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基于AI的现代建筑智能照明控制系统设计研究
摘要:科学技术的发展,我国的AI技术有了很大进展,并在现代建筑智能照明控制系统设计中得到了广泛的应用。本文首先分析使用AI进行数据分析和预测,其次探讨基于AI的现代建筑智能照明控制系统设计,AI在照明控制系统中的应用将为未来照明领域带来智能化、高效能源利用、舒适个性化体验以及可持续发展等方面的深刻改变。
关键词:现代建筑;智能照明控制;人工智能;系统设计
引言
良好的照明可以提升建筑的舒适度,住宅建筑作为居民主要的生活场所,照明系统的设计水平体现在多个方面。特别是在节能设计方面,良好的节能设计可以降低住宅建筑的能源成本,并在提升照明质量的过程中保证住宅建筑的舒适度。无论是从功能性、经济性还是社会效益的角度,有效应用节能理论提升住宅建筑照明设计的节能水平,是现代建筑设计的重要发展方向之一。而在实现这一目标的过程中,需要充分了解影响照明设计节能水平的主要因素,以便更好地展开优 化设计,为提升住宅建筑照明节能设计水平打下良好的基础。
1使用AI进行数据分析和预测
在景观照明控制系统中,AI技术通过大数据分析和机器学习算法处理庞大复杂的数据集。通过对历史照明数据的挖掘和分析,AI能够发现隐藏在数据背后的规律和趋势,为景观照明的优化提供决策支持。以Philips Lighting的City Touch为例,该系统通过云端架构、物联网和互联网技术,实现了对城市照明系统的远程集中管理和控制,包括能耗数据、亮度数据、电流和电压数据等的实时监测和分析,为系统运行提供了精准的预测和调整。
2基于AI的现代建筑智能照明控制系统设计
2.1智能感知模块
智能感知模块是基于AI的现代建筑智能照明控制系统的核心组成部分,其主要功能是通过各类传感器实时采集建筑环境参数和人员状态信息,为智能照明控制提供准确、可靠的数据支撑,以实现对建筑照明环境的全面感知和理解。第1,模块集成高精度的光照度传感器,通过测量建筑内部不同区域的照度水平,实时监测光环境的变化情况,为照明控制提供基础的光照数据。第2,模块部署人体红外传感器,利用红外热成像技术,准确检测房间内人员的存在状态和活动情况,以实现基于人员在场的智能照明控制。第3,考虑到建筑内部环境参数(如温度、湿度等)对人体舒适度和光环境感知的影响,模块还集成温湿度传感器,实时采集环境参数数据,为照明控制策略的优化提供补充信息。此外,为了确保感知数据的准确性和可靠性,智能感知模块采用多传感器数据融合技术,通过对不同传感器数据进行校准、滤波和融合处理,消除测量误差和环境干扰,提高感知结果的鲁棒性。
2.2通信系统设计
火灾发生时,智能应急照明与疏散指示系统会实时反馈火灾事故并发出警报,对居民进行有效导向,确保他们能迅速转移至安全区域。通讯网络必须始终处于就绪状态,以便实时接收并处理系统反馈的信息,识别火灾区域及人员位置,帮助受困者寻找安全出口,并通过通讯设备寻找每位需要救助的人。根据逐步推进的原则设计智能应急照明与疏散指示系统,及时识别并处理潜在的重大问题,保障系统的高效运作。在紧急情况下,遵循系统联动原则,迅速控制通信、照明和指示设备,居民应按照指示箭头快速撤离。遵循“远离火源,靠近出口”的原则进行疏散,避免误入危险区域。此外,系统应利用数据监控功能,及时通过微信、短信和其他应用程序向民用建筑内居民发送撤离指令,帮助他们安全离开现场。
2.3智能场景控制
住宅建筑不同的使用需求带来不同的使用场景要求。在提升照明舒适性、节能性的过程中,通过智能场景的设置,可以实现更加智能、舒适、节能的照明体验,并提升照明的质量与效果。在设计的过程中,需要根据工作、休息、娱乐等不同的使用场景,合理设计照明控制的内容,以精准匹配照明需求。在工作场景中,需要使用中性白光,并保证书房、办公室等区域照明光线和亮度的充足,从而有效避免眼睛疲劳。并通过将光源聚焦在工作区域的方式,有效减少照明浪费;在休闲场景中,需要在客厅、卧室等休闲区域,使用暖光和柔和的照明场景,降低光线的亮度,调整光线的色温,从而创造舒适的休息环境;而在娱乐场景中,则需要进一步结合景观、娱乐需求,实现照明的动态变化,从而打造良好的感官体验,提升照明的效果和节能水平。
2.4能源管理和节能
AI技术还可通过实时监测和智能控制,优化景观照明系统的能源管理。以中国移动物联网智慧照明项目为例,该项目通过AI技术实现了对城市照明的远程监控、集中控制、智能调度和故障预测。AI算法可根据实时采集的数据,预测未来的照明需求,提前调整光照亮度以实现节能减排。阿里云的智慧照明解决方案则通过AI分析照明设备的运行数据、环境数据和用户反馈,预测光照需求并自动调整照明系统,提高能源利用率。
2.5远程控制模块
远程控制模块的主要功能是通过网络通信技术,为用户提供远程访问和控制照明设备的便捷方式,实现灵活的人工干预和个性化设置。本模块采用Web服务器、移动应用程序和数据加密等技术,构建了一个安全、可靠、易用的远程控制平台。第1,在架构设计上,模块采用基于RESTful的Web服务框架,通过标准的超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol,HTTP)和轻量级的数据交换格式(Java Script Object Notation,JSON),实现了照明控制系统与远程客户端之间的无缝通信和数据交换。第2,为了保障通信安全,模块采用基于安全套接层(Secure Socket Layer,SSL)协议或安全传输层(Transport Layer Security,TLS)协议的数据加密技术,对所有的远程控制指令和数据传输进行端到端加密,有效防止敏感信息的泄露和恶意攻击。第3,在用户界面设计上,模块提供了基于Web和移动端的访问入口,便于用户随时随地访问照明控制系统,查看当前照明状态,调整控制参数,设置个性化策略等。其中,移动端采用原生开发技术,利用智能手机的硬件特性,提供更加直观、流畅的人机交互体验。第4,远程控制模块还集成语音识别和自然语言处理技术,让用户通过语音指令直接控制照明设备,实现更人性化、智能化的交互方式。
2.6定期检测与维护
系统的高可靠性离不开定期的检测与维护。应急照明与疏散指示系统应建立完善的检测与维护制度,包括日常检查、月度检测和年度检验等。日常检查主要包括系统的外观检查和功能测试,确保各组件无损坏、指示灯光明亮。月度检测应对系统的电源、线路、控制器等进行全面检查,及时发现并排除隐患。年度检验则需要对系统进行全面检测和评估,确保系统的整体性能和可靠性。
2.7技术升级与创新
随着科技的发展,应急照明与疏散指示系统也需要不断进行技术升级和创新。引入更先进的传感技术、人工智能算法和大数据分析,可以进一步提高系统的智能化水平和可靠性。例如,通过人工智能算法,可以对火灾发展趋势进行预测,提前调整疏散指示方案,提高疏散效率和安全性。
结语
综上所述,人工智能(AI)技术在景观照明控制系统中的应用展现出了巨大潜力和显著优势,本文围绕现代建筑智能照明控制这一主题,从需求分析、系统设计、功能实现到实证研究,全面阐述了基于AI技术的现代建筑智能照明控制系统的研究与应用。未来,随着人工智能、物联网、大数据等技术的不断发展和成熟,智能照明控制系统必将朝着更加智能化、网络化、集成化的方向演进。
参考文献
[1]康钰卓,韩臻,刘岳,等.基于虚拟现实技术的建筑照明交互设计方法与系统[J].照明工程学报,2022,33(6): 117-130.
[2]杨梅.基于无线传感器网络的LED景观照明控制系统设计的研究[J].中文科技期刊数据库(文摘版)工程技术,2022(02):3.
[3]燕友福,辛宽,徐东海等.基于物联网研究智能照明控制系统在公园景观照明设计中的应用[J].海峡科技与产业,2020(09):51-53.
[4]Berg L P,Vance J M. Industry use of virtual reality inproduct design and manufacturing: a survey [J]. VirtualReality,2017,21 (1): 1-17.
[5]Emamjomeh A,Zhu Y,Beck M. The potential of applyingimmersive virtual environment to biophilic building design:a pilot study [J]. Journal of Building Engineering,2020,32: 101481.
[6]庹元科,吴金亮 . 某办公建筑智能照明控制系统设计 [J]. 现代建筑电气,2023,14(4):25-28.
[7]蔡芙蓉,侯瑞堃 . 新型建筑智能化平台下的智能照明控制系统 [J]. 智能建筑与智慧城市, 2022(10):153-155.
[8]牛智远 . 浅谈建筑照明系统的智能控制应用 [J]. 电子元器件与信息技术,2021,5(10):189-191.
[9] 吴泰行. 基于PLC控制器的智能照明系统设计[J]. 光源与照明,2022 (12): 33-35.
[10] 蔡芙蓉, 侯瑞堃. 新型建筑智能化平台下的智能照明控制系统[J].智能建筑与智慧城市, 2022 (10) : 153-155.