浅论智能照明控制系统于村镇老年人设施的应用剖析

安科瑞鲁一扬15821697760

摘要：通过剖析村镇养老建筑照明现状、老年人夜间活动特点及建筑节能管理需求，梳理智能照明应用问题，明确其设置原则，筛选定时、感应、联动三种控制技术，并在通用场所和房间开展应用示范研究，指出实施注意事项。

关键词：老年人设施；养老建筑；智能照明；适用技术；定时控制；感应控制；联动控制；节能

0 引言

我国正处于人口老龄化加速阶段，养老事业中养老设施能否满足老年人需求至关重要。以智能照明为例，其智能化、感应式设计可避免老年人 “摸黑操作”，提升生活舒适度。本文将老年人全日照料设施简称为养老建筑，聚焦村镇级养老建筑的智能照明适用技术。

图 1 老年人设施分类

1 需求分析

1.1 现状

养老建筑需兼顾舒适环境与节能降耗。智能照明控制系统可依需求预设流程，降低能耗。传统照明因工作电压高会缩短光源寿命，而智能照明控制系统能抑制冲击和浪涌电压，通过软启动和软关断技术延长光源寿命，可节约更换费用、减少维护工作量，降低运行成本。

1.2 村镇养老建筑需求分析

村镇养老建筑中设置智能照明控制系统主要是为了满足老年人夜间活动以及建筑节能管理的需要。

1.2.1老年人夜间活动需要
老年人视力和行动能力弱，夜间活动需增加照明灯具，但过多的开关会增加记忆负担。因此需在满足夜间活动照明需求的同时，安装合适的智能照明设备，不给老年人增加负担。

1.2.2建筑节能管理需要
村镇养老建筑照明灯具多、照度要求高、耗电量大，而经费紧张，照明用电管理对建筑节能意义重大。

1.3 存在问题

传统照明依赖人工开关，易出现能源浪费。村镇养老建筑使用智能照明需解决以下问题：一是确定适用于其体量小、规模小、投资少特点的智能照明方案，强化成本控制；二是方便老年人操作照明开关和实现场景一键控制；三是有利于建筑节能管理，切实解决实际问题，提升老年人生活品质。

2 设置原则

智能照明控制系统的设置要在重视老年人使用习惯和操作特点的基础上，落实精细化管理策略，实现绿色养老，体现实用、适用和经济性。

2.1 注重使用习惯

结合老年人习惯，体现人文关怀。如无线控制开关面板按传统位置安装，避免因记忆力衰退找不到开关。智能照明要贴合老年人实际需求，以适用技术为主，避免复杂生硬的套用。

2.2 操作层面

操作应简单，如控制面板设置为一键控制，尽量采用自动智能控制，避免成为老年人的使用负担。

2.3 精细化管理

结合养老建筑布局，针对定时、感应、联动三种控制模式，为不同场景制定对口方案和控制策略，体现精细化管理水平。

2.4 绿色且经济

智能照明可减少过度照明、延长灯具寿命，实现绿色养老。选择实用、适用且造价低的智能照明技术，可改善老年人生活质量，提高养老企业管理水平。

3 应用

通过分析养老建筑通用场所和房间的特点，筛选出智能照明的适用技术以定时、感应、联3种控制模式为主，按需灵活配置，形成多点控制、场景管理、调光调色、分区控制等功能，将传统的人工手动控制转换成智能照明自动管控，提高管理水平，减少养老建筑的运行维护费用。

3.1 适用技术

村镇养老建筑投资有限，需从众多智能照明控制技术中筛选实用、适用技术，满足老年人需求并实现节能。主要介绍定时、感应、联动三种控制技术及其适用部位。

3.1.1 定时控制

定时控制可按预设时间自动对回路进行开 / 闭、调光、切换场景等操作，用户可自定义时间、周期、控制范围和方式。按作息时间划分常规定时时段，若对其他场景实施精细化管理，节能效果显著。

表 1 安装和未安装照明定时控制的对比分析

在此，只列举了上班、下班、午休的定时控制应用，如果其它场景像投影模式、自由活动模式等，都能实施精细化管理，长此以往，养老建筑的整体节能将非常可观。

3.1.2 感应控制

系统接收传感器感应信号后，执行预设控制程序。养老建筑中多采用红外 / 微波双鉴传感器和照度传感器。照明感应控制不仅节能，还能利用自然光。可选用单一功能或集成功能的感应控制设备，照度传感器感应控制可根据预设照度值，随环境照度变化自动调整灯光，实现恒照度控制。

表 2 安装和未安装照明感应控制的对比分析

设置照明感应控制，不仅实现了建筑节能，而且靠窗区域，系统智能地利用室外自然光，使老年人在室内晒太阳，接受充足的日光浴。

对于感应控制设备，可以选用红外/微波双鉴传感器或者照度传感器单一功能的设备，也可选用红外/微波双鉴传感器与照度传感器进行功能集成的设备。

照度传感器感应控制是根据预先设定的照度值，跟随感知区域的照度变化，自动转换白昼场景。白天，系统将灯光调暗，光照度调节到老年人视觉的范围；天气晴朗时，室内灯光自动调暗；天气阴暗时，室内灯光按预设的照度自动调亮。当夜幕降临时，系统进入“傍晚”工作状态，缓慢地调亮各区域的照度。

3.1.3 联动控制

智能照明控制系统需与消防应急照明和疏散指示系统、火灾自动报警系统等进行联动。发生紧急情况时，可联动控制照明、应急通道门锁、空调和通风设备等。带有消防信号接口的开关量模块能接收消防模块信号，按预设逻辑进行联动控制。

3.2 应用研究

针对村镇养老建筑通用型场所和房间进行应用示范研究，其他场所可参考。

3.2.1 起居室、卧室

起居室长走道照明可采用红外 / 微波双鉴传感器两端控制，卧室至卫生间走道墙面应设置感应脚灯。使用照度传感器时，起居室和卧室需预设相应照度值。

3.2.2 门厅、走廊、电梯厅、楼梯间

根据功能和人员活动规律，合理选用感应、联动控制技术。日常采用红外 / 微波双鉴传感器实现人来灯亮、人走灯灭；有贵宾访问时可开启欢迎模式；配置照度传感器，根据自然光和人员活动控制灯光；发生消防报警时联动应急照明。同时，不同区域有相应的照度预设值。

3.2.3 食堂、文娱与保健用房

食堂灭蝇灯按不同气候区、季节智能控制开 / 闭，有多个灭蝇灯时应合理设计控制流程。选用紫外线杀菌灯时，应按规定设计智能控制流程，有人时联动关闭。文娱与保健用房中的阅览室，需配置照度传感器，保证照度达标并避免光污染，同时可结合红外 / 微波双鉴传感器实现精细化智能控制。食堂和文娱与保健用房也有相应的照度预设值。

3.2.4 卫生间、浴室、盥洗室

卫生间照明选用红外 / 微波双鉴传感器控制，使用照度传感器时，预设相应照度值。

3.3 注意事项

对于智能照明控制系统除考虑技术类型和技术应用外，还需考虑传感器的安装要点、红外/微波双鉴传感器的探测范围、系统通信协议的影响、有线和无线系统的选择、本地平台和云端平台的区分选用、启用系统巡检功能等，以下就这些方面进行简述。

3.3.1 传感器安装要点

红外 / 微波双鉴传感器探测范围内不应有易产生误干扰的物体，照度传感器安装位置应避免灯具直射和朝向高反射率物体，红外 / 微波双鉴传感器安装需距玻璃门、窗、门口和通风口等一定距离，且安装高度和传感器间距有要求。

3.3.2 红外/微波双鉴传感器的探测范围

红外 / 微波双鉴传感器的探测区域分为移动和微动，微动指小幅度动作，移动指人体走动，各自有相应的覆盖区域直径。

注：以地面为界，上半部分是传感器安装高度的立面（正视图）示意，下半部分是传感器探测覆盖区域的平面（俯视图）示意。

图2 传感器探测范围示意

3.3.3 通信协议影响

智能照明控制系统通信协议决定系统类型，不同协议组网方式、控制线缆类型等不同。实际应用中要根据建筑项目情况选择标准化协议，降低局限性。

3.3.4 有线和无线系统

有线和无线系统通信协议不同，有线需布线，无线省钱省力。实际项目可灵活选择或结合使用，形成优化解决方案。

3.3.5 本地和云端平台

系统管控平台有本地和云端之分，本地平台自主管辖权强，云端平台可远程管控且节省运维成本。

3.3.6 系统巡检功能

系统应具备在线巡检功能，能及时上报故障。考虑老年人生活习惯，特定区域每晚可自动巡检照明回路状态，关闭未使用回路以节能。

4 安科瑞智能照明控制系统

4.1 概述

ALIBUS 智能照明产品采用 RS485 总线技术，安全稳定。开关驱动器可独立工作，适用于中小型项目，模块化设计可扩展，预留接口可与企业微电网管理云平台交换数据。

4.2 应用场所

适合于各类智能小区、医院、学校、酒店、工厂，以及体育场所、机场、隧道、车站等大型公建项目的照明控制需求。

4.3 系统结构

4.4 系统功能

1）实时检测并显示各个模块的在线状态，反馈现场受控回路的开关状态，监控界面按照楼层各分区的布局和回路列表来浏览。

2）当发生模块离线、网关设备掉线或者状态反馈和下发控制命令不一致时会发生故障报警，并将故障报警信息记录并显示在界面中。

3）可以对单个照明回路实现开关控制；每个模块、楼层都有相应的模块控制开关和楼层控制开关，也可以一个模块或者整个楼层实现开关控制。

4）开关驱动器支持过零触发功能，负载（灯具）的分合操作仅在交流电过零时进行；可有效减少电磁干扰以及对电网的冲击，延长灯具与控制装置的寿命。

5）对每个照明回路可以预设掉电状态，当照明电源掉电时，开关驱动器会自动切换到预设的掉电状态；确保重新上电时灯具的开关状态是确定与可控的。

6）拖动调光控件，照明设备从0%到100%进行调光，可以对单个照明回路实现调光控制，调光总控可以对一个模块的照明回路实现调光控制，也可以对多个照明回路实现调光控制，通过图标的亮灭状态反馈现场开关的状态。

7）点击场景控件，打开或者关闭对应场景设置，软件界面上显示不同的场景模式和场景功能，通过图标的亮灭显示对应的场景状态是打开还是关闭。

8）设置定时时间，确认时间点后，对该事件点执行的动作进行设置，设置灯在设定的时间点亮或者灭。

9）系统可以通过预设的当地经纬度信息，自动计算每天的日升日落时间；根据天文时钟控制照明开关，实现日落开灯、日出关灯的功能。

10）所有定时控制计划均可下发保存至驱动模块；当上位机系统故障或模块离线时，驱动模块可以利用自带的RTC时钟维持定时控制计划的正常执行，不影响日常的照明控制效果。

11）系统结构是分布式总线结构；系统内各元件不依赖于其他元件而能够独立工作；系统内各元件可以通过程序的设定实现功能的多样性。

12）预留BA或第三方集成平台接口，采用modbus、opc等方式。

5 设备选型

产品分类	外形及尺寸	名称型号	类型	功能
智能照明控制系统		ASL2000		ASL2000智能照明控制系统由开关驱动器、传感器、面板、触摸屏和配套上位机软件组成。 开关驱动器、传感器、面板、触摸屏通过ALIBUS智能照明总线（超六类屏蔽网线cat6a SFTP 4*2*0.58）连接到ALIBUS转IP协议转换器，与智能照明上位机软件进行通讯，实现控制功能。 智能照明上位机软件也可以通过ModBus-TCP协议转发与安科瑞综合能效管理系统EMS平台实现互通联动。
智能通信管理机		Anet-1E1S1	上行1路以太网下行1路RS485	1个RS485串口 2kV隔离， 1个以太网接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上传协议、支持多中心不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源:220V AC/DC。
		Anet-1E2S1	上行1路以太网下行2路RS485	2个RS485串口 2kV隔离， 1个以太网接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上传协议、支持多中心不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源:220V AC/DC。
		Anet-2E4S1	上行2路以太网下行4路RS485	4个RS485串口 2kV隔离， 2个以太网接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上传协议、支持多中心不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源:220V AC/DC。
		Anet-2E8S1	上行2路以太网下行8路RS485	8个RS485串口 2kV隔离， 2个以太网接口，支持Modbus RTU、IEC-60870-5-101/103/ 104、CJ/T188、DL/T645等通讯协议设备的接入，支持Modbus RTU、Modbus TCP、IEC-60870-5 -104等上传协议、支持多中心不同数据服务要求，支持断点续传，装置电源:220V AC/DC。
		Anet-2E4SM	上行2路以太网下行8路RS485	4路RS485 串口，光耦隔离，2路以太网接口，支持ModbusRtu、ModbusTCP、DL/T645-1997、DL/T645-2007、CJT188-2004、OPC UA、ModbusTCP（主、从）、104（主、从）、建筑能耗、SNMP、MQTT；（主模块）输入电源：DC 12 V ～36 V 。支持4G扩展模块，485扩展模块,至多可扩展16路。
开关驱动器	驱动器：6 模	ASL210-S4/16	4路	标准35mm导轨安装 ASL210系列： 自带电源，支持4个面板，2个传感器； 上电/掉电后状态设置； 支持MODBUS-RTU通讯； 1DI/1DO接口，支持火报等系统的联动； ASL220/ASL220Z系列: 本地液晶显示，调试方便； 自带电源，支持4个面板，2个传感器； 上电/掉电后状态设置； 支持MODBUS-RTU通讯； 2DI/2DO接口，支持火报等系统的联动； 用户自主设置定时任务（含天文时钟），至多可设30条； 600条开关记录、10条开关机记录、12条DIDO记录； 统计通道分合次数以及闭合时间； 至多可设置15个场景功能； 过零触发功能； 电流、电压、电能检测功能；（ASL220Z系列）
	驱动器：8 模	ASL220-S4/16
		ASL220Z-S4/16
	驱动器：10 模	ASL210-S8/16	8路
	驱动器：1 2 模	ASL220-S8/16
		ASL220Z-S8/16
	驱动器：14 模	ASL210-S12/16	12路
	驱动器：1 6 模	ASL220-S12/16
		ASL220Z-S12/16
	驱动器：18 模	ASL210-S16/16	16路
	驱动器：20 模	ASL220-S16/16
		ASL220Z-S16/16
	驱动器：22 模	ASL210-S20/16	20路
	驱动器：24 模	ASL220-S20/16
		ASL220Z-S20/16
	驱动器：26 模	ASL210-S24/16	24路
	驱动器：28模	ASL220-S24/16
		ASL220Z-S24/16
调光驱动器	驱动器：6 模	ASL210-SD2/16	2路	标准35mm导轨安装 ASL210系列： 自带电源，支持4个面板，2个传感器； 上电/掉电后状态设置； 支持MODBUS-RTU通讯； 1DI/1DO接口，支持火报等系统的联动； 支持2/4/6/8路0-10V调光，并具有相对调光和数值调光功能； ASL220系列： 本地液晶显示，调试方便； 自带电源，支持4个面板，2个传感器； 上电/掉电后状态设置； 支持MODBUS-RTU通讯；至多可设置15个场景功能； 2DI/2DO接口，支持火报等系统的联动； 用户自主设置定时任务（含天文时钟），至多可设30条； 600条开关记录、10条开关机记录、12条DIDO记录； 统计通道分合次数以及闭合时间； 过零触发功能； 电流、电压、电能检测功能（ASL220Z系列） 支持2/4/6/8路0-10V调光，并具有相对调光和数值调光功能；
	驱动器：8模	ASL220-SD2/16
		ASL220Z-SD2/16
	驱动器：1 0 模	ASL210-SD4/16	4路
	驱动器：12模	ASL220-SD4/16
		ASL220Z-SD4/16
	驱动器：1 4 模	ASL210-SD6/16	6路
	驱动器：16模	ASL220-SD6/16
		ASL220Z-SD6/16
	驱动器：1 8 模	ASL210-SD8/16	8路
	驱动器：20模	ASL220-SD8/16
		ASL220Z-SD8/16
小功率开关驱动器	驱动器：6 模	ASL210-S4/5	4路	标准35mm导轨安装 建议配合交流接触器使用 ASL100系列： 自带电源，支持4个面板，2个传感器； 上电/掉电后状态设置； 支持MODBUS-RTU通讯； 1DI/1DO接口，支持火报等系统的联动过零触发功能； ASL220系列： 本地液晶显示，调试方便； 自带电源，支持4个面板，2个传感器； 上电/掉电后状态设置； 支持MODBUS-RTU通讯； 2DI/2DO接口，支持火报等系统的联动； 用户自主设置定时任务（含天文时钟），至多可设30条； 600条开关记录、10条开关机记录、12条DIDO记录； 统计通道分合次数以及闭合时间； 至多可设置15个场景功能； 过零触发功能；
	驱动器：8模	ASL220-S4/5
	驱动器：1 0 模	ASL210-S8/5	8路
	驱动器：12模	ASL220-S8/5
	驱动器：1 4 模	ASL210-S12/5	12路
	驱动器：16模	ASL220-S12/5
	驱动器：1 8 模	ASL210-S16/5	16路
	驱动器：20模	ASL220-S16/5
	驱动器：2 2 模	ASL210-S20/5	20路
	驱动器：24模	ASL220-S20/5
	驱动器：2 6 模	ASL220-S24/5	24路
	驱动器：28模
智能面板	86盒安装	ASL220-F1/2	一联两键智能面板,配合驱动器可实现开关、 调光、场景、数值发送等功能。
	86盒安装	ASL220-F2/4	两联四键智能面板,配合驱动器可实现开关、 调光、场景、数值发送等功能。
	86盒安装	ASL220-F3/6	三联六键智能面板,配合驱动器可实现开关、 调光、场景、数值发送等功能。
	86盒安装	ASL220-F4/8	四联八键智能面板,配合驱动器可实现开关、 调光、场景、数值发送等功能。
二合一传感器	嵌入式安装 开孔：Φ55mm	ASL220-PM/T	红外移动感应与照度二合一传感器，分别探测人体移动和光照度，将感应的信号处理后发送给驱动器， 可实现自动控制。
	嵌入式安装 开孔：Φ55mm	ASL220-RM/T	微波感应与照度二合一传感器，分别探测物理移动和光照度，将感应的信号处理后发送给驱动器， 可实现自动控制。
	嵌入式安装 开孔：Φ55mm	ASL220-RP/T	微动感应与照度二合一传感器，分别探测人体存在和光照度，将感应的信号处理后发送给驱动器， 可实现自动控制。
户外照度传感器	壁挂式	ASL220-L/O	户外照度传感器，探测日光照度，根据日光照度强弱发送给驱动器，可实现自动控制
3.5寸智能触摸屏	86 盒安装	ASL220-TP-35	和我司智能面板功能一致主要用于控制回路较多的区域，如会议室、演播厅等。
IP协议转换器	导轨式安装 ：2模	ASL200-485-IP	和我司智能面板，传感器、触摸屏、开关驱动器连接，上传至智能照明上位机软件，实现集中控制。
辅助电源	导轨安装：1模	ASL200-P20	为我司智能面板，传感器、触摸屏、开关驱动器提供工作所需的电源，避免总线距离过长以及负载设备数量过多的情况下电压太低造成通讯故障。

6 结语

在村镇养老建筑中推广智能照明控制技术应分步实施，先开展适用技术应用研究，再统一管控系统平台，最后实现平台可通过 WEB 浏览器访问并提供云端服务，在满足老年人需求的同时降低照明能耗，助力村镇养老事业发展。

参考文献

[1]张艺凡. 我国乡镇养老院的现状分析与对策建议［J］.科技资讯，2017（17）：206 - 208.

[2]中国建筑科学研究院建筑照明设计标准，等. GB 50034-2013［S］.北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3]张霄云.村镇老年人设施中智能照明适用技术研究.北京

[4]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022.05版

审核编辑 黄宇