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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于物聯(lián)網(wǎng)的LED室內(nèi)變照度照明節(jié)能控制系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 為了發(fā)揮LED的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的室內(nèi)照明節(jié)能系統(tǒng)。以室內(nèi)照明的照度指標(biāo)為約束條件，用室內(nèi)變照度和照度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)LED的能量優(yōu)化。作品采取分級(jí)控制的方案：每個(gè)燈具作為網(wǎng)絡(luò)的子節(jié)點(diǎn)，由集控器控制，集控器連接中央控制單元。子節(jié)點(diǎn)具有照度測(cè)量、亮度調(diào)節(jié)和無線接收的功能。集控器采用多CPU協(xié)同處理，具有人機(jī)交互、自組織無線網(wǎng)絡(luò)和子節(jié)點(diǎn)控制的功能。
- 詳細(xì)介紹：
- 為了充分發(fā)揮LED燈具的節(jié)能優(yōu)勢(shì)，設(shè)計(jì)了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的室內(nèi)照明節(jié)能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以室內(nèi)照明的照度指標(biāo)為約束條件，用室內(nèi)時(shí)變照度和照度補(bǔ)償?shù)姆椒▽?shí)現(xiàn)LED燈的能量優(yōu)化。作品采取了分級(jí)控制的方案：每個(gè)燈具作為網(wǎng)絡(luò)的子節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)由集控器控制，集控器連接中央控制單元。子節(jié)點(diǎn)具有照度測(cè)量、燈亮度調(diào)節(jié)和無線接收的功能。照度測(cè)量應(yīng)用光敏電阻傳感器，通過電阻橋和運(yùn)放電路進(jìn)行調(diào)理，最后AD采樣計(jì)算出照度值。集控器采用多CPU協(xié)同處理復(fù)雜任務(wù)，具有人機(jī)交互、自組織無線網(wǎng)絡(luò)和子節(jié)點(diǎn)控制的功能。中央控制單元對(duì)所有的子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控。實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用表明該系統(tǒng)能夠進(jìn)一步降低室內(nèi)照明能耗，所選用器件成本低，穩(wěn)定性好，具有提高產(chǎn)品附加值的作用。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 創(chuàng)新點(diǎn) ? 基于物聯(lián)網(wǎng)的室內(nèi)照度快速預(yù)估模塊 利用光敏器件為核心的室內(nèi)傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)測(cè)量室內(nèi)多個(gè)位置的照度；在此基礎(chǔ)上利用室內(nèi)照度模型，預(yù)估室內(nèi)任意點(diǎn)的照度，為照度補(bǔ)償提供依據(jù)。 ? 變照度室內(nèi)照明節(jié)能控制器 依據(jù)時(shí)間和空間的不同，設(shè)計(jì)房間內(nèi)變照度，按照時(shí)變及不同位置的照度實(shí)時(shí)控制每盞燈的輸出，達(dá)到節(jié)能的目的。 ? 辦公樓網(wǎng)絡(luò)化照度集中監(jiān)控平臺(tái) 把照度作為指標(biāo)，對(duì)整棟辦公樓進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)在樓宇房間照明燈具無差別安裝下的照度的柔性控制，以滿足房間作為不同功能時(shí)的照度需求?？朔?dāng)前建筑室內(nèi)照度一旦按照某個(gè)功能(如教室，閱讀室等)設(shè)計(jì)就難以改變的缺點(diǎn)。 技術(shù)關(guān)鍵 1)低功耗LED調(diào)光技術(shù)； 2)可重構(gòu)無線自組織網(wǎng)絡(luò)； 3)室內(nèi)任意點(diǎn)照度預(yù)估； 4)多LED燈照度補(bǔ)償。 主要技術(shù)指標(biāo) 1)LED燈調(diào)光等級(jí)256; 2)集控器功耗<5W; 3)無線網(wǎng)絡(luò)通訊速度 9.6Kbps; 4)單節(jié)點(diǎn)通訊距離>100m; 5)中繼跳數(shù)>30; 6)單網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)最大數(shù)量256； 7)節(jié)點(diǎn)無線發(fā)射功耗<10mw
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 與傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)相比，我們的燈光控制系統(tǒng)存在著很大的優(yōu)勢(shì)： 1．智能管理，減少人為浪費(fèi)，智能照明系統(tǒng)既能智能控制又能集中管理，通過燈光控制中心，管理人員通過操作鍵盤即可關(guān)閉無人房間的照明燈。 2．在照明設(shè)備上我們采用最先進(jìn)的LED燈，其壽命可以達(dá)到5-10年，是普通鎢絲燈泡的十幾倍，以及其低耗電量，是熒光燈管的二分之一，能夠節(jié)約很大的電能。 3.對(duì)室內(nèi)的照明采用實(shí)時(shí)、閉環(huán)的精細(xì)化能量控制。實(shí)時(shí)變照度燈光補(bǔ)償，這樣將最大限度的減少室內(nèi)照明的功耗。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)已被國內(nèi)某LED燈具大型生產(chǎn)企業(yè)所采用，并以該技術(shù)為核心進(jìn)行系列產(chǎn)品的開發(fā)，聯(lián)合申請(qǐng)專利。
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示 樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 技術(shù)特點(diǎn) 采用了無線通訊技術(shù)，具有施工方便、免布線的特點(diǎn)。在技術(shù)實(shí)現(xiàn)上，本產(chǎn)品采用程序的無線通訊頻段，分段復(fù)合的調(diào)制方式，無線網(wǎng)絡(luò)采用了具有樓宇特點(diǎn)的自主專利無線通訊協(xié)議，成本約為現(xiàn)有無線通訊方式的1/10，因此具有很強(qiáng)的競(jìng)爭力。 適用范圍 主要適用于公共供電的場(chǎng)所，如辦公寫字樓等。 推廣前景及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益分析預(yù)測(cè) 雖然初期成本投入較大，但是壽命長，節(jié)約能源。在幾年內(nèi)就獲得可觀的收益。因此本產(chǎn)品具有很好的推廣價(jià)值。據(jù)采用本技術(shù)的公司估計(jì)，預(yù)期該產(chǎn)品將在5年內(nèi)為該企業(yè)帶來1個(gè)億的銷售額。
同類課題研究水平概述
- 早在20世紀(jì)90年代末，美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃局就對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行研究。到了20世紀(jì)末，美國《商業(yè)周刊》將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)列為21世紀(jì)最重要的21項(xiàng)技術(shù)之一。 我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展具有一定基礎(chǔ)，但整體創(chuàng)新實(shí)力有待提升。目前我國物聯(lián)網(wǎng)仍存在技術(shù)分散、單一，核心關(guān)鍵技術(shù)薄弱，整體技術(shù)集成創(chuàng)新能力弱，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用服務(wù)環(huán)境差等問題，整體創(chuàng)新實(shí)力有待進(jìn)一步提升。地方政府對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的方向和核心技術(shù)成熟度把握不準(zhǔn)，大多著眼于物聯(lián)網(wǎng)前端的信息傳感裝置的硬件制造及其標(biāo)準(zhǔn)化。物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展關(guān)乎國家安全和未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展方向，我們必須予以高度重視。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取與處理技術(shù)，目前是通信、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化等領(lǐng)域一個(gè)新興的研究熱點(diǎn)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)得到學(xué)術(shù)界、工業(yè)界乃至政府的廣泛關(guān)注，成為眾多領(lǐng)域中最有競(jìng)爭力的應(yīng)用技術(shù)之一。美國商業(yè)周刊將WSN網(wǎng)絡(luò)列為21世紀(jì)最有影響的技術(shù)之一，麻省理工學(xué)院(MIT)技術(shù)評(píng)論則將其列為改變世界的10大技術(shù)之一。 除了在無線傳感器硬件設(shè)備方面的進(jìn)展，國內(nèi)目前在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件方面也取得了相應(yīng)的突破，在基于國外的操作系統(tǒng)之上，開發(fā)自己的中間件軟件。如南京郵電大學(xué)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究中心開發(fā)的基于移動(dòng)代理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件平臺(tái)。 國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)在理論研究方面，如對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、算法、體系結(jié)構(gòu)等方面，提出了許多具有創(chuàng)新性的想法與理論。在這方面，國內(nèi)的南京郵電大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京郵電大學(xué)等都取得了一些相關(guān)的理論研究成果。 目前國內(nèi)比較成功的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件產(chǎn)品包括： 南京郵電大學(xué)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件軟件DisWare，中國科學(xué)院寧波計(jì)算所的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分析與管理平臺(tái)等。 國內(nèi)有少數(shù)民營企業(yè)開發(fā)了智能路燈系統(tǒng)，利用此系統(tǒng)不僅可提升照明亮度而且更為節(jié)能省電。并能夠?qū)φ麄€(gè)路燈網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行統(tǒng)一化管理。物聯(lián)網(wǎng)智能路燈系統(tǒng)運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，為每套路燈裝上智能監(jiān)控終端，監(jiān)控人員只需通過監(jiān)控中心的顯示大屏，即能適時(shí)對(duì)其獨(dú)立測(cè)控、斷電檢測(cè)和早期故障檢測(cè)等。 對(duì)于基于物聯(lián)網(wǎng)控制的室內(nèi)照明系統(tǒng)還相當(dāng)少見，對(duì)于利用照度來作為指標(biāo)控制的室內(nèi)照明系統(tǒng)，現(xiàn)還未發(fā)現(xiàn)同類的研究。
