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      【干貨】詳解無線照明控制系統應用

      近年來無線照明產品越來越普及,從家居使用的Philips Hue、ilumi等產品,到大型樓層乃至建筑中使用的OSRAM Encelium等等,都已經或即將成為我們生活和工作中的一個要件。本文旨在對已有的無線照明控制的設備、連接方式和協議做一個比較概括的介紹,使得讀者能對這方面的知識有一個比較全面的了解。

      典型的自動照明控制應用涉及輸入設備(諸如光電傳感器)以及與之交互的功率控制器(諸如開關、調光器等)。雖然這些組件可以集成到同一設備(例如,壁箱式占用傳感器)中,但它們通常是分開安裝的。為了進行交互,輸入設備必須向控制器發送控制信號,然后由控制器來調控負載。傳統的主要方法是沿著專用的低壓線路(通常稱為“硬連線”)發送控制信號。最近迅速普及的一種方法是使用在空中傳播的無線電波進行通信,從而無需專用控制線路。由此產生的優勢使得先進的照明控制具有更大的安裝靈活性、良好的可擴展性和更低的安裝勞動成本,適用于許多應用,特別是布線難度較大的應用,比如在外墻、高天花板、硬質天花板、石棉基底表面、需要重新配置的空間和現有的實體建筑物中的應用。

      【干貨】詳解無線照明控制系統應用

      圖1:無線控制的概念圖。來源:Audacy Wireless Lighting Control。

      優點

      無線照明控制本身就具備硬連線控制系統的基本功能,而使用無線控制系統能夠帶來更多明顯的好處:

      ●靈活性:無線控制設備可以放置在任何需要的地方,不受布線限制,包括難以布線的區域。獨特的應用程序提供了更大的靈活性,這能有效縮短電氣規劃周期。安裝后也可以相對輕松地移動設備并擴展系統。

      ●節省勞動力和材料成本:無線控制無需專用控制線路和相關的開關支路、鋼絲繩、導管和其他原材料,可加快和簡化安裝進程。也無需對墻壁或天花板造成損壞,對業務運營幾乎沒有影響,因此無線控制非常適合于現有建筑物照明改造和街道照明等應用。

      ●可擴展性:隨著空間需求的變化,可以輕松擴展無線照明控制系統。

      無線控制的優勢使這些解決方案特別適用于運行控制線路的成本太高或根本不可能的應用領域,例如戶外區域、停車場、倉庫等的升級改造。

      無線系統

      無線照明控制系統通常由以下部件組成:

      ●燈具控制器(也稱為繼電器模塊、電源組或調光模塊),通常安裝在燈具內或燈箱內;

      ●輸入設備(例如:傳感器和開關);

      ●管理設備,包括網關(其功能類似于無線路由器);

      ●服務器。

      傳感器具有無線發射器,通過空氣將信號發送到嵌入在網關或中繼器模塊中的接收器,后者將信號發送到服務器,然后服務器與控制器通信以調節燈具的狀態。開關通常將信號直接發送到燈具控制器。

      無線控制的設備在安裝前一般都需要設置。在設置過程中,所有設備都會被識別并添加到可編程網絡中,在那里它們通常會被分組,并可由用戶為分組命名,比如“大廳燈”、“走廊燈”、“臥室燈”、“廚房燈”等等。設置方法因制造商而異,包括按鈕編程、條形碼掃描、手機應用設置、圖形數據庫生成等。

      對于要通信的設備,它們必須在彼此的信號覆蓋范圍內以確保可靠的信號傳輸。這些設備在拓撲內配置,以確保可靠的信號路徑。它們必須使用相同的協議(通信方法)進行互操作。否則,如果系統中的設備使用不同的協議,那么系統就需要使用網關、通過網關編程將操作數據發送回中央服務器。

      燈具控制器

      功率控制器是一種基于繼電器的設備,提供ON / OFF切換以及0-10VDC、DALI等全范圍調光操作。在無線系統中,控制器具有嵌入式無線接收器,可接受范圍內的無線電控制信號,然后在其設定規則內對這些信號進行處理。

      目前一些照明控制系統提供可集成到單個燈具中的控制器。許多系統還提供能夠處理更大負載的控制器,通常用于控制多個燈具。請注意,這需要從控制器到每個燈具的電源布線以及低壓調光控制布線。

      傳感器

      大多數的商業建筑能源法規要求使用占用傳感器和光傳感器作為控制系統的輸入設備。無線控制系統的唯一區別是這些傳感器包含無線發射器以使用無線電波與系統通信。傳感器可以是集成燈具的一部分或安裝于燈具以外的獨立組件。一些單獨安裝的獨立傳感器集占用傳感器和光傳感器的功能于一身,以最大限度地簡化安裝。還有一些傳感器具備額外的功能,例如溫度傳感。

      獨立傳感器可以由電池供電,如果使用EnOcean技術,則通過從所在空間收集能量(例如環境光)來提供動力。如果設備采用電池供電,則應配備高品質電池,以提供可靠性和長使用壽命。它還應與效率最高的設備相匹配,以最大限度地延長兩次充電之間的時間。

      開關和其他設備

      與傳感器一樣,在大多數空間中需要開關以便于手動控制。手動控制的優先級應該高于任何預設定的程序,以便于用戶在必要的時候可以自主地對系統進行控制,而不用受限于其他因素。開關也可提供調光操作。與傳感器一樣,它們可由電池供電或收集所在空間的能量,例如撥動開關產生的機械能。一些開關還提供附加功能,例如使用不同的按鈕來選擇不同的預設照明場景。

      許多控制系統可以使用觸摸屏手動控制面板。這些屏幕提供手動控制功能,可編程預設場景,具備聯網功能,以及可以集成一些非照明功能,如溫度控制和基于空間占用情況的節能調度。

      最后,一些系統允許將第三方設備合并到網絡中。例如,一些系統與無線插頭負載控制器通信以滿足現行的法規,而其他系統與暖通空調控制器通信以調控溫度。

      服務器和網關

      如果無線控制系統聯網進行單點日常操作和數據收集,它應具有中央服務器和(或)網關。服務器通常安裝在IT或電氣柜中,它存儲關于網絡上的照明和控制點的信息,它還存儲調試、編程信息,還可以存儲能源使用數據。

      大多數聯網的照明控制系統也使用網關將服務器的網絡連接分配給設備(控制器、傳感器和開關)。在大多數無線系統以及大多數有線系統中都是如此。在無線系統中,網關本質上是無線路由器,通常安裝在完成裝修的空間中。

      【干貨】詳解無線照明控制系統應用

      圖2:圖片來自OSRAM Encelium。

      如果服務器、網關和控制設備之間的連接中斷,控制設備將按照上次配置繼續運行。然而,與服務器中斷連接可能導致能量數據和其他功能的丟失。在某些系統中,服務器功能已合并到網關中。通過將該服務器功能與網關功能相結合,位于受控空間中的一個設備就足以完成兩項任務。

      但是,在大多數系統中,服務器是與網關分開的。這種情況對于集中式控制系統來說是比較普遍的,對于大多數基于房間區域的系統而言通常也是如此。在這種情況下,網關必須通過某種形式的電纜連接到服務器,通常使用以太網電纜(即Cat 5e)來實現。在大型空間中,例如大型開放式辦公樓層,服務器通常位于IT室或電氣柜中。網關遍布整個受控空間。因此,電纜必須從受控空間中的網關路由到IT室或電氣柜中。

      如果業主允許,則可以使用業主現有的IT網絡將網關連接到服務器。如果您可以將網關以及服務器物理連接至現有的網絡端口,則只需確定網關的IP地址,服務器軟件就可以找到它們并將它們拉到照明控制系統上。在這種情況下,不需要從受控空間到建筑物的核心排布額外的電纜來進行此連接。

      【干貨】詳解無線照明控制系統應用

      圖3:圖片來自OSRAM Encelium。

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