物联网地下车库智能LED节能照明系统方案

1、传统车库照明节能解决方案

　　目前，地下车库照明普遍采用T8荧光灯管，很多业主和节能服务公司采用的车库照明节能解决方案主要有两个：一是使用更节能的光源进行替换，如用T5荧光灯代替T8荧光灯，可节能20%～40%，或者用LED日光灯代替T8荧光灯，可节能60%以上；二是在灯具上接入传感器，做到人来灯亮，人走灯灭。

　　1．1采用节能光源进行节能改造

　　目前比传统T8荧光灯更为节能的光源主要有T5荧光灯和T8LED日光灯。

　　T5荧光灯一般功率为28W，与传统T8日光灯40～44W的功率相比，节能率在30%以上，节能效果比较明显，正以较快的速度替代T8荧光灯管。T8LED日光灯是近几年来新兴的照明产品，与白炽灯和荧光灯相比具有以下优点：

　　（1）节能。以地面照度水平作为指标进行衡量，15W的LED日光灯可以实现对T8日光灯40W的完美替换，节能率超过60%。

　　（2）环保。T8LED日光灯里没有重金属汞，日常使用和回收过程不会造成环境污染。

　　（3）寿命长。传统三基色T8日光灯寿命在4000～8000h，且如果频繁开关会降低使用寿命。T8LED日光灯的使用寿命超过30000h，是传统三基色T8日光灯的4～8倍。

　　（4）无频闪。若长时间在有频闪的光线下工作会造成眼睛的视觉疲劳，品质较高的LED日光灯一般采用恒流驱动，没有传统T8日光灯50Hz的频闪。但一些采用阻容降压方式驱动的LED日光灯也会存在频闪。

　　基于以上的突出优点，加上近年来LED照明产品价格急剧下降，越来越多的建筑包括地下车库开始逐步采用LED照明。

　　1.2采用感应式LED灯

　　近年来，一些地下车库在采用T8LED日光灯替换传统T8荧光灯时，充分考虑了地下车库照明的特点，开发出带红外感应的T8LED日光灯，取得了一些效果，同时也带来了如下一些问题：

　　（1）感应器小，感应距离有限。由于红外感应器本身体积的限制，造成其感应范围有限。

　　（2）安装高度低，一般地下车库照明的安装高度在2.4～2.8m，这样使得人或车到了灯的跟前方可点亮LED灯，实用性大大降低。

　　（3）每支灯一个传感器，提高了灯的整体故障率，控制失灵的情况时有发生。

　　正是因为这些原因，很多采用了感应式LED照明的地下车库用户体验不佳，更多的地下车库业主对这一产品采取了观望的态度，客观上造成了这类产品在推广上的困难。

2、基于物联网的车库照明智能照明解决方案

　　2.1基于物联网的LED智能照明控制系统

　　2.1.1常见的照明控制方式

　　照明控制系统经历了手动控制阶段、自动控制阶段，直至目前的智能控制阶段。手动控制阶段主要通过开关，实现灯具的简单开关；自动控制阶段主要通过声光电等技术手段实现照明控制；智能照明控制阶段主要是利用网络、微处理器技术及存储技术，对来自传感器的信息整合，实现照明的智能控制。

　　目前市面上常见的LED照明控制产品大多数属于自动控制阶段的产品，即基于可控硅控制或者红外控制；还有一部分属于智能控制阶段的产品，即基于回路的LED照明控制系统。基于物联网的LED智能照明控制系统还不常见。可控硅调光安装比较方便，成本比较低；可分段调光，但不能兼容目前大多数LED驱动；可控硅调光会电流突变，容易干扰电网。红外控制灯具的传感器和灯具直接相连，不同的传感器和灯具之间不能通信，照明灯具之间各自独立，控制方式不灵活，而且不能远程控制。基于回路的LED照明控制系统在实现差别化调光、精确调光、灯具状态报告等方面有一定的限制。传统的控制方式不能实现随时随地控制，没有网络化管理和数据分析功能。因此，基于物联网的LED智能照明控制系统应运而生。

　　2.1.2基于物联网的LED智能照明控制系统

　　基于物联网的LED智能化照明控制系统具有网络化照明控制优势，它是一个集多种照明控制、现代数字控制技术和网络技术于一体的控制系统，通过利用网络通讯、自动控制、物联网等技术，赋予每盏灯一个唯一的身份标识，实现照明的精确化、网络化、全过程管理。常见的智能照明体系结构如图1。

　　图1 基于物联网的LED智能照明控制系统结构图

　　基于物联网的LED智能照明控制系统可根据时间、外界环境变化等对照明系统进行自动化管理，也可以根据用户习惯，设置符合用户自身的个性化情景模式；监控器上实时显示LED灯具状态；通过PC机、手机、Ipad等上位机对终端节点进行控制和数据采集；可以分区域控制和单点控制，并且不同区域设定相应的权限，提高安全性；自动记录各端点累计运行时间与次数、各次运行时间、总功耗等信息，并可随时查阅上述信息。

　　LED智能照明控制系统运行原理为：首先各传感器把获得的传感数据通过网络发送到服务器，服务器进行综合分析，按照设定的规则发送指令给特定的LED照明灯具，调节其亮度、色温等，同时，LED照明灯具定期将状态信息汇报给服务器，LED智能照明的管理者可以通过电脑、手机等制定照明控制计划或者查看照明系统运行状态等。

2.2智能照明控制系统在车库照明中的应用

　　整个车库照明系统由LED终端网络和传感器网络组成，传感器网络与照明网络通过无线协议互相连接，并传递数据（如图2）。所有的节点（包括LED和传感器）与中心服务器连接，中心服务器可以接收来自传感器节点的数据，并可以对节点下发控制指令，并且可以通过监视器查看所有节点的工作状态。

　　图2 车库照明系统组成结构图

　　2.3两种工作模式

　　车库智能照明控制系统有两种工作模式：基本模式（图3）和高级模式（图4）。基本模式传感器节点和LED终端节点直接无线通信，控制LED终端；高级模式是服务器读取到传感器节点的数据，服务器根据传感器数据控制LED终端。

2.3.1基本模式

　　每个传感器节点和其周围的LED终端组成一组，传感器通过无线协议直接发送控制命令控制相应的灯具。控制方式比较直接，只要检测到传感器下方有活动的车辆或者人，点亮相应的灯具。

　　2.3.2高级模式

　　整个车库照明由中心服务器、照明网络和传感器网络组成；传感器的数据上传到中心服务器，并由服务器控制相应的灯具。有了这个基础的平台，中心服务器就可以通过传感器获得的数据实现控制，更加准确地动态调节车辆周围及前进方向的照明。

　　通过该方式，不仅可以实现车库的LED节能照明目的，还可以通过灯光实现辅助寻找车位等功能。在车辆进入地下车库时，在有空车位的路径上，LED灯具为全亮，关联部分亮度为一个稍暗点的亮度（比如30%），不相关的灯具为最低亮度（比如10%或者不亮），这样能保证基本的照明，方便寻找所停车位。

　　这样，通过调整目的地路径上的灯光的亮度，不仅实现了照明的功能，还实现了车辆停车引导，更重要的是实现了节能降耗。同时，当某盏灯或传感器出现故障，可以实现自动报警，报告具体位置，通知维修人员进行维修。