淺談無(wú)線(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明系統研究

1引言

隨著(zhù)社會(huì )的發(fā)展，現代化酒店已經(jīng)不單單給住戶(hù)提供休息，逐漸成為人們就餐、娛樂(lè )、會(huì )議的地方。其中酒店照明系統是體現酒店重要組成部分，不僅要求光照舒適、綠色，同時(shí)需要根據住戶(hù)需求實(shí)現多情景的智能化控制。由于傳統的照明控制存在線(xiàn)路繁雜、燈光亮度無(wú)法控制且耗能較大等問(wèn)題，難以實(shí)現上述要求，逐漸被智能照明控制取代。

現今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展在很大程度上推進(jìn)了智能照明控制系統的發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過(guò)相關(guān)通訊技術(shù)可以將酒店中的檢測傳感器、燈光調控設備、智能終端等結合在一起，實(shí)現燈光實(shí)時(shí)控制、促進(jìn)人機交互?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明控制系統是一個(gè)集多種照明的智能控制、數字控制及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)于一身的集合體?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明控制系統，不僅增加酒店的智能化和美觀(guān)程度，而且使酒店照明維護、控制更加方便，同時(shí)在一定程度上降低能耗。

2系統方案設計

本系統采用具有感知層、控制層、網(wǎng)絡(luò )層和應用層的物聯(lián)網(wǎng)基本結構，融合傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，實(shí)現基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明系統。以智能照明控制器為控制核心，由各種傳感器（光敏、人體紅外）、照明終端、網(wǎng)絡(luò )通訊模塊組成，并且設計智能網(wǎng)關(guān)，可以實(shí)時(shí)對酒店內環(huán)境、各區域燈光狀態(tài)、設備狀態(tài)進(jìn)行獲取，且能夠控制智能燈具顏色、亮度，同時(shí)可利用智能終端實(shí)現各類(lèi)場(chǎng)景模式切換及調控。本系統支持RS232、RS485、CAN總線(xiàn)、TCP/IP、Wifi等多種通訊協(xié)議；同時(shí)融入支持光敏、人體感應、紅外測距等傳感器，是系統更加檢測、控制智能，從而更好的實(shí)現酒店環(huán)境檢測及智能燈狀態(tài)監測和控制。

本系統采用模塊化設計，每個(gè)模塊都具有獨立的硬件智能調控終端，如圖1所示，包括傳感器輸入模塊、智能照明控制器、大小功率調光模塊、電動(dòng)窗簾控制模塊、智能網(wǎng)關(guān)等組成，其中智能網(wǎng)關(guān)具有總體集中控制功能。智能照明控制器能對感知層（傳感器輸入模塊）獲取的環(huán)境、智能燈狀態(tài)信息進(jìn)行分析、處理和上傳；調光模塊利用PWM技術(shù)可以實(shí)現智能燈顏色變換、場(chǎng)景控制，在大廳、宴會(huì )廳時(shí)選擇大功率調光模塊；白天陽(yáng)光強烈時(shí)，系統自動(dòng)調節窗簾位置以遮擋自然光照；同時(shí)住戶(hù)、管理人員可通過(guò)手機、PC、平板實(shí)現智能燈相關(guān)控制。

圖1智能酒店照明控制系統

3系統的硬件設計

本系統采用分級控制的方法，設計了智能網(wǎng)關(guān)控制器、現場(chǎng)智能控制器(智能照明控制器、大下調光模塊、電動(dòng)窗簾等)、感知層傳感智能控制器。各模塊之間相互合作，統一協(xié)調工作，大大增大了系統的統一、兼容性能。由于酒店智能照明控制系統中需要采集信息點(diǎn)較多，所選硬件設備既要達到照明的要求也要可靠穩定運行，該方案選取合廣測控公司以下類(lèi)型的控制模塊，如表1所示。

本系統設計的智能網(wǎng)關(guān)控制器包括串口通訊、控制、協(xié)議轉換三大模塊，可以實(shí)現多協(xié)議之間的轉換；現場(chǎng)智能控制器可完成本系統中感知層的信息采集并將數據上傳的功能，通過(guò)預設的控制方案或者服務(wù)器傳來(lái)的命令完成對智能燈具、窗簾的控制。感知層采用光敏、人體紅外等數字傳感器，主要實(shí)現周?chē)h(huán)境信息采集。

4系統的軟件設計

為了降低程序的復雜度，增強程序的可讀性，簡(jiǎn)化程序調試、維護過(guò)程，軟件采用模塊化設計。針對于酒店不同區域分區治理，設計照度控制模塊、人體聯(lián)動(dòng)控制模塊、服務(wù)器控制模塊。

由于人對光照強度的敏感程度不同，設計了如圖2所示的針對單個(gè)房間設計的照度控制器，首先用戶(hù)可以根據需求設定光照強度，如偏離該閾值控制器則自動(dòng)進(jìn)行調節，實(shí)時(shí)給人提供舒適的光照。由于走廊或者大廳在晚間的人流量較少，設計了如圖3所示的人體聯(lián)動(dòng)控制器，通過(guò)監測人體紅外傳感器信息，實(shí)現“人來(lái)燈亮，人走燈滅"的功能。為了實(shí)現酒店內照明系統的集中控制設計了如圖4所示總服務(wù)器集中控制模塊，可以實(shí)時(shí)控制現場(chǎng)智能模塊。為了增加人機交互、提高用戶(hù)體驗，用戶(hù)可通過(guò)手機、平板等智能終端登錄酒店APP自動(dòng)對房間內的光照強度、顏色設置，場(chǎng)景切換。

5安科瑞智能照明控制系統

5.1概述

ALIBUS智能照明產(chǎn)品采用RS485總線(xiàn)技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，安全穩定。開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器具備獨立工作的能力，適用于一些中小型的項目；模塊化設計，可以任意拼接擴展，同時(shí)預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿(mǎn)足與AcrelEMS企業(yè)微電網(wǎng)管理云平臺進(jìn)行數據交換。

5.2應用場(chǎng)所

適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明控制需求。

5.3系統結構

5.4系統功能

1）實(shí)時(shí)檢測并顯示各個(gè)模塊的在線(xiàn)狀態(tài)，反饋現場(chǎng)受控回路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來(lái)瀏覽。

2）當發(fā)生模塊離線(xiàn)、網(wǎng)關(guān)設備掉線(xiàn)或者狀態(tài)反饋和下發(fā)控制命令不一致時(shí)會(huì )發(fā)生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個(gè)照明回路實(shí)現開(kāi)關(guān)控制；每個(gè)模塊、樓層都有相應的模塊控制開(kāi)關(guān)和樓層控制開(kāi)關(guān)，也可以一個(gè)模塊或者整個(gè)樓層實(shí)現開(kāi)關(guān)控制。

4）開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器支持過(guò)零觸發(fā)功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過(guò)零時(shí)進(jìn)行；可有效減少電磁干擾以及對電網(wǎng)的沖擊，延長(cháng)燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個(gè)照明回路可以預設掉電狀態(tài)，當照明電源掉電時(shí)，開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器會(huì )自動(dòng)切換到預設的掉電狀態(tài)；確保重新上電時(shí)燈具的開(kāi)關(guān)狀態(tài)是確定與可控的。

6）拖動(dòng)調光控件，照明設備從0%到100%進(jìn)行調光，可以對單個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，調光總控可以對一個(gè)模塊的照明回路實(shí)現調光控制，也可以對多個(gè)照明回路實(shí)現調光控制，通過(guò)圖標的亮滅狀態(tài)反饋現場(chǎng)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

7）點(diǎn)擊場(chǎng)景控件，打開(kāi)或者關(guān)閉對應場(chǎng)景設置，軟件界面上顯示不同的場(chǎng)景模式和場(chǎng)景功能，通過(guò)圖標的亮滅顯示對應的場(chǎng)景狀態(tài)是打開(kāi)還是關(guān)閉。

8）設置定時(shí)時(shí)間，確認時(shí)間點(diǎn)后，對該事件點(diǎn)執行的動(dòng)作進(jìn)行設置，設置燈在設定的時(shí)間點(diǎn)亮或者滅。

9）系統可以通過(guò)預設的當地經(jīng)緯度信息，自動(dòng)計算每天的日升日落時(shí)間；根據天文時(shí)鐘控制照明開(kāi)關(guān)，實(shí)現日落開(kāi)燈、日出關(guān)燈的功能。

10）所有定時(shí)控制計劃均可下發(fā)保存至驅動(dòng)模塊；當上位機系統故障或模塊離線(xiàn)時(shí)，驅動(dòng)模塊可以利用自帶的RTC時(shí)鐘維持定時(shí)控制計劃的正常執行，不影響日常的照明控制效果。

11）系統結構是分布式總線(xiàn)結構；系統內各元件不依賴(lài)于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過(guò)程序的設定實(shí)現功能的多樣性。

12）預留BA或第三方集成平臺接口，采用modbus、opc等方式。

5.5設備選型

6結論與展望

本文針對于傳統酒店照明控制單一、故障排查困難、線(xiàn)路復雜、場(chǎng)景色調單一等問(wèn)題，將光照、人體紅外等傳感器作為感知層；智能控制模塊作為控制層；手機、平板等作為網(wǎng)絡(luò )應用層，設計了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明控制系統，利用多級控制方案，可以很好的實(shí)現酒店房間、走廊、大廳等區域的智能燈控制，在一定的程度上增加住戶(hù)體驗，且能夠降低能耗。

參考文獻:

［1］.左臣華，公偉濤.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的酒店智能照明系統研究.上海中建東孚投資發(fā)展有限公司.

［2］.安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.05．