智能控制令照明更加节能
摘要: 不断上涨的能源成本、人们对于二氧化碳排放引起的全球变暖的持续关注以及最由于自然灾害带来的能源供应问题 (如日本的核泄漏事件),使得节能减排越来越成为全球化的焦点。这其中,作为占日常生活消耗能量25%的照明,自然成为关注的热点之一。
不断上涨的能源成本、人们对于二氧化碳排放引起的全球变暖的持续关注以及最由于自然灾害带来的能源供应问题 (如日本的核泄漏事件),使得节能减排越来越成为全球化的焦点。这其中,作为占日常生活消耗能量25%的照明,自然成为关注的热点之一。
随着各国陆续实施白炽灯禁令,一场由更新、更节能的光源取代传统光源的革命已经拉开了序幕。节能灯(CFL)和LED作为两种主要的替代性光源,越来越多的出现在家庭、办公室、零售商店、街道和高速公路上。大部分的节能灯和LED光源都配备了紧凑型的,相对低廉的驱动电源。驱动电源可以显著的提高系统的光效(lm/W),而且还带来了其它一系列好处,诸如提高系统可靠性,减少启动时间,调光,延长灯泡寿命等。这些特性已经对照明能耗的减少产生了积极影响,但是还远远不够。
照明所产生的能耗,一部分来自于光源本身,另一部分来自于人们的使用习惯。通过更加智能化控制的驱动电源,改善照明设备的工作模式,可以进一步的实现节能!
智能照明通常是通过构建一个控制系统实现的。在这个系统中,每一个照明设备和其它辅助设备(如传感器,摄像头等)会被赋予一个独立的地址。通过这种方式,用户可以控制每一个设备的开关和亮度调节等特性。 而且智能化系统还具备学习和优化的能力。通过统计分析照明设备的能耗状况,使用者可以直观的了解到使用习惯和能耗之间的关系,从而优化使用方式,延长光源寿命,达到更加节能的效果。
改造成本是用户非常关心的另一个核心问题。通常构建智能照明系统可以通过两种方式:有线控制和无线控制。从成本和改造的难易程度来讲,无线控制毫无疑问具备无可比拟的优势。无论是新楼宇还是旧的住宅,无线控制都可以在最短的时间,以最低的成本实现智能控制系统的构建。另外,越来越多便携式智能设备的出现,也使得无线控制模式更容易被用户所接受。
图1是一个智能照明控制系统的示意图。系统中的每一个光源都拥有独立的IP地址,而且可以被拥有其它IP地址的设备如智能手机、平板、电脑等无线控制。用户还可以设置一些常见的情景模式,并将它存储在互联网的云端服务器上。网关作为一个协议转换设备,将从智能终端或者服务器上传来的基于TCP/IP协议的控制指令转换为照明系统内部使用的Zigbee或者Jannet -IP协议,实现对灯光的控制。对于节点数量有限的小型系统,开关或者遥控器可能更加简单和直接。此外,通过引入传感器,还可以实现更加丰富的控制模式。
图1 智能照明控制系统
基于图1所示的智能照明系统,用户是如何实现高效节能照明的呢?首先,通过便携式智能设备,用户可以很方便的实现对照明设备的远程遥控。即使出门在外也可以很方便的通过手机关闭家中所有的灯。由于每一个设备都具有独立的地址,可以按照区域和功能对设备进行自由分组,实现更精准的控制。通过定制化的应用程序,设定不同的场景模式,比如在看电影时调暗背景灯光,在读书时仅对书房进行区域照明,可以进一步优化光源的使用效率。在控制系统中,照明设备和控制终端的通讯是双向的,可以实时监控照明设备的使用情况,并将数据存储在云服务器上。互联网服务供应商通过对数据的汇总和分析,可以得到用户的使用习惯,并从节能的角度出发,向客户建议更优化的照明方式。
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图2 某工厂照明区域:(左)办公区;(中)食堂;(右)生产区域
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