公共场所灯光智能控制系统的研究与实现

肖志钊

（茂名职业技术 学院，广东 茂名 ）

摘要：在智能化与互联网持续性发展的大环境下，公共场所灯光的控制系统开始向智能化转型。基于此，设计了公共场所灯光的智能控制系统，硬件部分以智能照明控制器与光照度传感器为设计方向，软件部分首先搭建出可以控制公共场所灯光的智能平台，其次就公共场所灯光的智能控制范围进行调试，再次设计出可以智能控制灯光的数据库，最后使用通信技术实现公共场所灯光的智能控制。实验证明，本次研究方法的耗电量、应急控制及灯光亮度等均较对比方法优越，具有可实施性。

关键词：智能控制；公共场所灯光；节能；控制系统；传感器；

中图分类号：TP212文献标识码:A

0引言

由于我国的照明技术发展较晚，所以目前公共场所灯光主要由日光灯、白炽灯这种环保性较差的光源组成。而智能照明系统要保证公共场所内人员的正常光照，首先，需要多方对比价格、功率、智能化等因素，以保证智能化控制的成本在可以接受的范围。其次，要考虑公共场所灯光的特点及功能，因为公共场所的人员流动性大。利用人员控制会导致效率低，所以设计出智能控制灯光很有必要，保证灯随人来而亮，人走而灭的节能理念。最后，要选择适用于公共场所的数据库，公共场所内的门窗或是墙体都会影响网络信号，所以就要保证无线网络的穿透力较强且稳定，同时安全性较高，无害于人体健康。

1硬件设计

1.1智能照明控制器

首先，智能照明控制器由一个UART接口和一个RJ45网络接口组成，分别有不同的作用，UART接口作为一个查询接口，可以设置并调整操作系统。RJ45网络接口允许控制器接入无线网或有线网，以此达到控制的效果。其次，智能照明控制器内含CH340T芯片，可以转换信号，利用更为优质的micro USB信号代替UART信号，实现与其他机器通信的功能^[1]。最后，该智能照明控制器是一体化的网络模式，HR911105A内部有指示灯及变压器，可以有效地实现智能灯光控制。

1.2光照度传感器

光照度传感器主要是由四个部分组成，分别为存储数据的PC端、控制主核心的DALI主控制器、驱动灯光的DALI从控制器以及照明灯。其中PC端主要控制通信，并存储接收的通信数据，再将数据进行分析与整理，最终给灯光提供不同的调整模式，并给灯光发送指令^[2]。DALI主控制器的作用比较大，是连接PC端与控制器的纽带，通过解析指令，控制光照度。DALI控制器主要的工作就是配合主控制器的工作，首先接收来自主控制器的信息，再对信息做出分析与鉴别，最后传达到传感器上，控制灯光的光照度。

2软件设计

2.1搭建控制灯光智能平台

通常情况下，控制灯光都是手动控制开关，增加了人工的成本。所以，设计可以智能控制灯光的平台，基于这一前提，搭建出智能控制灯光的平台是现阶段最重要的事，本次设计的智能系统是以互联网为主的应用类系统，支持x86、64位和ppc架构的Ubuntu系统^[3]。此系统中可以通过搭建智能环境以及控制平台达到智能控制的效果，基于智能系统的网络环境，减少人工成本，提高工作效率是此系统最大的优势。

2.2调试公共场所灯光的能控制范围

在智能控制系统出现的前期，控制范围是比较短的，所以很多时候还是需要人工参与，本次设计的智能控制系统旨在扩大控制范围，增加其灵活性，并且增加控制设施，在原有功能的基础上保证并联的电路，达到其中一个电器损坏不影响灯光的正常运行。公共场所灯光包括办公楼，餐厅，候车室等，所以灯光都有“值班表”，所以在控制各个时间段应该工作的灯光方面，也是智能控制范围的一环。通过智能控制系统，完成场景灯光的转换，并且通过各方面的测试，确保控制人员可以对各地区、房间的灯光状态了如指掌，最后再对灯光动态进行汇总与分析，将问题提交到中控站，实现完整的智能灯光控制。

2.3设计灯光智能控制的数据库

互联网的数据是多且杂的，如果靠人工实现，那将是一项庞大的工程，所以在智能系统方面，数据库这种可以自我检查系统信息的软件是必不可少的，在公共场所智能控制设计中，由于其庞大的联系网，在数据库方面就要有所改进，保证方便快捷。本次设计的数据库是嵌入式的轻型SQLite数据库，在依据ACID的关系型数据库的基础上，有一个较小的存储库。所以在安装过程中，只需要在第一次安装时连接网络信号，为不同的场所或房间设置出不同的ID，就能够控制多个房间或场所，或者在房间较多的场所设置分组号码，方便查看每个场所的灯光状态。

2.4实现公共场所灯光的智能控制

公共场所的灯光智能控制都会采取远程的方式通信，所以就需要智能照明控制器与光照传感器的控制终端，实现远程控制公共场所的开或关。公共场所有时会因为远或偏僻导致控制效果差，通过上述方法，增加了公共场所智能控制灯光的范围，改变了单一的人工管理模式，降低了人工成本，提高了公共场所灯光拆装的工作效率。并且，随着网络与通信技术的发展，未来智能控制模式还会愈加便利。例如，可以在公共场所安装控制开关，人们可以随意地转换灯光，提高人们在公共场所的舒适度。

3实验

本实验以某办公楼为例研究了公共场所的智能控制系统的实现方法，分别在电量消耗、控制方式、灯光亮度、故障次数、拆装过程以及应急管理等方面进行测试。

3.1实验测试

为了测试公共场所智能控制系统的智能控制效果及节电效果，选择某办公楼的两个相同的办公室，每个办公室的结构、面积、设置都相同，分别使用荧光灯、智能光控灯作为照明光源做对比实验测试。

3.2实验结果与讨论

各房间运行1天后，两种灯光的特点如表1所示。

表1两种灯光的区别

由实验结果可知，首先，使用智能光控灯的办公室的电量消耗较少，基本上实现了节约用电的目标；其次，荧光灯的控制方式比较单一，只能手动，增加人工成本；最后，由于荧光灯亮度太大，所以经常出现故障，也没有一个好的应急管理，只能等着再次进行麻烦的安装，而智能光控灯完全没有这种烦恼，灯光亮度是最接近人眼适应度的，而且通过网络互联，不会出现停用的情况，节约了人工的成本。通过实验测试分析，本次实验可以有效地控制公共场所的灯光。

4结束语

公共场所灯光的亮度过高、能源效率低、管理困难等问题都是智能控制系统可以避免的，为公共场所灯光改良提供方向。通过本文的研究，从多个方面对比普通荧光灯与智能光控灯的优缺点，并将此研究代入某办公楼中，结合该办公楼的实际情况，验证此次研究具有很高的可行性，提高了公共场所的智能控制能力。

参考文献

[1]王海英,李峰.基于虚拟仪器技术的实验室灯光智能调节算法研究[J].自动化与仪器仪表,2021(01):5-8.

[2]周娜,李军云,杨贇.基于物联网技术的城市景观照明智能控制系统及其应用——以上海虹口北外滩景观照明提升项目为例[J].照明工程学报,2020,31(05):131-136.

[3]张俊国,王卫.客车灯光的智能控制[J].客车技术与研究,2019,41(05):50-51+62.