智慧照明发展探讨

发布时间：2024-12-29 19:44

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随着我国经济时代不断发展，路灯不在是单一的照明，其可以做到根据天气以及车流量进行实时调节照明的时间和亮度，为人们提供了帮助和便利。智慧照明的环保节能和舒适照明成为了两个关键，不管是在室外还是在室内，智慧照明都给人们带来了很大的帮助。对此，本文对智慧照明的发展的方向进行了分析。
“智慧城市”在国内经过数年发展，已经有许多实践经验和落地案例。智慧照明作为智慧城市不可缺少的环节，也随着得到了长足的发展。由于人眼对于光的依赖性，照明系统涉及几乎所有人类活动的场合和情景。智慧照明作为未来照明系统的发展方向，必然与每个人的生活、工作、学习息息相关。虽然智慧照明发展迅速，取得了巨大的效益，但是也暴露出一些问题，制约着智慧照明的良性发展。

1 传统照明系统与新型照明系统

照明系统一般分为室内照明系统和室外照明系统。照明设计工作一般也围绕该内容进行开展。其中室内照明设计包括工业、公共、居住等各类型室内照明设计；室外照明设计又包括城市道路照明设计、城市夜景照明设计及露天作业场地照明设计等。
传统照明系统只着眼于满足人眼对于光亮的要求，包括目前对于照明系统的各种规范标准。自历史上第一个发光的电灯泡发明开始，各种用电灯具就被赋予了“照亮”的基本使命。从第一代电灯泡极力提高灯泡寿命到近现代的照度、亮度、显色、炫光等的要求，无不围绕让眼睛感受到最合适的光这一核心问题。当然传统照明系统在其它方面也得到长足的发展，一些也成为后续新型照明系统产生的基础，如灯具控制方面的时控、声控开关、生物感应开关等。
新型照明系统是智慧照明发展的产物，其“新型”主要体现在以下几个方面：
(1)新型灯具
新型照明系统目前普遍使用LED型灯具，同时LED灯具已经完全取代部分传统灯具。LED灯具具有高效节能、寿命长、绿色环保等优点，同时也具有光照角度较小、光照均匀度较差、价格较为昂贵的缺点。
(2)新型控制器
在智慧照明的发展背景下，各类新型控制器应运而生。新型单灯控制器除可以实现传统控制器按要求开关灯具的功能外，还可以对单个特定灯具实现亮度、颜色等参数的精确控制，甚至依托于配置的标准通信接口，可以将灯具按要求组成各类大型点阵显示屏。
(3)新的使用要求
新型照明系统除传统照明系统可以实现各类照明要求外，同时还可以满足一些特殊的需求，如节能的需求、新型信息载体的需求、按场景智能照明的要求等。

2 自动化、智能化、智慧化

智慧照明得以发展与灯具的控制形式密不可分，纵观灯具照明控制发展历史，总体经过人工控制、自动控制、智能控制、智慧控制四个阶段。
自电灯被发明时，一个手动的开关便相随每个灯具，使用者可以根据实际情况通过开关打开或关闭灯具。此阶段为灯具的人工控制阶段，开关灯具均需要人工操作。
随着科学技术发展，出现了时控开关、声控开关、生物开关等新型灯具控制装置，实现了灯具随时间、脚步声、是否有人等条件自动的开启和关闭。该阶段为照明系统的自动化控制阶段。
照明的智能化阶段与灯具控制器的微电脑处理器大规模使用密不可分。微电脑处理器通过各类传感器将照明场景需要的感知量进行收集，通过与设定场景及设定参数作比较，智能的调节特定灯具或成组灯具，使照明符合设定要求。此阶段为照明的智能化阶段。
智慧化是智能化的深化和发展，是智能化系统的有机组合。其发展依托于物联网、云计算和大数据等技术，将存在孤岛效应的智能化照明系统，组合成为一个具有智慧照明能力的智能系统集合。此阶段为照明的智慧化阶段。
由上可知，以上四个阶段在时间上为递进关系，先由人工操作到自动化，再到智能化及智慧化。同时也可以发现在灯具控制需求上也是递进关系，由于手动操作的不方便推进自动化的发展，由简单的自动化向有自主判断的智能化发展，再由多个智能化的系统组成为智慧化的系统。因而构建一个照明控制系统需要结合灯具控制需求，从特定的照明系统控制阶段开始，按阶段逐一升级发展到智慧化，特别是按控制需求的更新升级阶段。跳跃升级阶段会由于控制需求的无法匹配导致照明控制系统构建失败的效果。

3 智慧照明发展的现状

智慧照明随着智慧城市的发展，取得许多的成果，也暴露出许多问题。

3.1 智慧照明在节能等多方面体现出优势

(1)智慧照明节能效果显著
随着城市的发展，智慧照明的节能有明显的提升。其可以做到定时的控制照明，在平常的工作日期间，可以让城市的照明满足人们对光亮的需求，在平常人们休息时还可以为人们在建筑物利用灯光为人们带来不一样的视觉感受。城市人口量非常大，智慧照明可以完成实时感控，通过先进的技术对照明线路进行管理。全面的提高了照明系统的管理水平，在满足城市的需要的同时，通过科学的管理方法有效的控制电量的消耗。
(2)智慧照明
智能照明采用互联网技术技术、有线、无线通讯技术、电力载波通讯技术以及节能控制技术等等完成了对灯具智能控制的目的，具有远程照明等多种功能控制，可以完成节能和舒适以及成果高的目的。大大降低了电力资源的消耗，保证了更好的照明管理水平，减少了运行维护成本，是一种新的照明方式。

3.2 智慧照明虽然发展迅速，也突显出一些问题

(1)智慧照明发展与照明及照明控制需求不匹配
当前大部分智能照明的工作没有找到城市需要的重点，实用性不高，导致这项工作没有办法落实，在短时间内没有办法形成创新的发展。这方面的工作需要很大的投资，触及的方面很多，在进行现实的工作中，由于受到相关部门的管理，在各个方面很难做到统一，这样就会出现管理不一致，责任分布不明确，通常会形成资金来源复杂和管理上的困难等问题。
(2)LED灯具的缺陷导致照明体验较差
照明光是为了建设出健康舒适的视觉，要把节能放在首要的位置，完成这方面的需求，LED光源在光效上已经取得了很好的成绩。结合电力电子变频技术驱动控制，只要能考虑到高效率、低频闪烁两个关键点，无论是交流还是直流的LED驱动方式都可以应用，其余的就是可靠性和价格。但有待解决的是问题是对于电压、电流额定值、驱动电路，目前国际上还没有统一的标准规范。将光组件与驱动电路组合成一个独立光源元器件，是为了解决灯具的兼容性和互换性成为主流，简化灯具的结构，但是，由于小零件出了问题而造成的资源浪费对消费者和地球都没有好处。在大量的研究中，对驱动LED的电源和驱动设计进行了研究，针对不同场景要求、功率大小、控制方式等，可以进行预测未来的发展方向是高可靠性和长寿命是共识基线。当然，从珍惜资源和促进照明工厂的生产控制方面来说，应该是驱动功率可以简化为几个不同的瓦数，比如传统照明，任何不同厂家，不同电压和电流规格的LED光学元件都可以由同样的电源驱动来兼容驱动和调光控制，需要一些远见性计划和创新设计，这就需要企业界进行考虑。
(3)档案管理设施老旧
当今城市的基础设备快速的发展和办公网络化的需求，以往的档案管理办法和老旧的基础设备已经不符合现代的管理需要了。对此就出现了许多的实际问题。路灯的管理工作人员面对是时间跨度长达几十年的照面设备，时间长以及流动人员等原因形成了没有办法对真实的照明设备数据进行把握。系统的数据和现实的实际地理位置的信息等当面有很大的差别，对于城市照明科学准确管理有很大的影响。
(4)设施装备老旧更新进度慢
随着当前科技的发展进步，大量的先进技术应用于城市照明监控管理，照明的监控装备和照明的设施技术有了新的进展。由于电子电器产品的笃定属性，在进过长时间的使用后通常会出现设备老化和功能失调等问题，尤其是老旧的地区，设备老化非常严重，对于城市的照明管理有很大的影响，这方面设备的更新提升的进展已经成了现在照明管理的难点。

4 可能的创新方向

4.1 建立完善的数据库

根据现在城市照明的设备管理系统，完善好数据的收集和整理，统一规范格式，定期去进行更新数据，完成路灯智能照明的建设。把单灯控制系统和城市照明设备数据库联系在一起，完成城市照明管理信息载体和数据基础，建设城市照明设施数据管理系统，为智能照明的构建打下良好的基础。

4.2 制定统一的生产标准

品牌集成将会成为智慧照明的一大发展趋势。把不同的品牌产品集中在一起，就可以把各个品牌中好的产品集中到一个项目上去，以推动照明的智能化。市场上照明的产品种类很多，如果要求所有的设备都用同一个厂家的产品，那是不可能的也是缺乏创新性的。只有统一一个控制平台才能兼顾各方的利益，这样对于智慧照明的产品也更容易让人们接受了。