淺談無線物聯網技術的研究

1引言

隨著社會的發展，現代化酒店已經不單單給住戶提供休息，逐漸成為人們就餐、娛樂、會議的地方。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，同時需要根據住戶需求實現多情景的智能化控制。由于傳統的照明控制存在線路繁雜、燈光亮度無法控制且耗能較大等問題，難以實現上述要求，逐漸被智能照明控制取代。

現今物聯網技術的發展在很大程度上推進了智能照明控制系統的發展。物聯網技術通過相關通訊技術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，實現燈光實時控制、促進人機交互。基于物聯網技術的酒店智能照明控制系統是一個集多種照明的智能控制、數字控制及網絡技術于一身的集合體。基于物聯網技術的酒店智能照明控制系統，不僅增加酒店的智能化和美觀程度，而且使酒店照明維護、控制更加方便，同時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、網絡層和應用層的物聯網基本結構，融合傳感器技術、自動控制技術及網絡技術，實現基于物聯網技術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、網絡通訊模塊組成，并且設計智能網關，可以實時對酒店內環境、各區域燈光狀態、設備狀態進行獲取，且能夠控制智能燈具顏色、亮度，同時可利用智能終端實現各類場景模式切換及調控。本系統支持RS232、RS485、CAN總線、TCP/IP、Wifi等多種通訊協議；同時融入支持光敏、人體感應、紅外測距等傳感器，是系統更加檢測、控制智能，從而更好的實現酒店環境檢測及智能燈狀態監測和控制。

本系統采用模塊化設計，每個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、電動窗簾控制模塊、智能網關等組成，其中智能網關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）獲取的環境、智能燈狀態信息進行分析、處理和上傳；調光模塊利用PWM技術可以實現智能燈顏色變換、場景控制，在大廳、宴會廳時選擇大功率調光模塊；白天陽光強烈時，系統自動調節窗簾位置以遮擋自然光照；同時住戶、管理人員可通過手機、PC、平板實現智能燈相關控制。

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，設計了智能網關控制器、現場智能控制器(智能照明控制器、大下調光模塊、電動窗簾等)、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型的控制模塊，如表1所示。

本系統設計的智能網關控制器包括串口通訊、控制、協議轉換三大模塊，可以實現多協議之間的轉換；現場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，通過預設的控制方案或者服務器傳來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，主要實現周圍環境信息采集。

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，簡化程序調試、維護過程，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、人體聯動控制模塊、服務器控制模塊。

由于人對光照強度的敏感程度不同，設計了如圖2所示的針對單個房間設計的照度控制器，首先用戶可以根據需求設定光照強度，如偏離該閾值控制器則自動進行調節，實時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所示的人體聯動控制器，通過監測人體紅外傳感器信息，實現“人來燈亮，人走燈滅"的功能。為了實現酒店內照明系統的集中控制設計了如圖4所示總服務器集中控制模塊，可以實時控制現場智能模塊。為了增加人機交互、提用戶體驗，用戶可通過手機、平板等智能終端登錄酒店APP自動房間內的光照強度、顏色設置，場景切換。

5安科瑞智能照明控制系統

5.1概述

ALIBUS智能照明產品采用RS485總線技術，技術成熟可靠，安全穩定。開關驅動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，同時預留I/O口以及Modbus接口，還可以滿足與AcrelEMS企業微電網管理云平臺進行數據交換。

5.2應用場所

適合于各類智能小區、醫院、學校、酒店，以及體育場所、機場、隧道、車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）實時檢測并顯示各個模塊的在線狀態，反饋現場受控回路的開關狀態，監控界面按照樓層各分區的布局和回路列表來瀏覽。

2）當發生模塊離線、網關設備掉線或者狀態反饋和下發控制命令不一致時會發生故障報警，并將故障報警信息記錄并顯示在界面中。

3）可以對單個照明回路實現開關控制；每個模塊、樓層都有相應的模塊控制開關和樓層控制開關，也可以一個模塊或者整個樓層實現開關控制。

4）開關驅動器支持過零觸發功能，負載（燈具）的分合操作僅在交流電過零時進行；可有效減少電磁干擾以及對電網的沖擊，延長燈具與控制裝置的壽命。

5）對每個照明回路可以預設掉電狀態，當照明電源掉電時，開關驅動器會自動切換到預設的掉電狀態；確保重新上電時燈具的開關狀態是確定與可控的。

6）拖動調光控件，照明設備從0%到100%進行調光，可以對單個照明回路實現調光控制，調光總控可以對一個模塊的照明回路實現調光控制，也可以對多個照明回路實現調光控制，通過圖標的亮滅狀態反饋現場開關的狀態。

7）點擊場景控件，打開或者關閉對應場景設置，軟件界面上顯示不同的場景模式和場景功能，通過圖標的亮滅顯示對應的場景狀態是打開還是關閉。

8）設置定時時間，確認時間點后，對該事件點執行的動作進行設置，設置燈在設定的時間點亮或者滅。

9）系統可以通過預設的當地經緯度信息，自動計算每天的日升日落時間；根據天文時鐘控制照明開關，實現日落開燈、日出關燈的功能。

10）所有定時控制計劃均可下發保存至驅動模塊；當上位機系統故障或模塊離線時，驅動模塊可以利用自帶的RTC時鐘維持定時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結構；系統內各元件不依賴于其他元件而能夠獨立工作；系統內各元件可以通過程序的設定實現功能的多樣性。

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、線路復雜、場景色調單一等問題，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、平板等作為網絡應用層，設計了基于物聯網技術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體驗，且能夠降低能耗。

參考文獻:

［1］.左臣華，公偉濤.基于物聯網技術的酒店智能照明系統研究.上海中建東孚投資發展有限公司.

［2］.安科瑞企業微電網設計與應用手冊.2022.05．

【公從號：安科瑞能效管理解決方案】

【安科瑞產品說明書、選型手冊、報價本、案例介紹、調試視頻、上圖資料，佳我：CDD-9888】

【樣機測試、技術支持、硬件配套選型、電力組網，佳我：CDD-9888】

【儲能群、電力群、光伏群、消防群、建筑群；找供應商、找客戶、找圈子，佳我：CDD-9888（分享資源 合作共贏）】

1.       云平臺：變電所運維云平臺、分布式光伏運維云平臺、建筑能耗云平臺、企業能源管控平臺、遠程預付費管控云平臺、宿舍預付費管控云平臺、充電樁收費運營云平臺、智慧消防云平臺、安全用電管理云平臺、環保用電監管云平臺；

2.       系統解決方案：變電站綜合自動化系統、電力監控系統、配電室綜合監控系統、能耗管理系統、電能管理系統、馬達保護與監控系統、動環監控及能效分析系統、智能照明監控系統、消防設備電源監控裝置、防火門監控系統、余壓監控系統、消防應急照明和疏散指示系統；無線測溫系統；

3.       中壓測控裝置：環網柜綜合保護裝置、微機保護裝置、開關柜綜合測控裝置、線路保護裝置、配電變保護裝置、電動機保護裝置、備自投保護裝置、電容器保護裝置、PT檢測裝置、低壓備自投裝置、公共測控裝置、防孤島保護裝置、電流互感器過電壓保護器、溫濕度控制器、無源無線測溫傳感器、CT取電無線測溫傳感器；

4.       電力監控與保護：弧光保護裝置、電能質量在線監測裝置、電氣接點在線測溫裝置（智能濕度巡檢儀）、電動機(馬達）保護器、低壓線路保護器、智能剩余電流繼電器、三遙單元；

5.       電能管理：可編程交流電測儀表、可編程直流電測儀表、多功能全電量電表、精度網絡電力儀表、諧波表、電能質量表、海拔儀表、逆電流監測電表、電子式電能表、導軌式電能表、面板表嵌入式電表、預付費表、多用戶計量箱、物聯網儀表、無線多回路計量交流/直流表、無線多回路環保檢測模塊、正反向直流電能表、無線通訊轉換器、智能照明控制裝置；

6.       電能質量治理：有源電力濾波器、中線安防保護器、諧波保護器、靜止無功發生器、濾波補償裝置、電力電容補償裝置、集成式諧波抑制電力電容補償裝置、投切開關、功率因數補償控制器、自愈式低壓并聯電容器、串聯電抗器；

7.       電氣安全：電氣火災監控探測器、剩余電流探測器、電氣火災監控裝置、在線監控路燈計量、無線測溫顯示單元、故障電弧探測器、故障電弧傳感器、隔離電源絕緣監測裝置、醫療機構絕緣報警顯示儀、醫療醫院用隔離變壓器、工業用絕緣監測裝置、電氣防火限流式保護器；

8.       新能源：光伏采集裝置、電瓶車智能充電樁、汽車充電樁、光伏匯流采集裝置；

9.       數據中心/鐵塔基站：數據采集模塊、機房數據柜監控裝置、多回路電表、母線監控裝置、電力監控屏；

10.       智能網關：通信管理機、無線通信終端（無線通訊轉換器）、數據轉換模塊、串口服務器；

11.       電量傳感器：低壓電流互感器、開口式互感器、一次小電流互感器、0.2級電流互感器、低壓電動機保護器專用互感器、剩余電流互感器、霍爾傳感器、羅氏線圈電流變送器、模擬信號隔離器、有功功率變送器、無功功率變送器、直流電壓傳感器、浪涌保護器；

12.       環保監控：油煙在線監測儀、環保數據采集傳輸裝置；