安科瑞 繆凱倫

摘要：現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)高速發(fā)展，許多場(chǎng)所已經(jīng)開(kāi)始合理應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)，作為工廠生產(chǎn)的重要因素之一，工廠照明系統(tǒng)的智能化控制可以有效提高工廠對(duì)能源的利用率，并且能夠分好的降低成本。而將互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)應(yīng)用到工廠照明系統(tǒng)的方法則可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠照明系統(tǒng)的只能回管理控制，已達(dá)到有效合理的智能管理模式。本文就是從物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用角度對(duì)工廠智能照明系統(tǒng)的建立進(jìn)行探討的。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；工廠智能照明；智能照明控制系統(tǒng)

0. 引言

據(jù)大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示在大型工廠照明供電方面耗電量占比為全國(guó)總電量的百分之十七以上，甚至在一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，工廠照明耗電量是工廠所不能承擔(dān)的。所以為了降低工廠的生產(chǎn)

成本，擴(kuò)大盈利占比，工廠智能照明系統(tǒng)的構(gòu)建成為了必然的道路，同樣也有助于生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展，是國(guó)家發(fā)展*的重要過(guò)程。傳統(tǒng)的工廠照明系統(tǒng)都是由人為管控的，有些較為*工廠則是使用特定的單片機(jī)通過(guò)預(yù)先設(shè)定的系統(tǒng)來(lái)完成控電管理的，這些傳統(tǒng)的供電管理模式無(wú)疑是具有許多弊端的，比如他們的穩(wěn)定性差，維修困難，容易引發(fā)連鎖反應(yīng)等問(wèn)題，特別是傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)缺乏系統(tǒng)自檢往往是在系統(tǒng)暴露出不易維修的大問(wèn)題時(shí)人們才會(huì)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)電路發(fā)生故障，所以我們要研究基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠智能照明系統(tǒng)。

1. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探究

經(jīng)過(guò)對(duì)個(gè)種傳統(tǒng)工廠用電照明系統(tǒng)的研究分析，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，要將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到工廠的照明一通當(dāng)中，其主要的目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)幾種傳統(tǒng)照明系統(tǒng)不具備的快捷功能。首先就是要滿足工廠日常工作所需用電量供給，對(duì)于設(shè)備大多數(shù)工廠是實(shí)行二十四小時(shí)工作制的，所以夜間工作是照明系統(tǒng)的重要性是不可忽視的，需要為工廠生產(chǎn)提供照明以保證生產(chǎn)質(zhì)量和

安全生產(chǎn)。

然后是要時(shí)間對(duì)照明設(shè)備的實(shí)時(shí)控制管理既照明系統(tǒng)的智能化控制，常規(guī)的工廠照明系統(tǒng)采用人工和定時(shí)開(kāi)關(guān)的照明管理方式，但是這樣的傳統(tǒng)管理模式顯然存在著問(wèn)題，管理難度大，故障發(fā)生率高，這些都是不易解決的問(wèn)題，很難克服。特別是不能根據(jù)實(shí)際使用情況對(duì)照明設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)分配調(diào)節(jié)，但是作為智能化的管理系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的照明設(shè)備管理平臺(tái)能夠根據(jù)外界環(huán)境變化自動(dòng)調(diào)節(jié)照明亮度，對(duì)照明系統(tǒng)的及時(shí)有效管控是傳統(tǒng)照明方式所不具備的。

并且智能化的照明設(shè)備可以節(jié)約成本，降低不必要的浪費(fèi)，對(duì)資源的合理利用度高，同時(shí)使用物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)控制是通過(guò)設(shè)計(jì)與安裝無(wú)線收發(fā)模塊的方式對(duì)每個(gè)照明是被進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)的，這一方式不僅實(shí)現(xiàn)了照明系統(tǒng)的智能化管控，而且還減少了工廠的用電量降低了運(yùn)行費(fèi)用。其中關(guān)鍵的是保障了工廠的生產(chǎn)，對(duì)照明設(shè)備的檢修也是較為方便的，智能化的系統(tǒng)能夠在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)檢測(cè)出來(lái)并及時(shí)報(bào)警，降低了安全隱患。

2. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的工廠照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)主要采取新式單片機(jī)為系統(tǒng)主體，應(yīng)用現(xiàn)代化傳感器技術(shù)、自動(dòng)管理控制技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)等通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠照明系統(tǒng)的智能化管理操作。具體的設(shè)計(jì)

方案如下

2.1 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

該平臺(tái)的硬件控制系統(tǒng)分為主控制模塊和子控制模塊兩個(gè)部分，其中主模塊主要用于中心控制管理系統(tǒng)，而子模塊則分布在工廠的各個(gè)照明環(huán)節(jié)中，成網(wǎng)絡(luò)狀分布，通過(guò)對(duì)工廠布

局的了解研究將子模塊分布安裝在不同的區(qū)域。根據(jù)主模塊的性能，系統(tǒng)需要采用新式的單片機(jī)，其內(nèi)部的大容量存儲(chǔ)器和寄存器可以滿足大部分工廠的照明需求，而且產(chǎn)品性價(jià)比

較高。顯示屏主要用來(lái)反應(yīng)主模塊接收處理后的信息，所以顯示模塊主要的功能就是及時(shí)將采取的信號(hào)進(jìn)行反饋。

2.2 硬件系統(tǒng)區(qū)域分布管理

顯示模塊主要采取三態(tài)總線驅(qū)動(dòng)的輸出方式，這種輸出方式的信息傳輸率，可以有效改善信號(hào)傳輸故障頻發(fā)的問(wèn)題。對(duì)于二階段子控模塊的設(shè)計(jì)。子控模塊主要采取與主模塊相匹配的芯片，該種芯片具有功耗低、抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)，所以其所形成的控制系統(tǒng)穩(wěn)定性高。要實(shí)現(xiàn)工廠照明系統(tǒng)的智能化控制首先要解決的就是對(duì)信息采集系統(tǒng)的完善，有效的信息采集可以幫助系統(tǒng)以較快時(shí)間做出優(yōu)化的解決方案。其中子控制模塊的故障檢測(cè)功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，并且將檢測(cè)得到的數(shù)據(jù)信息及時(shí)匯總并傳輸給中心主模塊，主模塊在經(jīng)過(guò)信息匯總分析處理后再將處理結(jié)果反饋到顯示屏上。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)照明系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

其中物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中軟件平臺(tái)是整個(gè)照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能管理的技術(shù)核心，對(duì)于工廠不同環(huán)境區(qū)域的不同照明需求，系統(tǒng)做出針對(duì)性的規(guī)劃管理; 對(duì)不同的照明需求區(qū)域采取不同的照

明系統(tǒng)，通過(guò)日照變化自動(dòng)調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)的工作狀態(tài); 同時(shí)采取自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，將天氣變化輸入系統(tǒng)信息檔案，使系統(tǒng)可以根據(jù)外界的光線明暗程度進(jìn)行自動(dòng)控制調(diào)節(jié)。

2.4 使用LED智慧照明系統(tǒng)

工廠照明系統(tǒng)中LED智慧照明系統(tǒng)的應(yīng)用具有廣闊前景，雖然LED照明設(shè)備的成本較高，但是其較高的性價(jià)比具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，必要的前期投入有助于照明系統(tǒng)的合理構(gòu)建。相比于傳統(tǒng)的照明網(wǎng)絡(luò)，使用LED照明設(shè)備的節(jié)電量可以達(dá)到普通消耗亮量的百分之七十以上，這個(gè)數(shù)據(jù)是十分可觀的，熱切在后期的維護(hù)保養(yǎng)上也有很大的優(yōu)勢(shì)，可以有效節(jié)約保養(yǎng)費(fèi)用。LED智慧照明系統(tǒng)能夠很好地滿足經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的要求，而且LED照明設(shè)備普遍壽命較長(zhǎng)還不易發(fā)生故障，對(duì)于前期的成本投入可以在后期的保養(yǎng)中節(jié)約出來(lái)。

3.安科瑞為智能工廠智能照明控制系統(tǒng)提供方案

3.1安科瑞智能照明監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結(jié)構(gòu)，即站控層，通訊層與間隔層； 如圖（1）所示：

圖（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

間隔設(shè)備層主要為：開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器，這些裝置分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)的一次設(shè)備安裝在電氣柜內(nèi)，這些裝置均通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)KNX總線組網(wǎng)通訊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集。

網(wǎng)絡(luò)通訊層主要為：智能照明網(wǎng)關(guān)，其主要功能為把分散在現(xiàn)場(chǎng)采集裝置集中控制，同時(shí)遠(yuǎn)傳至站控層，完成現(xiàn)場(chǎng)層和站控層之間的數(shù)據(jù)交互。

站控管理層：設(shè)有高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)、顯示器、UPS電源、打印機(jī)等設(shè)備。監(jiān)控系統(tǒng)安裝在計(jì)算機(jī)上，集中采集顯示現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況，以人機(jī)交互的形式顯示給用戶。 以上開(kāi)關(guān)模塊均采用KNX總線傳輸，一般都采用4根連線，接線簡(jiǎn)單方便，傳輸距離可達(dá)1.2km。

3.2安科瑞智能照明系統(tǒng)組成

1.定時(shí)控制

通過(guò)時(shí)鐘管理器，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的有關(guān)區(qū)域照明的定時(shí)和自動(dòng)管理功能，實(shí)現(xiàn)公共通道、景觀照明、泛光照明、車(chē)庫(kù)照明定時(shí)控制。如百葉窗定時(shí)升降、集中供熱定時(shí)調(diào)節(jié)、節(jié)假日照明定時(shí)關(guān)閉、定時(shí)通知等。

2.場(chǎng)景控制

智能照明控制系統(tǒng)根據(jù)各個(gè)部門(mén)的需求，設(shè)定不同種類的場(chǎng)景模式，進(jìn)行各種照明燈光的組合，達(dá)到美化工作環(huán)境的效果；結(jié)合人體感應(yīng)傳感器，當(dāng)人員離開(kāi)時(shí)，關(guān)閉所有該會(huì)議室照明。

3.實(shí)時(shí)監(jiān)控

控制室，配置一臺(tái)中控主機(jī)，所有照明控制設(shè)備，通過(guò)KNX網(wǎng)關(guān)，接入監(jiān)控系統(tǒng)，操作管理人員，可以通過(guò)中控電腦，實(shí)時(shí)監(jiān)視總線、區(qū)域、樓層、樓棟等照明狀態(tài)，并可根據(jù)需求進(jìn)行控制調(diào)整。系統(tǒng)繪圖工具支持向量圖和多層頁(yè)面，圖形頁(yè)面縮放方便，切換簡(jiǎn)單，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對(duì)象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制，增加可視化的空間效果。

4.報(bào)警處理

系統(tǒng)提供了警報(bào)處理能力，用戶可采用編程來(lái)完成不同的任務(wù)，當(dāng)某種警報(bào)條件出現(xiàn)時(shí)應(yīng)做什么，可由用戶自行確定。

5.事件通報(bào) 系統(tǒng)提供了事件通報(bào)功能，支持郵件通報(bào)、文本輸出以及事件驅(qū)動(dòng)打印，可按照用戶預(yù)先設(shè)置的條件，觸發(fā)事件通報(bào)功能。

3.3設(shè)備選型

4.結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)實(shí)踐信息匯總發(fā)現(xiàn)，使用物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)管理平臺(tái)對(duì)工廠的安全生產(chǎn)有很好的保障作用，同時(shí)還能夠有效節(jié)約成本，是工廠利益實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，完成工廠能源的合理利用，在降低成本的同時(shí)提高工廠盈利。物聯(lián)網(wǎng)智能照明系統(tǒng)主要是對(duì)工廠現(xiàn)有的傳統(tǒng)照明系統(tǒng)的改良和探索，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)工廠的智能化照明管理。