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1、办公区智能控制系统设计摘 要智能灯控系统正在迅速发展中，随着生活水平的提高和生产成本的降低，其在各个领域应用将会越来越广泛；本设计采用实用际性较高的办公区作为设计对象，其中智能化控制包括灯光、窗帘、空调、安防门等的自动控制；只要在编程时预先设置好相应的场景，就能通过触摸屏、手机甚至互联网等对办公区的用电设备进行自动控制，包括灯光、窗帘、空调、安防门等。本次设计以美国Crestron的中央控制系统为设计基础，对智能灯控系统进行设计，包括界面程序设计、控制程序编写、回路划分、设备回路负载表、方案系统图和控制设备灯控箱等。通过触摸屏界面编程和主机控制编程，将办公区的所有用电设备集中在触摸屏上面进行控
2、制，控制自动化程度高、设备性能稳定、控制使用方便。在对于灯光的控制中，采用Crestron灯控调光产品（DIN-1DIM4）和嵌墙式触摸屏（TPS-6L）进行开关、调光和场景（预先设置好）控制；在窗帘控制系统中，采用继电器模块（DIN-8SW8）控制窗帘的升、降、停；在空调控制系统中，通过主机编程模拟遥控器进行空调相关功能的红外控制。Crestron在中控行业已经有30多年的控制经验，中央控制技术已经十分成熟，有着自己开发的控制平台和编程语言，设计出来的系统稳定性也比较高。Intelligent lamp control system is developing rapidly, with t
3、he improvement of living standards and production cost reduction, and its application in different fields will more and more widely, This design USES the practical interstate taller sex office as design object, including intelligent control includes lamplight, curtain, air conditioning, security doo
4、rs etc of automatic control, As long as the when programming predefined good corresponding scene, can by the touch screen, mobile Internet on office electrical equipment for automatic control, includes lamplight, curtain, air conditioning, security doors etc. This design by American Crestron central
5、 control system for design basis, and the intelligent lamp control system design, including interface program design, control programming, loop division, equipment loop load list, plan system graph and control equipment lamp control box, .关键词：智能控制 中央控制系统 Crestron 触摸屏目 录一、设计背景41.1 照明行业前景41.2 办公区智能化介绍
6、4二、方案设计52.1 设计理念52.2 方案设计方框图62.3办公室示意图82.4 灯光负载回路表和设备清单82.4.1灯光回路表82.4.2 所用设备配置清单102.4.3 主要设备选型122.4.3.3 按键面板（C2NI-CB）142.4.3.3 红外感应器152.5 方案系统图162.6 触摸屏编程设计和功能介绍192.6.1 主界面192.6.2 触摸屏灯光控制界面202.6.3 触摸屏窗帘控制界面212.6.4 触摸屏空调控制界面(待开发功能)222.6.5 触摸屏排气扇控制界面23三、主要程序说明：243.1 编程软件介绍：243.1.1 主机编程软件：Simpl Window
7、s243.1.2 界面编程软件：Vision Tools Pro-e253.2 主要程序介绍：263.2.1 触摸屏按键对应程序介绍263.2.2 电源开关程序介绍273.2.3 灯光控制程序介绍283.2.3.1会议室及办公室灯光主要控制程序及说明283.2.3.2 办公区灯光主要控制程序及说明303.2.3.3 灯光全开、全关控制和模式主要控制程序及说明313.2.4 窗帘控制程序介绍333.2.4.1 单窗帘主要控制程序及说明333.2.4.2 全部窗帘控制程序及说明353.2.5 感应器的智能控制37四、附件394.1 快思聪总线介绍：394.2 灯光负载回路表及配置清单：394.3
8、设计系统图全图：40一、前言智能照明行业自从上世纪90年代进入中国市场以来，受市场的消费意识、市场环境、产品价格、推广力度等各方面的影响，一直处于缓慢发展的态势。行业人士均认为，消费者对智能照明认识不足是市场处于初级阶段是最主要的原因。近些年来，随着国民经济的快速发展，特别是地产行业的高歌猛进，国内智能照明行业迅速发展，涌现出了各种技术类型的厂家，市场上也出现了各种类型，别具特色的智能开关产品。虽然目前智能灯控领域还没有形成规模性全国消费市场，但大部分智能照明厂家还在极力引导消费者，在渠道的建设上也一直在探索着适合这个行业的模式，接近现实需求的产品在不断增加，产品的功能定位和稳定性均已取得长足
9、的进展。生产商、经销商、集成商以及装修公司等的区域销售经验不断累积。1.2 办公区智能化介绍二、绪论2.1 智能办公室介绍大气而美观的办公环境，明亮而舒适的灯光;走进办公区，聪明的灯光自动打开，通过预先编程的照明系统自动控制灯光的照度和数量，将室内的灯光调整到最合适的办公状态;会议结束离开房间，灯光自动关闭;当窗外的自然光线在变化，室内的灯光也随之自动调整，自动自觉节约电能如此先进的办公照明环境，如今已经开始在各大型的办公楼里呈现。办公场所代表了一个公司的形象。而智能化、便捷的工作环境能让办公室的员工更加舒适。在快节奏的今天，办公人员每日忙于处理繁忙的事务，简便、灵活、舒适的办公环境，能让他们
10、心情愉悦，工作效率有效地提高。智能化的办公室照明为办公室带来了便捷、人性化的设计，比如，在会议室采用的智能自动调光系统有多种预先场景设置，简单的一个按钮就可以切换出不同的照明模式，为办公人员提供所需的最佳舒适度的灯光，使员工处于最佳的工作状态。同时，良好的节能意识也能在智能化办公照明完美体现。智能化系统的自动感应控制装置可以有效的利用自然光，使照明环境保持恒照度，更可以自动关闭没有人员的区域的照明设备，将不必要的能耗降到最低，最高可以达到75%的节能效果。总之，舒适先进的灯光犹如美妙的音乐，于潜移默化之中影响人们的工作状态。随着日常商务事务的日渐繁忙，人们在办公室呆的时间也越来越长，对工作环境
11、的关注也愈加重视，高品质的智能化办公照明进驻办公室，将提升人们的工作效率。2.2 设计理念本次设计根据绿色灯光控制（Green Light）理念进行设计，以环保、节约为设计前提，智能化控制为设计基础，通过一个触摸屏，实现办公区的灯光、窗帘和空调等的全自动化控制。可调节有调光功能的建筑设备(如百页窗帘)来调节控制天然光，还可以和灯光系统连动。当天气发生变化时，系统能够自动调节，无论在什么场所或天气如何变化，系统均能保证室内的照度维持在预先设定的水平。一般照明设计师对新建的建筑物进行照明设计时，均会考虑到随时间推移，灯具效率和房间墙面反射率的衰减，因此，其初始照度均设置得较高。这种设计不仅造成建筑
12、物在同使用期(或两次装饰的间隔期)的照度不一致，而且还会由于开始时照度偏高而造成不必要的能源浪费。采用智能照明控制后，虽然照度还是偏高设计，但由于可以智能调光，系统将会按照预先设置的标准亮度使照明区域保持恒定的照度，而不受灯具效率降低和墙面反射率衰减的影响。智能照明控制系统能对大多数灯具(包括白炽灯、日光灯、配以特殊镇流器的钠灯、水银灯、霓虹灯等)进行智能调光，给需要的地方、在需要的时间以充分的照明。及时关掉不需要的灯具，充分利用自然光，其运行节能效果充分。实现智能照明控制一般可以节约2040%的电能，不但降低了用户电费支出，也减轻了供电压力。众所周知，光源损坏的主要原因是电网过压，只要适当降
13、低工作电压就可以延长光源的寿命。智能照明控制系统采用软启动的方式，能控制电网冲击电压和浪涌电压，使灯丝免受热冲击，从而使光源寿命延长24倍，对于大量使用光源和安装困难的区域更具有特殊的意义。总之，智能化与照明技术的结合，构筑了充分的技术平台，将节能、低耗、长寿命、运行节约、以人为本等绿色和可持续照明的理念充分演绎。三 方案设计3.1 方案设计方框图l 方案设计功能方框图：方框图说明：办公区所有灯源都采用荧光灯（FL）作为控制对象，荧光灯的电子整流器必须为可调整流器，进行0-10V调光；嵌墙式触摸屏安装在办公区大门边，集中了本次设计系统的所有功能；室内闭环照度感应器装在窗户边，可根据室外亮度调节
14、灯光亮度，达到节能环保的功能；红外感应器装在办公区的大门边和会议室及办公室内；本次设计选用性价比较高的迪斯系列（DIN-XXX）控制模块进行控制，控制端用触摸屏和控制面板配合控制；另外设计有一个弱电间来存放灯控箱（实际需要的话可与强电间共用）。具体功能如下：1、通过简单的触摸屏操控界面，对各个办公室、办公区的灯光、窗帘进行自动化控制。2、通过人体移动感应器，对各个办公室、办公区等的灯光进行自动感应控制，做到人进灯亮，人走灯灭。3、既能独立控制每路灯光，也可以调用预设场景。4、窗帘和灯光场景有多种设置，如：上班、下班、晚上、周末等模式；具体可根据用户进行设计。5、支持现场按键面板、触摸屏、无线遥
15、控器（射频和红外技术）多点控制。照度感应器红外感应器红外感应器红外感应器红外感应器红外感应器按键面板嵌墙式触摸屏3.2办公室示意图弱电间办公室3办公室2办公室1会议室注：本次系统设计主要设计对象为图中左边办公区的灯光、窗帘、空调、排气扇等的控制，不涉及其它区域。其中照度感应器和红外感应器用来设置自动控制功能，按键面板用来触发已经用程序设置好存在主机里面的功能和场景，触摸屏则用来控制整个办公室的用电设备3.3 灯光负载回路表和设备清单3.3.1灯光回路表控制回路控制區域數量瓦數總耗量燈泡類別控制類別配置CONTROLCONTROL PANEL/FITTINGLAMPTOTAL LOADLOADC
16、ONTROLGROUPSUBSYSTEMQTYWATT(VA)TYPETYPE办公室智能控制系统L-1办公区后排灯光628168FL010DIN-4DIMFLV4L-1-A21836FLL-2办公区中排灯光528140FL010L-2-A21836FLL-3办公区前排灯光428112FL010L-3-A21836FLL-4会议室112828FLRELDIN-8SW8L-5办公室122856FLRELL-6办公室222856FLRELL-7办公室322856FLRELL-8排气扇11FANRELL-9排气扇21FANRELL-10排气扇31FANRELL-11左边窗帘2MObi-RELDIN-8
17、SW8L-12中间窗帘2MObi-RELL-13右边窗帘2MObi-RELCRESTNET耗电:回路表说明：表中回路是按照办公区的功能区域进行划分的，灯泡类型中FL代表荧光灯，FAN代表排气扇单向电机，MO代表窗帘双向控制电机；控制类型中010表示用“010V调光模块”控制（需配010V电子变压器），REL表示用继电器开关控制，bi-REL表示需要两个开关接口进行电机的双向控制。办公区的前、中、后排灯盘为调光控制（可根据需要调节灯光的亮暗），用快思聪产品DIN-4DIMFLV4四路调光模块控制；窗帘、排气扇、会议室和各个办公室用开光控制，选用DIN-8SW8开关控制模块进行控制。3.3.2 所
18、用设备配置清单配置说明：功耗为每个设备自身所消耗的负载功率。整个系统共用一个DIN-AP2灯光控制主机进行控制，会议室1和各个办公室门口各安装一个红外线感应器，在办公区入门处也安装一个红外感应器，共五个；在办公区窗边安装两个照度感应器进行联动控制，系统独立配置一个灯控箱，按键面板安装在办公区入门处，触摸屏安装在办公区，方便进行控制。3.3.3 主要设备介绍3.3.3.1 控制设备l 灯光控制主机（DIN-AP2）名称：灯光控制主机型号：DIN-AP2性能特点： 2系列控制引擎 MMC内存扩展卡槽 Cresnet 端口主/从选择，最多支持20个Cresnet设备 10/100自适应以太网 SSL
19、加密支持e-Control 2、SNMP技术以及RoomView软件 双向RS-232串口x2，IR/串口x4，Versiport I/O端口x8，低压继电器端口x4 需要外部电源支持选型建议： Cresnet设备20个 调光/开关模块选择DIN系列产品 系统中选用了触摸屏 适用于小区域应用Cresnet耗电：8W（需要DIN-PWS50电源模块或其它电源模块供电）尺寸：94.2mm(高)159mm(宽)58mm(深)l 系统电源模块（DIN-PWS50）名称：系统电源模块型号：DIN-PWS50性能特点： 50瓦Cresnet电源供应 提供3个Cresnet电源端口 导轨式安装 占用6个标准
20、模块宽度(6x18mm)工作电压：100-240V AC 50/60Hz工作环境：0-40(温度)，10%-90%(湿度)重量：170gCresnet耗电：0W尺寸：94.2mm(高)106mm(宽)58mm(深)l 四路荧光灯调光模块（DIN-4DIMFLV4）名称：四路荧光灯调光模块型号：DIN-4DIMFLV4性能特点： 4路馈电，4路0-10V输出 单路最大5A，模块最大20A工作电压：24V DC工作环境：0-40(温度)，10%-90%(湿度)重量：260gCresnet耗电：4.2W尺寸：94.2mm(高)159mm(宽)59.5mm(深)l 八路开光模块（DIN-8SW8）名称
21、：八路开关模块型号：DIN-8SW8性能特点： 8路馈电，8路输出 单路10A(INC);5A(FL);1/2Hp(Mo)，模块最大80A(INC);40A(FL);4Hp(Mo) 自带Override功能 占用9个标准模块宽度(9x18mm)工作电压24V DC工作环境0-40(温度)，10%-90%(湿度)重量：369 gCresnet耗电：5.4W尺寸：94.2mm(高)159mm(宽)59.5mm(深)l 开光模块选型：DIN-8SW8模块是迪斯系列的继电器控制模块，可通过编程进行灯具的开关控制，荧光灯控制每路最大功率5A（5*220=1100W）。3.3.3.2 嵌墙式触摸屏（TPS
22、-6L）型号：TPS-6L名称：5.7触摸屏性能特点： 640480的分辨率 支持Windows SideShow 全动态视频 内置麦克风和可选喇叭工作电压：24V DC工作环境：0-40(温度)，10%-90%(湿度)重量：0.69kgCresnet耗电：15W尺寸：5.7l 触摸屏选型： 嵌墙式触摸屏安装在门边将所有控制功能集中在里面，进行智能控制；考虑到尺寸大小、性价比等因素，选用TPS-6L比较适合。3.3.3.3 按键面板（C2NI-CB）型号：C2NI-CB(双列面板）性能特点： 6个可雕刻按键,多样组合 每个按键能够具有3种功能(单击/双击/长按) 白色LED灯管反馈，可编程，可
23、调节 柱状逻辑显示 内置照度感应器 Cresnet 通信工作电压：24V DC工作环境:0-45(温度)，0%-95%(湿度)重量：87g/73g/70gCresnet耗电：0.5W尺寸：CBF-TS:81.3mm(高)43.8mm(宽)38.6mm(深) CBD-T:104.7mm(高)45.7mm(宽)38.6mm(深) CBUK:85.8mm(高)85.8mm(宽)38.6mm(深)3.3.3.3 红外感应器型号：GLS-OIR-C-450性能特点： 红外感应技术 天花安装 360o覆盖角度，40m2覆盖范围 较大动作监测范围：7.2m 较小协作监测范围：2.4m 内置照度感应。工作电压
24、：24V DC工作环境：0-40(温度)，0%-95%(湿度)重量：142gCresnet耗电：1W尺寸：106.7mm(直径) 39.4mm(高)3.3.3.6 模块接线简图l 荧光灯调光模块DIN-4DIMFLV4注：上图中只画了一个荧光灯调光回路，其中对应的接线接在一起。l 继电器开关模块DIN-8SW8注：图中红色为火线，蓝色为零线，控制模块为继电器开关功能。3.4 方案系统图l 系统图：快思聪的控制方式有：集中式、分散式、集散式三种，由于本次系统控制比较简单，采用集中式控制就基本满足要求。下面是分布式、集散式和集中式的相关介绍：1. 分布式控制：2. 集散式控制：3. 集中式控制：4
25、. 系统接线示意图：3.5 触摸屏编程设计和功能介绍3.5.1 主界面l 功能描述：触摸屏通电后默认进入主界面（如上图所示），本界面办公区的示意图为快思聪（广州办事处）的全部平面图（包括体验中心），而本次设计针对其中办公区进行智能化设计。界面中最上端为灯光、窗帘、空调、排气扇控制的跳转按键，轻按对应的按键就可以进入相应的控制界面；左上角是数字时钟，自动同步控制主机的实际时间；右上角的电源按键位办公区的总控制开关，进行控制操作之前必须打开电源开关才能进行其它的有效控制。注：控制界面中每个按键都有自己的join number（按键号码），方便进行编程控制；本次设计所有页跳转都是采用硬跳转。3.5.
26、2 触摸屏灯光控制界面l 功能描述：从触摸屏主界面的“灯光控制”按键进入到本界面，上图界面为本次设计灯光控制的总界面；其中右上角为返回主界面按键，前、中、后灯盘为可调控制，亮度调幅为0%到100%；下面的按键都是对应区域的灯光控制按键；“经济模式”按键的功能可根据需要进行程序设置，甚至进行相应功能的联动（比如窗帘、空调控制等），本次设置为全部灯盘亮度为80%。3.5.3 触摸屏窗帘控制界面l 功能描述：从触摸屏控制主界面的“窗帘控制”按键进入到本界面，窗帘控制分为整体控制和部分控制，如上图所示可对相应的窗帘随意进行上升、下降和停止的控制；右上角部分为返回主控界面按键。按下上升按键，窗帘自动上升
27、5秒后停止（根据实际测试上升时间进行程序设置），同理可进行停止、下降等功能的控制。3.5.4 触摸屏空调控制界面(待开发功能)l 功能描述：从触摸屏控制主界面的“空调控制”按键进入到空调控制界面，本次设计使用红外控制空调进行控制，相当于把红外遥控器的功能集合到触摸屏上面，如上图所示，右上角按键为返回主界面按键，右边的控制按键是空调的各项主要控制功能，按键通过控制主机的红外发射端口发送红外控制码进行控制。3.5.5 触摸屏排气扇控制界面l 功能描述：从触摸屏控制主界面的“排气扇控制”按键进入到本界面，按照触摸屏界面上的开关提示进行排气扇的控制，右上角部分为返回主控界面按键。四、主要程序说明：4.
28、1 编程软件介绍：4.1.1 主机编程软件：Simpl WindowsSIMPL Windows：主机编程软件，针对快思聪所有的主机进行编程，根据各个房间需要实现的控制功能，编写控制代码，定义触摸屏上各个按钮的功能，从而去驱动各种端口发出指令（或者做出动作）控制相应的设备；实现对会议系统中所有设备的功能控制和模式预设控制功能。4.1.2 界面编程软件：Vision Tools Pro-eVision Tools Pro-e：触摸屏编程软件，根据房间功能需求，为用户定制开发触摸屏操作界面；4.2 主要程序介绍：4.2.1 触摸屏按键对应程序介绍以上编程界面为触摸屏上面对应join number的
29、按键定义，每个join number对应的命名可自行定义，原则上统一使用快思聪的标准命名规则，方便往后查看和调试；左边是反馈每个变量用的变量，右边是触摸屏上面对应的按键变量。4.2.2 电源开关程序介绍按下开关按键时，“clock”受高电平触发，根据Toggle函数的性质输出端“out”输出持续高电平；当“clock”再次受到高电平触发时，输出端变为低电平输出。4.2.3 灯光控制程序介绍4.2.3.1会议室及办公室灯光主要控制程序及说明函数“Interlock”主要功能为互锁，当函数左边的输入端有一路置高电平时，右边只有对应的输出端为高电平，其他输出端均为低电平，达到开关控制互锁的功能。下面
30、是继电器控制模块DIN-8SW8程序：4.2.3.2 办公区灯光主要控制程序及说明注：程序中ramp_time 设置为5s表示调光百分比从0%100%的过程中需要5秒；上述函数中的右边输出为模拟量输出，变化范围为：0%100%；输出量直接输送到荧光灯的调光模块（见下面）。4.2.3.3 灯光全开、全关控制和模式主要控制程序及说明注：函数中接收到相应的触发信号，右边输出相应的模拟量百分比，达到全开、全关和模式设置的功能。注：调光模块右边的输出端模拟值直接显示在触摸屏界面的百分比显示柱上，可以直观的知道调光的实际效果。4.2.4 窗帘控制程序介绍4.2.4.1 窗帘1主要控制程序及说明4.2.4.
31、2 全部窗帘控制程序及说明注：函数的输出端与开关模块关联，间接控制回路的开关状态。4.2.5 感应器的智能控制4.2.5.1 感应器宏的功能介绍：如上图所示：当Enable_Detector为高电平的时候： 当Detector_Status传感器第一次感应到有人时（第一个上升沿），会触发On_P； 而当传感器变为低电平，并保持低电平超过设定的时间（Time）时，会触发Off_P； 如果传感器变低，但是保持时间不超过设定的时间（Time），就又变为高电平， 那么重新变为高电平的上升沿并不会触发On_P。当Sensor_Enable为低电平时，传感器的变化不会触发On/Off_P的变化。当Sens
32、or_Status处于高电平（感应到有人）的状态， 如果此时启动自动感应模式（Enable_Detector变为1），会自动触发一次On_P。Force_On：有脉冲时，会触发On_P也有脉冲；并且在Force_On的上升沿的时候 如果Enable_Detector也为高电平，会触发延时关闭功能。Force_Off：有脉冲时，会触发Off_P也有脉冲；4.2.5.2 感应器主要控制程序4.2.5.3 主机IO口程序设置五、实验数据及总结六、附件6.1 本次设计使用总线介绍：如上图所示，Cresnet端口是由4个接点组成，该端口用来快思聪设备与快思聪设备之间的连接（不可用于连接第三方设备），譬如用于连接主机和触摸屏；其中“24”代表24VDC+，“24”和“G”用于通过Cresnet端口给其他设备供电；“Y”、“Z”、“G”用于通过Cresnet端口传递控制信号；快思聪具有专用的Cresnet线材销售，如果工程商自己配线材，请务必保证使用的线材线径在24AWD以上；连接到主机Cresnet端口的设备，每个设备都具有一个不同的ID，叫做“Cresnet ID”，该ID的取值范围为“03FE”；该Cresnet端口为总线式的端口，具体的接法请参考下图：6.2 灯光负载回路表及配置清单：6.3 设计系统图全图：40
