关于无线物联网技术的酒店智能照明系统研究

 

未晓妃

安科瑞电气股份有限公司 上海嘉定 201801

   现今物联网技术的发展在很大程度上推进了智能照明控制系统的发展。物联网技术通过相关通讯技术可以将酒店中的检测传感器、灯光调控设备、智能终端等结合在一起，实现灯光实时控制、促进人机交互。基于物联网技术的酒店智能照明控制系统是一个集多种照明的智能控制、数字控制及网络技术于一身的集合体。基于物联网技术的酒店智能照明控制系统，不仅增加酒店的智能化和美观程度，而且使酒店照明维护、控制更加方便，同时在一定程度上降低能耗。

1 方案设计

 

   本系统采用具有感知层、控制层、网络层和应用层的物联网基本结构，融*传感器技术、自动控制技术及网络技术，实现基于物联网技术的酒店智能照明系统。以智能照明控制器为控制核心，由各种传感器（光*、人体红外）、照明终端、网络通讯模块组成，并且设计智能网关，可以实时对酒店内环境、各区域灯光状态、设备状态进行获取，且能够控制智能灯具颜色、亮度，同时可利用智能终端实现各类场景模式切换及调控。本系统支持RS232、RS485、CAN总线、TCP/IP、Wifi等多种通讯协议；同时融入支持光*、人体感应、红外测距等传感器，是系统更加检测、控制智能，从而更好的实现酒店环境检测及智能灯状态监测和控制。

   本系统采用模块化设计，每个模块都具有独立的硬件智能调控终端，如图1所示，包括传感器输入模块、智能照明控制器、大小功率调光模块、电动窗帘控制模块、智能网关等组成，其中智能网关具有总体集中控制功能。智能照明控制器能对感知层（传感器输入模块）获取的环境、智能灯状态信息进行分析、处理和上传；调光模块利用PWM技术可以实现智能灯颜色变换、场景控制，在大厅、宴会厅时选择大功率调光模块；白天阳光强烈时，系统自动调节窗帘位置以遮挡自然光照；同时住户、管理人员可通过手机、PC、平板实现智能灯相关控制。

图1智能酒店照明控制系统

2 系统的硬件设计

   本系统采用分级控制的方法，设计了智能网关控制器、现场智能控制器(智能照明控制器、大下调光模块、电动窗帘等)、感知层传感智能控制器。各模块之间相互合作，统一协调工作，大大提高了系统的统一、兼容性能。由于酒店智能照明控制系统中需要采集信息点较多，所选硬件设备既要达到照明的要求也要可靠稳定运行，该方案选取合广测控公司以下类型的控制模块，如表1所示。

   本系统设计的智能网关控制器包括串口通讯、控制、协议转换三大模块，可以实现多协议之间的转换；现场智能控制器可完成本系统中感知层的信息采集并将数据上传的功能，通过预设的控制方案或者服务器传来的命令完成对智能灯具、窗帘的控制。感知层采用光*、人体红外等数字传感器，主要实现周围环境信息采集。

3 系统的软件设计

   为了降低程序的复杂度，增强程序的可读性，简化程序调试、维护过程，软件采用模块化设计。针对于酒店不同区域分区治理，设计照度控制模块、人体联动控制模块、服务器控制模块。

   由于人对光照强度的敏*程度不同，设计了如图2所示的针对单个房间设计的照度控制器，首先用户可以根据需求设定光照强度，如偏离该阈值控制器则自动进行调节，实时给人提供舒适的光照。由于走廊或者大厅在晚间的人流量较少，设计了如图3所示的人体联动控制器，通过监测人体红外传感器信息，实现“人来灯亮，人走灯灭”的功能。为了实现酒店内照明系统的集中控制设计了如图4所示总服务器集中控制模块，可以实时控制现场智能模块。为了增加人机交互、提高用户体验，用户可通过手机、平板等智能终端登录酒店APP自动对房间内的光照强度、颜色设置，场景进行切换。

4 安科瑞智能照明控制系统

4.1概述

   ALIBUS智能照明产品采用RS485总线技术，技术成熟可靠，安全稳定。开关驱动器具备独立工作的能力，适用于一些中小型的项目；模块化设计，可以任意拼接扩展，同时预留I/O口以及Modbus接口，还可以满足与AcrelEMS企业微电网管理云平台进行数据交换。

4.2应用场所

   适合于各类智能小区、医院、学校、酒店，以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明控制需求。

4.3系统结构

4.4系统功能

1）实时检测并显示各个模块的在线状态，反馈现场受控回路的开关状态，监控界面按照楼层各分区的布局和回路列表来浏览。

2）当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警，并将故障报警信息记录并显示在界面中。

3）可以对单个照明回路实现开关控制；每个模块、楼层都有相应的模块控制开关和楼层控制开关，也可以一个模块或者整个楼层实现开关控制。

4）开关驱动器支持过零触发功能，负载（灯具）的分合操作仅在交流电过零时进行；可有效减少电磁干扰以及对电网的冲击，延长灯具与控制装置的寿命。

5）对每个照明回路可以预设掉电状态，当照明电源掉电时，开关驱动器会自动切换到预设的掉电状态；确保重新上电时灯具的开关状态是确定与可控的。

6）拖动调光控件，照明设备从0%到100%进行调光，可以对单个照明回路实现调光控制，调光总控可以对一个模块的照明回路实现调光控制，也可以对多个照明回路实现调光控制，通过图标的亮灭状态反馈现场开关的状态。

7）点击场景控件，打开或者关闭对应场景设置，软件界面上显示不同的场景模式和场景功能，通过图标的亮灭显示对应的场景状态是打开还是关闭。

8）设置定时时间，确认时间点后，对该事件点执行的动作进行设置，设置灯在设定的时间点亮或者灭。

9）系统可以通过预设的当地经纬度信息，自动计算每天的日升日落时间；根据天文时钟控制照明开关，实现日落开灯、日出关灯的功能。

10）所有定时控制计划均可下发保存至驱动模块；当上位机系统故障或模块离线时，驱动模块可以利用自带的RTC时钟维持定时控制计划的正常执行，不影响日常的照明控制效果。

11）系统结构是分布式总线结构；系统内各元件不依赖于其他元件而能够独立工作；系统内各元件可以通过程序的设定实现功能的多样性。

12）预留BA或第三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

4.5设备选型

5 结论

本文针对于传统酒店照明控制单一、故障排查困难、线路复杂、场景色调单一等问题，将光照、人体红外等传感器作为感知层；智能控制模块作为控制层；手机、平板等作为网络应用层，设计了基于物联网技术的酒店智能照明控制系统，利用多级控制方案，可以很好的实现酒店房间、走廊、大厅等区域的智能灯控制，在一定的程度上增加住户体验，且能够降低能耗。

作者介绍

未晓妃，安科瑞电气股份有限公司，178 2117 0311,主要研究方向为微电网能效管理和环保安全用电。