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淺談物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)在雙碳目標下的研究與設(shè)計

來源:安科瑞電子商務(wù)(上海)有限公司   2024年11月25日 16:43   61

淺談物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)在雙碳目標下的研究與設(shè)計

李明君
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405

摘要:在全球氣候變化和可持續(xù)發(fā)展目標的背景下,智能照明系統(tǒng)成為了實現(xiàn)能耗監(jiān)測和助力雙碳目標的關(guān)鍵工具。本文研究物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能照明中的應(yīng)用,探討了技術(shù)架構(gòu)、系統(tǒng)集成及其在不同應(yīng)用場景下的效果。研究結(jié)果表明,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融入,顯著提升了智能照明系統(tǒng)在節(jié)能優(yōu)化和環(huán)境可持續(xù)性方面的性能。論文最終指出智能照明系統(tǒng)在環(huán)境可持續(xù)發(fā)展中的關(guān)鍵作用,并探討未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng)(IoT);智能照明系統(tǒng);能耗監(jiān)測;雙碳目標;節(jié)能優(yōu)化

0引言

隨著全球氣候變化的加劇和可持續(xù)發(fā)展目標的日益重要性,提高能源效率和加強環(huán)境保護成為國際社會關(guān)注的核心。在此背景下,照明系統(tǒng)作為能源消耗的重要部分,其優(yōu)化和能耗監(jiān)測在實現(xiàn)雙碳(碳達峰和碳中和)目標方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)的引入,以其在數(shù)據(jù)采集、處理和智能控制方面的顯著優(yōu)勢,為智能照明系統(tǒng)提供了一種創(chuàng)新的解決方案。這種集成了先進傳感器、智能控制單元和通信技術(shù)的系統(tǒng),不僅促進了能源節(jié)約和減排,還能通過能耗監(jiān)測和管理,有效支持雙碳目標的達成。

本研究深入探討了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能照明系統(tǒng)中的應(yīng)用,并評估了其在提升能源效率和助力實現(xiàn)雙碳目標方面的貢獻。重點分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能照明系統(tǒng)的集成方式及其帶來的優(yōu)勢和挑戰(zhàn),探討了智能照明系統(tǒng)在實時數(shù)據(jù)監(jiān)測、能耗分析和優(yōu)化策略中的關(guān)鍵作用。通過國內(nèi)外案例研究,本文不僅評估了智能照明系統(tǒng)在實現(xiàn)雙碳目標方面的實際貢獻,還探討了所面臨的挑戰(zhàn)。研究方法包括文獻回顧、理論分析、案例研究和綜合評估,旨在為智能照明系統(tǒng)的研究和實踐提供堅實的理論基礎(chǔ)和實證支持,并為環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展貢獻力量。

1智能照明系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀

1.1智能照明系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

智能照明系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的典型代表,其核心在于將傳統(tǒng)照明設(shè)備轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑⒕W(wǎng)絡(luò)化的終端。本節(jié)從技術(shù)角度出發(fā),詳細闡述構(gòu)成智能照明系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù),并探討其如何支持照明系統(tǒng)的智能化和節(jié)能目標。這些關(guān)鍵技術(shù)的細節(jié)和功能見。

1.1.1傳感器技術(shù)

傳感器是智能照明系統(tǒng)感知外界環(huán)境變化的基礎(chǔ)。當(dāng)前智能照明系統(tǒng)中常用的傳感器包括光照傳感器、紅外傳感器、聲音傳感器以及溫濕度傳感器等。這些傳感器可以檢測環(huán)境光線的強度、人體的活動、聲響的變化以及環(huán)境的溫濕度等,實時收集數(shù)據(jù),為系統(tǒng)的智能控制提供決策支持。

1.1.2控制器技術(shù)

控制器作為系統(tǒng)的中樞神經(jīng),負責(zé)解析傳感器數(shù)據(jù)并做出相應(yīng)的控制決策?,F(xiàn)代智能照明系統(tǒng)的控制器不僅能夠執(zhí)行簡單的開關(guān)控制命令,還能根據(jù)復(fù)雜的算法和預(yù)設(shè)的情景模式自動調(diào)整照明強度和色溫,甚至還能與其他智能家居系統(tǒng)進行通信協(xié)同工作。

1.1.3通信技術(shù)

通信技術(shù)是智能照明系統(tǒng)中*****的一環(huán),它負責(zé)傳輸傳感器數(shù)據(jù)和控制命令。在智能照明系統(tǒng)中,通信技術(shù)主要包括但不限于ZigBee、Z-Wave、Wi-Fi、藍牙以及新興的物聯(lián)網(wǎng)專用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如NB-IoT。這些技術(shù)各有優(yōu)劣,但共同構(gòu)成了一個健壯、可靠的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)[2]。

1.1.4數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)

數(shù)據(jù)處理與分析是智能照明系統(tǒng)智能化的關(guān)鍵。通過數(shù)據(jù)分析技術(shù),比如機器學(xué)習(xí)和大數(shù)據(jù)分析,系統(tǒng)能夠從龐大的數(shù)據(jù)中學(xué)習(xí)用戶的照明使用習(xí)慣,預(yù)測未來的使用模式,并實時調(diào)整照明策略以優(yōu)化能源消耗。

1.1.5用戶接口技術(shù)

用戶接口技術(shù)則直接影響用戶對智能照明系統(tǒng)的使用體驗?,F(xiàn)代智能照明系統(tǒng)提供了多樣化的用戶接口,如移動應(yīng)用、語音控制、觸摸屏等,用戶可以通過這些接口輕松地進行燈光控制、場景設(shè)置和定時任務(wù)等操作。

1.1.6能效優(yōu)化技術(shù)

能效優(yōu)化是智能照明系統(tǒng)的重要目標之一。通過LED照明技術(shù)、智能調(diào)光技術(shù)以及其他節(jié)能措施,智能照明系統(tǒng)在確保用戶舒適體驗的同時,最大限度地降低了能源消耗。

1.1.7安全與隱私保護技術(shù)

在物聯(lián)網(wǎng)時代,安全和隱私保護同樣重要。智能照明系統(tǒng)必須采取加密通信、安全認證和數(shù)據(jù)保護等措施來確保用戶數(shù)據(jù)的安全和隱私不被泄露。

1.2智能照明系統(tǒng)的市場發(fā)展、挑戰(zhàn)與機遇

智能照明系統(tǒng)正隨全球?qū)?jié)能減排和智慧城市建設(shè)需求的增長而迅速發(fā)展。這類系統(tǒng)不僅回應(yīng)了環(huán)保倡議,也滿足了對智能家居和商業(yè)自動化不斷增長的需求。當(dāng)前的市場趨勢顯示,智能照明正向集成化管理系統(tǒng)演變,實現(xiàn)與安防、能源管理等多系統(tǒng)的互聯(lián)互通。此外,個性化和定制化的照明解決方案日益增多,能滿足不同用戶和場景的需求。

技術(shù)創(chuàng)新是驅(qū)動市場增長的主要因素,尤其是LED照明技術(shù)的成熟、價格下降,以及物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能的綜合應(yīng)用3]。智能照明提供商正在向提供****的解決方案提供商轉(zhuǎn)變,涵蓋設(shè)計、安裝、調(diào)試、維護和數(shù)據(jù)分析等多方面。

盡管市場前景看好,但智能照明系統(tǒng)的推廣和應(yīng)用仍面臨諸多挑戰(zhàn),包括不同廠商和標準的兼容性問題、用戶對新技術(shù)的接受程度以及較高的初期投資成本。然而,隨著5G、邊緣計算技術(shù)的發(fā)展和新興環(huán)境感知技術(shù)及智能分析方法的應(yīng)用,智能照明系統(tǒng)正迎來新的市場機遇,為實現(xiàn)更加精細化和智能化的照明控制開辟了新路徑。

2能耗監(jiān)測的理論與方法

2.1能耗監(jiān)測的重要性

2.1.1理論基礎(chǔ)與目的

能耗監(jiān)測的根本目的是促進能源使用的可持續(xù)性。它基于能量守恒原則,旨在通過精準測量和管理能源消耗來優(yōu)化能源利用效率。這種監(jiān)測機制能夠識別能源浪費的關(guān)鍵點,提供改進措施,從而支持企業(yè)和組織在成本控制、能效提升、環(huán)境責(zé)任以及政策合規(guī)方面做出科學(xué)決策。

2.1.2在智能照明系統(tǒng)中的應(yīng)用

在智能照明系統(tǒng)中,能耗監(jiān)測提供了一種精細化的能源管理手段,它使得照明系統(tǒng)不僅僅是照亮空間的工具,而是成為了一個智能的能源管理參與者。通過在系統(tǒng)中集成的傳感器和計量設(shè)備,能耗監(jiān)測確保了能源消耗與實際需求之間的匹配。同時,它也為設(shè)備維護提供了預(yù)測性的分析,從而保障了系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)和降低了意外故障的風(fēng)險。

能耗監(jiān)測的戰(zhàn)略意義在于,它的數(shù)據(jù)驅(qū)動決策支持功能,不僅在操作層面提高了能效,也在戰(zhàn)略層面為企業(yè)節(jié)能規(guī)劃提供了依據(jù)。長期積累的數(shù)據(jù)使企業(yè)能夠洞察能源使用的模式和趨勢,為購買能源、投資新技術(shù)等重大決策提供了科學(xué)的支持。隨著物聯(lián)網(wǎng)和AI技術(shù)的融合發(fā)展,能耗監(jiān)測將繼續(xù)在智能照明領(lǐng)域扮演****的角色,推動照明系統(tǒng)向更智能、環(huán)保和經(jīng)濟的方向發(fā)展。

2.1.3能耗監(jiān)測的戰(zhàn)略意義

能耗監(jiān)測在智能照明系統(tǒng)中的應(yīng)用具有深遠的戰(zhàn)略意義,它不僅在短期內(nèi)通過的數(shù)據(jù)收集和分析促進能源成本的節(jié)約,而且在長期中可支持可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標。通過實時監(jiān)測和優(yōu)化能源使用,智能照明系統(tǒng)提升了能源利用效率,減少了不必要的能源浪費,并通過故障預(yù)測和維護需求的及時響應(yīng),保障了系統(tǒng)性能的優(yōu)化。智能照明系統(tǒng)所提供的詳盡數(shù)據(jù),不僅有助于環(huán)境保護和碳排放的減少,而且在政策制定和城市規(guī)劃中發(fā)揮了重要作用,使得決策更加科學(xué)和有預(yù)見性。隨著物聯(lián)網(wǎng)和智能化技術(shù)的進步,能耗監(jiān)測將進一步提升其效率,為智能照明系統(tǒng)的創(chuàng)新和應(yīng)用提供新的可能性,推動照明行業(yè)向著更環(huán)保、智能化的方向發(fā)展。

2.2能耗監(jiān)測的技術(shù)方法

在智能照明系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化中,能耗監(jiān)測技術(shù)扮演著核心角色,其主要聚焦于系統(tǒng)的準確性、實時性、可靠性以及用戶友好性。通過集成實時數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、云計算與邊緣計算、數(shù)據(jù)分析與模式識別等技術(shù),如圖2所示,智能照明系統(tǒng)形成了一個能耗監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。

智能照明系統(tǒng)內(nèi)的傳感器,包括光照傳感器、運動檢測器和溫濕度傳感器,負責(zé)收集照明使用和環(huán)境條件相關(guān)數(shù)據(jù)。這些傳感器提供關(guān)鍵參數(shù)的實時監(jiān)控,如照明強度、使用頻率和持續(xù)時間,從而提升數(shù)據(jù)收集的自動化程度。采集到的數(shù)據(jù)通過無線技術(shù)如Wi-Fi、ZigBee、藍牙以及LTE和5G網(wǎng)絡(luò)安全高效地傳輸至中央處理系統(tǒng),確保數(shù)據(jù)的及時處理。

云計算和邊緣計算技術(shù)在處理和分析龐大數(shù)據(jù)集方面發(fā)揮關(guān)鍵作用,提供了高效的計算平臺。這些技術(shù)的結(jié)合提升了能耗監(jiān)測的效率,且支持復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析和智能決策制定。同時,機器學(xué)習(xí)算法和人工智能技術(shù)用于從大數(shù)據(jù)中識別能耗模式和趨勢,預(yù)測未來需求,識別異常消耗,提出節(jié)能策略。

用戶友好的界面和反饋系統(tǒng)是能耗監(jiān)測的重要組成部分,提供了智能手機應(yīng)用、網(wǎng)頁界面和自動化報告工具等多種用戶接口方式,使用戶能夠直觀地查看和理解能耗數(shù)據(jù),并據(jù)此調(diào)整行為。此外,能耗監(jiān)測系統(tǒng)還與照明控制系統(tǒng)集成,實現(xiàn)基于環(huán)境變化的自動化能耗管理。

未來的能耗監(jiān)測將更多依賴于人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,以實現(xiàn)全自動化和高智能化的能耗管理[4]。在設(shè)計這些技術(shù)時,考慮系統(tǒng)的可擴展性、安全性和可維護性至關(guān)重要,同時還需確保符合現(xiàn)行的數(shù)據(jù)保護法規(guī),保障用戶數(shù)據(jù)的隱私和安全。

3智能照明系統(tǒng)在雙碳目標中的作用

3.1碳排放監(jiān)測與管理

在智能照明系統(tǒng)的研究與實踐中,碳排放監(jiān)測與管理成為實現(xiàn)雙碳目標的關(guān)鍵組成部分。智能照明系統(tǒng)利用集成的傳感器技術(shù)實時監(jiān)測能源使用,特別是電力消耗,這直接關(guān)聯(lián)到碳排放的量化5]。系統(tǒng)分析這些數(shù)據(jù)以識別高峰和非高峰時段的能源使用模式,并據(jù)此調(diào)整照明強度,有效降低電力需求和碳排放。

進一步地,智能照明系統(tǒng)在更廣闊的碳管理策略中扮演重要角色。它們能與建筑管理系統(tǒng)集成,與空調(diào)、加熱等能耗系統(tǒng)相協(xié)調(diào),從而優(yōu)化整體建筑能效。這不僅減少了單個系統(tǒng)的碳排放,而且提升了整個建筑群的能源管理效率。此外,智能照明系統(tǒng)通過其集成軟件平臺,可跟蹤和報告碳排放量。這些平臺將實時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為碳排放的估算值,并提供模擬和預(yù)測工具,助力決策者制定科學(xué)的碳減排策略。

綜合來看,智能照明系統(tǒng)在碳排放監(jiān)測與管理中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,不僅降低了自身的碳足跡,而且助力實現(xiàn)更為廣泛的可持續(xù)發(fā)展目標。隨著技術(shù)的進步和環(huán)境法規(guī)的完善,智能照明系統(tǒng)在碳管理領(lǐng)域的作用將持續(xù)增強,成為實現(xiàn)雙碳目標的關(guān)鍵力量。

3.2智能照明系統(tǒng)對能效提升的貢獻

智能照明系統(tǒng)在能效提升方面的作用不可小覷,其通過集成的傳感器和智能控制算法,能夠?qū)Νh(huán)境和使用模式進行實時監(jiān)控,并相應(yīng)地調(diào)整照明輸出,確保能源的有效使用。這種自適應(yīng)調(diào)節(jié)不僅減少了能源浪費,而且降低了運營成本,提高了系統(tǒng)的總體能效。此外,智能照明的集成管理平臺,可以在更廣泛的范圍內(nèi)進行能源優(yōu)化,從單個建筑到整個城市的照明網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)規(guī)?;哪苄Ч芾怼?/p>

LED技術(shù)的融合進一步增強了智能照明系統(tǒng)的節(jié)能潛力,提供了更長的壽命和更低的能耗。智能照明系統(tǒng)還支持與其他智能建筑系統(tǒng)的集成,如暖通空調(diào)系統(tǒng),以全面優(yōu)化建筑能效。用戶反饋機制和全生命周期能源管理的考慮,確保了智能照明系統(tǒng)不僅在直接節(jié)能上有效,而且在促進用戶節(jié)能行為和支持持續(xù)的能效管理方面也有所貢獻。隨著技術(shù)進步,智能照明系統(tǒng)在節(jié)能減排及助力實現(xiàn)雙碳目標的路途上將發(fā)揮越來越重要的作用。

4照明系統(tǒng)創(chuàng)新實踐與深度洞見

4.1智能照明系統(tǒng)實踐與評析

智能照明系統(tǒng)的實際應(yīng)用案例為理解其在現(xiàn)實世界中的作用和影響提供了寶貴的視角。以下是幾個國內(nèi)外在不同環(huán)境和規(guī)模上實施智能照明系統(tǒng)的案例,它們展示了物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)在提高能效、減少能源消耗及碳排放方面的實際成效。

商業(yè)建筑照明:文獻中7]提到,通過分析不同的照明控制策略,論文展示了如何有效提升商業(yè)建筑的能源效率。通過實施占用適應(yīng)和采光利用策略,例如安裝運動檢測傳感器和光傳感器,智能照明系統(tǒng)能夠根據(jù)實際需要動態(tài)調(diào)整照明。這些措施減少了在無人區(qū)域和自然光充足時的能源浪費。研究結(jié)果顯示,這些智能控制策略可以使日常能耗降低約10.22%。當(dāng)這些策略與物聯(lián)網(wǎng)(IoT)技術(shù)結(jié)合時,尤其在智能建筑中,能效提升更為顯著。這種綜合應(yīng)用的智能照明系統(tǒng)不僅降低了能源消耗,還為商業(yè)建筑提供了一種有效的節(jié)能解決方案,幫助應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)。

城市道路照明:文獻中8提到,通過采用智能控制系統(tǒng)和LED光源,實施了自動調(diào)節(jié)照明強度的措施。系統(tǒng)包括運維終端、管理中心、路燈采集器和智能單燈節(jié)電單元,能根據(jù)實時交通流量和光照條件自動調(diào)整照明。這些措施顯著減少了道路和橋梁照明系統(tǒng)的電能消耗。雖然論文沒有具體提到節(jié)能的具體百分比,但通過實際案例分析顯示,采用這些智能控制技術(shù)顯著增強了節(jié)能效果,展現(xiàn)了在道路和橋梁照明節(jié)能方面的巨大潛力。

工業(yè)建筑照明:文獻中[9]提到,通過優(yōu)化設(shè)計、選用光源和智能控制系統(tǒng)等措施,在工業(yè)建筑中實現(xiàn)照明節(jié)能。特別提出了利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行智能照明管理,如照度自動調(diào)節(jié)和人員活動監(jiān)測,以及通過使用LED燈具替代傳統(tǒng)高耗能照明設(shè)備來降低能耗。案例分析顯示,將400W金鹵燈替換為200WLED燈,在保證滿足照明需求的同時,功率密度值節(jié)省了約42%。這一改進預(yù)計每年可為大型工業(yè)廠房節(jié)省約280000kWh電量,突顯了在工業(yè)建筑中實施綜合節(jié)能措施的巨大潛力。這項研究不僅展示了節(jié)能技術(shù)的實際應(yīng)用效果,也為進一步推廣工業(yè)建筑節(jié)能提供了有力證據(jù)。

智慧校園照明:文獻中[10]提到,通過對UTHM的G3教學(xué)樓進行案例研究,識別了當(dāng)前的占用照明使用模式和照明性能,以確定照明系統(tǒng)的節(jié)能潛力和策略。研究發(fā)現(xiàn),31%的照明負載被浪費,13%的照明負載被用戶誤用。此外,照明性能滿足推薦的平均照度水平(300~500lx),這符合MS1525:2007對教室工作內(nèi)飾的照明要求。通過結(jié)構(gòu)化問卷調(diào)查了用戶對照明能源保護行為的認知意識和實踐,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)受訪者認為他們在照明能源保護行為上有良好的認知意識和實踐?;谶@些數(shù)據(jù),提出了結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性節(jié)能措施,以提高教學(xué)樓照明系統(tǒng)的使用效率和節(jié)能效果。這項研究顯示,通過實施節(jié)能措施,有潛力在教學(xué)建筑中節(jié)省大量能源和成本。

綜合分析表明,在商業(yè)辦公空間、城市基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)區(qū)域以及教育機構(gòu)中,智能照明系統(tǒng)已被證明可以提供高度定制化的解決方案,以滿足不同環(huán)境的特定需求。通過整合先進的傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理平臺和用戶友好的交互界面,這些系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)展現(xiàn)了它們在增進能效和助力達成雙碳目標方面的顯著潛力?,F(xiàn)有案例證實,智能照明系統(tǒng)不僅優(yōu)化了能源使用,還通過智能化管理,顯著提高了能源利用效率,進而為實現(xiàn)碳減排目標做出了重要貢獻。隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的不斷進步,我們可以預(yù)見,在未來,智能照明系統(tǒng)將為全球帶來更加顯著的經(jīng)濟收益和環(huán)境效益,從而在智慧城市和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域發(fā)揮更加關(guān)鍵的作用。

4.2智能照明實施的洞察與策略

智能照明系統(tǒng)在多個領(lǐng)域的成功案例揭示了集成化系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)據(jù)監(jiān)測、靈活的控制策略、用戶參與度的提高,以及系統(tǒng)間集成的能力,是提升能效和用戶體驗的關(guān)鍵因素。這些案例證明了智能照明系統(tǒng)不僅優(yōu)化了能源使用,通過智能化管理顯著提高了能源利用效率,而且為實現(xiàn)碳減排目標做出了重要貢獻1。隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的進步,智能照明系統(tǒng)將為城市和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域帶來更加顯著的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

在設(shè)計和實施智能照明解決方案時,考慮經(jīng)濟可行性與技術(shù)實施的平衡至關(guān)重要。長期的成本效益分析表明,雖然智能照明技術(shù)的初期投資較高,但通過節(jié)能帶來的長期節(jié)約能夠彌補這一成本。用戶的參與和接受度也是項目成功的決定性因素,用戶友好的界面和反饋機制能夠鼓勵和引導(dǎo)用戶行為,實現(xiàn)能源使用的優(yōu)化。智能照明系統(tǒng)的未來發(fā)展將依賴于跨系統(tǒng)整合的策略,這不僅提升了能效,還可能改善室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量,預(yù)示著智慧建筑發(fā)展的新趨勢。

5 安科瑞ALIBUS智能照明控制系統(tǒng)

5.1 背景

與傳統(tǒng)照明相比,智能照明可達到安全、節(jié)能、舒適、高效的目的,因此智能照明在家居領(lǐng)域、辦公領(lǐng)域、商務(wù)領(lǐng)域及公共設(shè)施領(lǐng)域均有較好發(fā)展前景。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G、云計算等新興信息技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)照明領(lǐng)域也從單一的照明模式進入到智能照明新時代,智能照明應(yīng)用的場景不斷拓展,“智慧工廠”、“智慧礦山”、“智慧車站”、“智慧港口”等概念不斷提出,智能照明新興技術(shù)的發(fā)展將不斷吸引工業(yè)照明企業(yè)加大研發(fā)投入,從而得到持續(xù)發(fā)展。

5.2 系統(tǒng)架構(gòu)

拓撲圖

6 系統(tǒng)主要功能介紹

6.1手動控制

靈活分組燈具可以靈活地編組,修改可以通過軟件設(shè)定,無需改變原有線路;場景切換,通過智能照明控制系統(tǒng)實現(xiàn)一個空間下的照明場景一鍵切換。

6.2定時控制

天文時鐘,根據(jù)經(jīng)緯度自動計算當(dāng)?shù)孛刻烊粘鋈章鋾r間,實現(xiàn)日落開燈、日出關(guān)燈;節(jié)假日模式,從周一到周日,根據(jù)每天的不同工作計劃,靈活設(shè)定每天的照明計劃;

預(yù)約模式,遇重大活動或節(jié)慶日,可以提前設(shè)定當(dāng)天的特殊照明計劃。預(yù)約的時控計劃將覆蓋日常的計劃被執(zhí)行。

6.3自動控制

通過照度探頭和(人體)運動傳感器來實現(xiàn)自動感知現(xiàn)場空間內(nèi)照明狀況和需求,從而根據(jù)事先的策略進行自動照明控制。

6.4調(diào)光控制。

節(jié)能減排,通過合理地亮度調(diào)節(jié),在符合照明標準要求的前提下盡可能地降低能耗,為節(jié)能減排做出貢獻;人因照明,人因照明(Human Centric Lighting,簡稱HCL),它模仿自然日光以提高身體機能。它提升了人的表現(xiàn)、舒適度、健康和安適狀態(tài);氛圍營造:通過色溫與亮度的調(diào)節(jié),為賓客營造舒適的環(huán)境氛圍或者為提升商品與展品的“顏值”做出貢獻。

6.5集中管理。

集中控制,GB 50034-2013《建筑照明設(shè)計標準》 7.3.2 公共場所應(yīng)采用集中控制;能耗監(jiān)測:GB51348-2019 《民用建筑電氣設(shè)計標準》 可實時顯示和記錄所控照明系統(tǒng)的各種相關(guān)信息并可自動生成分析和統(tǒng)計報表;故障報警:GB/T 34923-2017 《路燈控制管理系統(tǒng)》 應(yīng)具有數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)管理、亮燈率統(tǒng)計、故障監(jiān)測、遠程監(jiān)控、故障報警、地理信息管理等功能。

6.6系統(tǒng)對接

系統(tǒng)聯(lián)動,通過開關(guān)量信號與其他系統(tǒng)進行聯(lián)動,例如與消防監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動等;系統(tǒng)集成,作為一個子系統(tǒng),集成在大的系統(tǒng)平臺中,例如集成至我司的綜合能效管理平臺EMS系統(tǒng)。

7 系統(tǒng)硬件配置

名稱

型號

圖片

功能





安科瑞智能照明控制系統(tǒng)

ALIBUS

智能照明3-01

控制功能、狀態(tài)檢測、系統(tǒng)管理





開關(guān)驅(qū)動器

ASL220-Sx/16

ASL220-S4 16(2)

AC220V 供電;自帶RTC時鐘芯片,可離線獨立工作,執(zhí)行定時任務(wù)(含天文時鐘);自帶液晶顯示與按鍵面板,可在現(xiàn)場直接測試與設(shè)定參數(shù)自帶標準RS485接口,可依循;Modbus_RTU協(xié)議接入我司EMS綜合能效管理系統(tǒng)或第三方系統(tǒng)

調(diào)光驅(qū)動器

ASL220Z-SDx/16

ASL220-SDx/16

ASL210-SDx/16

XSX00212

AC220V 供電;0-10V調(diào)光接口,可支持20盞燈具同時調(diào)光;自帶RTC時鐘芯片,可離線獨立工作,執(zhí)行定時任務(wù)(含天文時鐘);自帶液晶顯示與按鍵面板,可在現(xiàn)場直接測試與設(shè)定參數(shù);電壓電流、電能監(jiān)測;繼電器過零觸發(fā)(220Z**功能);自帶標準RS485接口,可依循Modbus_RTU協(xié)議接入我司EMS綜合能效管理系統(tǒng)或第三方系統(tǒng)

小功率開關(guān)驅(qū)動器

ASL220-Sx/5

ASL210-Sx/5

XSX00272

AC220V 供電;自帶RTC時鐘芯片,可離線獨立工作,執(zhí)行定時任務(wù)(含天文時鐘);自帶液晶顯示與按鍵面板,可在現(xiàn)場直接測試與設(shè)定參數(shù);標配繼電器過零觸發(fā),適用于控制交流接觸器;自帶標準RS485接口,可依循Modbus_RTU協(xié)議接入我司EMS綜合能效管理系統(tǒng)或第三方系統(tǒng)





智能面板

ASL220-Fx/y

IMG_8370

實時提示目前照明開關(guān)狀態(tài)





10吋觸摸屏

ASL220-TP-101/B

1683699939459

常規(guī)控制功能,支持單控、群控、調(diào)光、傳感器使能控制;場景功能,最多可支持10個場景;定時功能,定時時間、定時任務(wù)可由客戶自定義修改;頁面資源豐富,可支持最多10個功能頁面;數(shù)值顯示功能密保功能,可由客戶自行設(shè)定鎖屏密碼





10吋觸摸屏

ASL220-TPeb84461e-101/Q


常規(guī)控制功能,支持單控、群控、調(diào)光、傳感器使能控制;定時功能,定時時間、定時任務(wù)可由客戶自定義修改;頁面資源豐富數(shù)值顯示功能;權(quán)限限制功能最大控制回路<500回路。





8 結(jié)語

8.1研究總結(jié)

本研究對物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)在實現(xiàn)雙碳目標的能耗監(jiān)測中的應(yīng)用進行了全面評估。研究表明,集成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能照明系統(tǒng)能夠顯著提升能效和用戶體驗,通過高度自動化和精準的能耗監(jiān)控,實現(xiàn)能源使用的優(yōu)化。智能照明系統(tǒng)強調(diào)了數(shù)據(jù)監(jiān)測的重要性,利用先進的傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)和用戶互動,為能源管理提供了實時、動態(tài)的解決方案。案例分析揭示了智能照明系統(tǒng)在不同場景下的節(jié)能潛力,證明了其在降低碳排放、提高能源效率方面的實際成效。

未來的發(fā)展需要集中于提升系統(tǒng)的技術(shù)集成、用戶參與和經(jīng)濟可行性,以確保長期的能效和環(huán)境效益。智能照明系統(tǒng)的持續(xù)優(yōu)化和技術(shù)創(chuàng)新,將為城市智能化和可持續(xù)性發(fā)展提供支撐,推動行業(yè)向更環(huán)保、智能化的方向發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的進步,預(yù)計智能照明系統(tǒng)將成為智慧城市和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的核心力量,為全球環(huán)境保護和能源管理開辟新的可能性。

8.2未來研究方向與建議

智能照明系統(tǒng)作為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一個重要分支,在推進雙碳目標和能效提升方面展現(xiàn)出巨大潛力。通過集成的傳感器網(wǎng)絡(luò)、智能控制策略以及用戶互動界面,它不僅優(yōu)化了能源使用,而且通過智能化管理顯著提高了能源利用效率,為節(jié)能減排做出了積極貢獻。實際案例分析顯示,無論在商業(yè)、工業(yè)還是教育等多個領(lǐng)域,智能照明系統(tǒng)均能提供定制化解決方案,以滿足特定環(huán)境需求,有效降低能源消耗和碳排放。

未來研究應(yīng)關(guān)注智能照明系統(tǒng)的技術(shù)融合、用戶參與度提升以及經(jīng)濟可行性,以確保長期的能效和環(huán)境效益。同時,跨領(lǐng)域集成和長期影響評估將是關(guān)鍵研究領(lǐng)域,以推動智能照明系統(tǒng)在智慧城市和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域中的核心作用。隨著技術(shù)的不斷進步,特別是物聯(lián)網(wǎng)和人工智能的深入發(fā)展,智能照明系統(tǒng)有望在全球環(huán)境保護和能源管理中開辟新的可能性,成為實現(xiàn)更環(huán)保、智能化照明的重要推動力。

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作者簡介:李明君,女,江蘇安科瑞電器制造有限公司,主要研究方向能耗管理系統(tǒng)。

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