浅析基于物联网技术的工厂智能照明系统构建

安科瑞 缪凯伦

摘要：现代物联网技术高速发展，许多场所已经开始合理应用物联网照明系统，作为工厂生产的重要因素之一，工厂照明系统的智能化控制可以有效提高工厂对能源的利用率，并且能够分好的降低成本。而将互联网的技术应用到工厂照明系统的方法则可以实现对工厂照明系统的只能回管理控制，已达到有效合理的智能管理模式。本文就是从物联网技术的应用角度对工厂智能照明系统的建立进行探讨的。

0. 引言

据大数据统计显示在大型工厂照明供电方面耗电量占比为全国总电量的百分之十七以上，甚至在一些偏远地区，工厂照明耗电量是工厂所不能承担的。所以为了降低工厂的生产

成本，扩大盈利占比，工厂智能照明系统的构建成为了必然的道路，同样也有助于生态环境的和谐发展，是国家发展*的重要过程。传统的工厂照明系统都是由人为管控的，有些较为先进的工厂则是使用特定的单片机通过预先设定的系统来完成控电管理的，这些传统的供电管理模式无疑是具有许多弊端的，比如他们的稳定性差，维修困难，容易引发连锁反应等问题，特别是传统的照明系统缺乏系统自检往往是在系统暴露出不易维修的大问题时人们才会发现系统电路发生故障，所以我们要研究基于物联网技术的工厂智能照明系统。

1. 基于物联网技术的照明系统设计的探究

经过对个种传统工厂用电照明系统的研究分析，对比发现，要将物联网技术应用到工厂的照明一通当中，其主要的目标是为了实现几种传统照明系统不具备的快捷功能。首先就是要满足工厂日常工作所需用电量供给，对于设备大多数工厂是实行二十四小时工作制的，所以夜间工作是照明系统的重要性是不可忽视的，需要为工厂生产提供照明以保证生产质量和

安全生产。

然后是要时间对照明设备的实时控制管理既照明系统的智能化控制，常规的工厂照明系统采用人工和定时开关的照明管理方式，但是这样的传统管理模式显然存在着问题，管理难度大，故障发生率高，这些都是不易解决的问题，很难克服。特别是不能根据实际使用情况对照明设备进行自动分配调节，但是作为智能化的管理系统，物联网技术的照明设备管理平台能够根据外界环境变化自动调节照明亮度，对照明系统的及时有效管控是传统照明方式所不具备的。

并且智能化的照明设备可以节约成本，降低不必要的浪费，对资源的合理利用度高，同时使用物联网照明系统控制是通过设计与安装无线收发模块的方式对每个照明是被进行自动控制调节的，这一方式不仅实现了照明系统的智能化管控，而且还减少了工厂的用电量降低了运行费用。其中关键的是保障了工厂的生产，对照明设备的检修也是较为方便的，智能化的系统能够在设备出现故障时自动检测出来并及时报警，降低了安全隐患。

2. 基于物联网技术的工厂照明系统设计方案

本系统主要采取新式单片机为系统主体，应用现代化传感器技术、自动管理控制技术以及网络信息处理技术等通过物联网技术实现对工厂照明系统的智能化管理操作。具体的设计

方案如下

2.1 硬件系统的设计

该平台的硬件控制系统分为主控制模块和子控制模块两个部分，其中主模块主要用于中心控制管理系统，而子模块则分布在工厂的各个照明环节中，成网络状分布，通过对工厂布

局的了解研究将子模块分布安装在不同的区域。根据主模块的性能，系统需要采用新式的单片机，其内部的大容量存储器和寄存器可以满足大部分工厂的照明需求，而且产品性价比

较高。显示屏主要用来反应主模块接收处理后的信息，所以显示模块主要的功能就是及时将采取的信号进行反馈。

2.2 硬件系统区域分布管理

显示模块主要采取三态总线驱动的输出方式，这种输出方式的信息传输率，可以有效改善信号传输故障频发的问题。对于二阶段子控模块的设计。子控模块主要采取与主模块相匹配的芯片，该种芯片具有功耗低、抗干扰性强的特点，所以其所形成的控制系统稳定性高。要实现工厂照明系统的智能化控制首先要解决的就是对信息采集系统的完善，有效的信息采集可以帮助系统以较快时间做出优化的解决方案。其中子控制模块的故障检测功能可以实现对系统设备的实时监测功能，并且将检测得到的数据信息及时汇总并传输给中心主模块，主模块在经过信息汇总分析处理后再将处理结果反馈到显示屏上。

2.3 物联网照明系统的软件设计

其中物联网系统中软件平台是整个照明系统实现智能管理的技术核心，对于工厂不同环境区域的不同照明需求，系统做出针对性的规划管理; 对不同的照明需求区域采取不同的照

明系统，通过日照变化自动调节照明系统的工作状态; 同时采取自动识别系统，将天气变化输入系统信息档案，使系统可以根据外界的光线明暗程度进行自动控制调节。

2.4 使用LED智慧照明系统

工厂照明系统中LED智慧照明系统的应用具有广阔前景，虽然LED照明设备的成本较高，但是其较高的性价比具有较强的竞争力，必要的前期投入有助于照明系统的合理构建。相比于传统的照明网络，使用LED照明设备的节电量可以达到普通消耗亮量的百分之七十以上，这个数据是十分可观的，热切在后期的维护保养上也有很大的优势，可以有效节约保养费用。LED智慧照明系统能够很好地满足经济、节能的要求，而且LED照明设备普遍寿命较长还不易发生故障，对于前期的成本投入可以在后期的保养中节约出来。

3.安科瑞为智能工厂智能照明控制系统提供方案

3.1安科瑞智能照明监控系统采用分层分布式结构，即站控层，通讯层与间隔层； 如图（1）所示：

图（1）网络拓扑图

间隔设备层主要为：开关驱动器，这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均通过现场KNX总线组网通讯，实现数据现场采集。

网络通讯层主要为：智能照明网关，其主要功能为把分散在现场采集装置集中控制，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。

站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户。 以上开关模块均采用KNX总线传输，一般都采用4根连线，接线简单方便，传输距离可达1.2km。

3.2安科瑞智能照明系统组成

1.定时控制

通过时钟管理器，实现整个系统的有关区域照明的定时和自动管理功能，实现公共通道、景观照明、泛光照明、车库照明定时控制。如百叶窗定时升降、集中供热定时调节、节假日照明定时关闭、定时通知等。

2.场景控制

智能照明控制系统根据各个部门的需求，设定不同种类的场景模式，进行各种照明灯光的组合，达到美化工作环境的效果；结合人体感应传感器，当人员离开时，关闭所有该会议室照明。

3.实时监控

控制室，配置一台中控主机，所有照明控制设备，通过KNX网关，接入监控系统，操作管理人员，可以通过中控电脑，实时监视总线、区域、楼层、楼栋等照明状态，并可根据需求进行控制调整。系统绘图工具支持向量图和多层页面，图形页面缩放方便，切换简单，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等图形对象的嵌入、支持二维、三维图元的绘制，增加可视化的空间效果。

4.报警处理

系统提供了警报处理能力，用户可采用编程来完成不同的任务，当某种警报条件出现时应做什么，可由用户自行确定。

5.事件通报 系统提供了事件通报功能，支持邮件通报、文本输出以及事件驱动打印，可按照用户预先设置的条件，触发事件通报功能。

3.3设备选型

4.结束语

通过实践信息汇总发现，使用物联网智能照明系统管理平台对工厂的安全生产有很好的保障作用，同时还能够有效节约成本，是工厂利益实现优化，完成工厂能源的合理利用，在降低成本的同时提高工厂盈利。物联网智能照明系统主要是对工厂现有的传统照明系统的改良和探索，通过对现代化物联网技术的应用，实现对整个工厂的智能化照明管理。

审核编辑：汤梓红