物的移动检测达到对灯光的控制。ZigBee简介 ZigBee技术主要应用于无线个域网(WPAN)，是基于IEEE 802.15.4无线标准研制开发的。 IEEE 802.15.4定义了两个底

6、层，即物理层和媒体接入控制(Media Access Control，MAC)层，ZigBee联盟则在IEEE 802.15.4的基础上定义了网络层和应用层。 ZigBee联盟成立于2001年8月，该联盟由Invensys、三菱、摩托罗拉、飞利浦等公司组成，如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设备公司和开发商的加入，其目标市场是工业、家庭以及医学等需要低功耗、低成本、对数据传输速率要求不高的无线通信应用场合。ZigBee的特点 低功耗低功耗工作周期短、收发信息功耗较低以及采用了休眠机制 低成本低成本协议简单且所需的存储空间小，这极大降低了ZigBee的成本，而且ZigBee协议的使用是免专利费的

7、。 近距离近距离传输范围一般介于10100m之间，在增加发射功率后，亦可增加到13km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。 可靠性：可靠性：采用了碰撞避免机制，同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，从而避免了发送数据时的竞争和冲突。MAC层采用完全确认的数据传输机制，每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息，保证了节点之间传输信息的高可靠性。ZigBee节点类型ZigBee节点类型规定了协调器、路由器和终端没备三种： 协调器：协调器：负责启动和配置整个网络，它是网络的第一设备，可以保持间接寻址用的固定表格，并支持关联，同时还能设计信任中心和执

8、行其它活动。一个ZigBee网络只允许有一个ZigBee协调器 路由器路由器是一种支持关联的设备，能够将消息转发到其它设备。ZigBee网格或树型网络则可以有多个ZigBee路由器，ZigBee星型网络不支持ZigBee路由器； 终端设备终端设备可以执行它的相关功能，并使用ZigBee网络到达其它需要与其通讯的设备，它的内存容量要求最少Marvell&Belkin智能照明解决方案WeMo系列（一）WeMo系列：基于Marvell的无线通讯芯片88MZ100和3.3V供电低功耗AC/DC控制器芯片88EM8511而设计，相当于60W的传统白炽灯泡。用户可以在家中或者办公室中通过iOS/A

9、ndroid设备对WeMo进行精确的亮度控制；在夜晚WeMo可以自动转化为夜间模式，当用户渐渐睡去，自动将灯光变暗；当设置为“度假模式”时，可以根据家长人员和变化自动模拟环境的变化。解决方案示例一Marvell&Belkin智能照明解决方案WeMo系列（二）构建模块的4个层次： LED驱动部分：拥有数字接口，可与通讯芯片连接 通讯网关部分：基于Marvell的嵌入式WiFi、ZigBee等无线技术，实现多种无线制式包括ZigBee到无线和云端的无缝桥接 基于Kinoma技术的用户接口，简单、美观、一用，支持包括IOS/Android等。通过Marvell的合作伙伴，实现云端软件和网关软

10、件的支持，实现LED照明控制的云管理Marvell 智能照明技术构建模块智能路灯照明示例 路灯系统是城市基础设施的组成部分，是与人们日常生活紧密相关的是市政公共设施。同时，绿色照明也是当今照明界得必然趋势。针对城市路灯控制系统现状和节能及精确控制的实际需求，结合嵌入式系统，提出的无线组网、单点控制解决方案。具备低功耗、远距离、无线灵活组网、抗干扰、灯具故障自检等优点。智能路灯控制系统主要功能：智能路灯控制系统主要功能： 遥控：遥控：按时间曲线和光照度由监控中心计算机统一自动控制（群控、分组控制）各照明节点路灯和亮化灯（全夜灯、半夜灯、时段灯）的开/关，并能实现手动单节点、分组开关灯等功能。 遥

11、信：遥信：能随时获取各节点和单灯的报警信息和开关状态。 分组功能：分组功能：可对照明节点进行任意功能分组，分别采用时控/光控、工作日/节假日/重大节日灯的多套控制方案。 故障告警：故障告警：采用声光、语音和短信多种形式报警，告警项目可配置。 GPSGPS授时功能：授时功能：采用卫星GPS系统，确保监控中心、灯光节点控制器、单灯控制器时间精准。 自主运行能力：自主运行能力：照明节点控制器和单灯控制器具有自运行能力，确保无线通信不畅时正常开/关灯。 绿色与节能：绿色与节能：无线路灯控制终端对每一个路灯进行无线智能控制和检测，能够自动或人工控制所有路灯的开灯、亮灯、暗灯、关灯，同时通过不同时段、不同

12、时序，不同天气准确的改变控制路灯亮度，有效利用资源，节能减排。 智能照明拓扑结构图智能照明组网结构图系统原理图光源调控单元传感器逻辑判断单元控制单元光调控单元系统整体框图ZigBee 传输单元采样单元控制单元人机输入单元中央处理单元电源管理单元系统框图详解光信号采集单元光信号采集单元 完成将光信号到数字信号的转换，以光敏电阻为核心，配以外围电路。光照度通过光敏电阻转换为连续的电流信号，在通过A /D 将电信号转为8位宽度的数字信号，供后续电路的处理。ZigBee传输单元传输单元主要完成的是将中央处理单元与采样单元、控制单元之间的数据传输。中央处理单元中央处理单元完成的是将采样得到的数据与系统设定数值进行逻辑运算，输出控制单元所需数据。人机输入单元人机输入单元实现人工可调照度及工作模式而设置的。电源管理模块电源管理模块为各个单元提供所需电压，保证系统的正常稳定的运行。后台控制处理中心 由服务器、大屏幕投影显示设备、路灯智能 测 控 系 统 软 件 及WEB服务器、打印机等设备组成，负责实时监控路灯的工作情况、查询工作记录和对路灯的实时控制；电脑可视化管理 控制开/关 控制特定的时间段 自适应开/关 查询路灯开关状态智能楼宇照明示例总结 与传统照明相比，智能照明可达到安