智能照明控制系统的应用现状及发展趋势
深圳市名家汇科技股份有限公司 广东深圳 518000 摘要：目前，全国各地市政管理已经逐步进入了数字管理的时代，部分城市正在探索着适合自身条件的智慧城市建设，其中就包含了智慧照明管理系统。在庞大的智慧城市的总体规划下，智慧照明管理作为小系统模式，是智慧城市的一个重要组成部分；作为大系统，是一个城市的照明管理体系综合应用。 关键词：智能照明控制系统；应用现状；发展趋势 1智能控制技术理论 智能控制是为了实现自动化控制，采用人工智能与控制理论相结合的方法。智能控制技术主要是用来发挥其技术系统优势，优化组织目标结构，并在节约能源、提升质量、延长使用寿命的基础上进一步完善其功能，使整个系统实现最优的控制技术。相对于传统控制技术，对于不确定的复杂的研究对象，不需要建立相应的数学模型就可以解决问题，这是传统控制技术所做不到的。再加上智能控制系统的输入信息比较多，它能够仿照人工智能机构，对信息进行分类处理并决策，各类信息之间相互协调，这样有利于信息的记忆。 2智能照明控制系统 2.1系统功能 (1)智能照明控制系统主要由模块化，全数字化、和分布式总线型控制单元组成，每个功能模块各负责一项控制任务。各模块之间与中央处理器的通信均必须经过网络总线，具有稳定性高和数据传输速度快的优点。(2)系统可依据照明区域每天不同时间的不同用途和室外光亮度自动调节照明，可预先对场景进行设置。(3)对于特殊用途的建筑或大型联网系统，可以将照明控制系统分割为独立子网式系统。(4)标准的串行接口是智能照明系统所通用的进口形式，方便集成到其它控制系统中或融合到楼宇自控系统的中央控制器中。 2.2应用范围 智能照明控制系统可以对多种光源进行光线控制，也可以控制各种场合下的灯光亮度，以迎合各种环境对照明亮度的需求。 2.3系统组成 系统的组成包括控制面板、开关和调光模块、智能传感单片机、液晶触碰屏幕、计算机接口、监控计算机、时钟管理器等部件，如果是智能大型照明网络还需要配备网络路由器。除电源以外的所有单元器件均将存储单元和微处理器内置其中，用光纤或者双绞线连接成为一体网络。将物理单元地址均匀分配至每个单元，且单元地址具有唯一性，通过相关软件对其所实现的功能进行设定，照明回路的负载可由各输出单元进行控制。 2.4数据传输方式 从目前的发展来看，国内外对照明控制系统的数据传输载体的形式还没有形成一个统一的规范。市场上普遍使用的传输形式为双绞线传输、电力载波传输、无线射频传输以及光纤传输这四种。 3智能照明控制技术的发展现状 3.1LED城市夜间智能照明控制系统 LED灯比普通白炽灯具有明显的优势，不仅颜色多样、稳定性强，更重要的是低碳环保。LED照明技术在我国城市照明体系中已成为主流，取代了绝大部分的普通光源的照明，近几年来，LED用于商业领域更加普遍，各种各样的照明控制系统逐渐出现，这就为LED占取城市照明系统提供主要推动力。设计LED照明控制系统所依据的是计算机通信控制技术，主要呈现从主到次、从总到分的模式控制体系，利用该控制系统能够完成一个网络控制多个灯的构想，同时远程控制距离也可以大大延长。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不仅如此，该控制系统具有良好的稳定性，控制效率也有明显优势，同时网络控制所需成本不高，这就使得城市景点以及道路景观等场所对其广泛的应用。 3.2总线式智能照明控制系统的发展现状 总线式智能控制系统设计所依据的是应用多个智能控制模块，这些模块根据需要进行排列，并且嵌入微处理机，最后构成总线。其优势是能够独立运行，即使主机出现问题，整个系统也可以正常运行。因此该模式具有较强的可靠性以及稳定性，能够进行合理的更改，开放性较强。由于总线式智能照明控制系统具备上述优势，因此其可以与手机和电脑进行互联，利用手机或者电脑就可以实现灯光的有效监控、切换和控制。该控制模式在工矿产业、建筑以及铁路运输等领域都已得到很好的利用。同时，随着近几年的发展，该体系有望在楼宇建设自动化、智能家居等领域得到更好的应用发展。 3.3城市灯光无线集中监控照明系统 城市灯光无线照明控制系统所运用的核心是计算机控制，计算机对数据分析处理，然后对该系统进行管理和监控。此外，还要应用到GPS全球定位系统以及GIS地理信息管理系统，这两个系统同样是该控制体系的重要组成部分。城市灯光无线集中控制管理系统能够完成远程通信与测量、远程控制的任务，在该任务上的升级操作还可以完成实时数据和图像的传输，实现自动化控制。近年来，物联网不断发展完善，这对于城市灯光系统的发展具有极大的推动力。在举办世博会期间，基于物联网的灯光控制管理系统可以利用物联网终端，对展会的任一处照明设备进行控制管理，同时还可以对照明设备进行实时的检测，更加全面的实现照明设备的管理。 3.4一体化智能灯具发展发展现状 在LED照明技术基础之上，一体化智能灯具运用而生，该灯具在LED灯光照明的优势之上进行改良，其可以与集成设备和传感器完美结合，能够和环境变化进行关联，当环境产生光线、声音、红外线等变化时，该灯具也可以依据事先输入的程序，进行变化。随着LED固态照明技术不断的发展，该照明技术将会逐渐实现灯光自动化的变化，灯光的明暗随着人的来去进行及时的变更，这已经慢慢成为可能，并且逐渐改变着我们的生活。一体化智能灯具可以应用到的领域众多，其安装运行成本不高，稳定性强，因此，被人们所广泛接受，创造了更高的经济效益。 4智能照明控制系统的发展趋势 4.1半导体照明 随着我国半导体技术的不断发展，半导体照明将得到十分广泛的应用。当下国内外半导体照明发展十分迅速，前景可人。尤其是近些年来，我国倡导节能减排。半导体照明的应用和发展能有效促进节能减排的实施，更有利于经济和环境的发展。我国投身于半导体照明技术的开发，自主研发新型半导体材料，在世界使半导体照明得到了更加普遍的应用。这时，我国致力于半导体照明创新的发展，例如，LED封装技术的发展不仅提高了发光效率，而且促进了节能减排和环保。凭借产品开发中的一系列新兴技术，如两种光学技术和抗静电技术，半导体照明产品，如大灯和工矿灯已得到有效开发，数量已超过半数。现今在应用时，半导体照明会向以下方面发展：(1)半导体照明具有良好发展前景，LED灯使得显示图像更为清晰，更为节能。(2)在汽车行业中其有着良好的应用发展前景。通过对LED灯具的研发，相应性能会大大提高，这有助于车辆的安全，避免事故的发生。此外在日常生活中LED灯等通用照明发展迅速，得到很广泛的应用。 4.2绿色的照明 我国主要倡导节能减排，要大力发展绿色照明的技术。要确保照明质量，同时最大限度地降低能耗，进而完全实现节能环保任务。我国高度重视绿色照明工程，要充分吸收国内外先进技术和工作经验，努力创造更好的照明环境，促进我国有效可持续发展。随着绿色照明理念的进一步推广，我国绿色照明工程正在逐步发展，此时也取得了不俗的成绩。开发照明产品可以大大的提高能源的效率。我们根据不完全统计，高品质节能产品的使用比过去节能近达九成，表明绿色照明具有发展潜力不容小觑。 结语：本文简要分析探讨智能照明系统的应用现状及发展趋势，智能照明系统能够在一定程度上起到节能环保的作用，还能使日常工作生活中的安全性大大提高，同时也有利于成本控制。由此可见，智能照明系统的发展具有十分广阔的前景。随着新兴科学技术的不断发展，智能化照明将逐渐得到更为广泛的应用，并极大的改变人们的日常生活。 参考文献： [1]王纪艳.城市道路的智慧照明[J].建筑工程技术与设计，2017.什么是智能家居语音控制技术
“语音识别”技术相当于给计算机系统安装上“耳朵”，使其具备“能听”的功能。该技术经过语音信号处理、语音特征处理、模型训练及解码引擎等复杂步骤，使机器最终能够将语音中的内容、说话人、语种等信息识别出来。语音控制功能的实现，与用户的使用习惯高度关联。目前的语音控制功能实现方式可分为近场语音识别和远场语音识别二个大类。
近场/远场语音识别技术
近场语音识别，需要用户点击启动，并且用户与终端设备的距离比较近，如手机或其他终端设备，可直接借助这些终端设备的实现控制功能。
远场语音识别，以麦克风阵列远距离拾取的语音数据作为输入数据，通过语音识别的算法将语音信号转写成文字的技术。虽然和近场语音识别技术在原理上是相同的，但是由于音源和麦克风之间的空间距离增大，在声波传播过程中会出现信号强度的衰减和各种噪音干扰，因此需要特殊的语音数据拾取和预处理技术。不同的拾取设备和预处理技术常常会使用于语音识别的声波信号特征发生改变，因此针对不同的远场语音拾取技术，需要对语音识别引擎进行定制化适配和优化。
当语音信号在传播过程中有所衰减，影响采集信号的强度和分辨率，使用的灵敏度非常高的指向性麦克风，同时将麦克风的参数调整到适合远场语音数据的模式，可以最大限度采集清晰的远场语音信号。语音指令声波在传输过程中受到周围噪音的污染，降低声波信号的信噪比，使用定向波速成形技术，抑制方向外的噪音，从而减少噪音对语音信号的干扰。在一个房间里，麦克风拾取的声波不仅仅直接来自于音源，还有音源发出后经过墙壁反射的迟到的声波，形成声音的残留，造成混响。利用多个麦克风采集的数据，通过多通道回声消除算法，将这些不同时间达到的声音数据分离开来，从而消除了混响对声音数据的影响。
唤醒目标检测技术
在远距离用语音进行操控的时候，声音可能来自不同方向的不同人。因此首先要确定哪些是发指令的声音，哪些不是。使用的麦克风阵列波速成形算法，将360度空间垂直划分成若干区域，每个麦克风负责检测一个指定的区域。当某个空间区域里面检测到有唤醒词出现时，对应于该空间区域的麦克风拾音功能就被增强，其他区域的麦克风拾音就被抑制。从而实现了对声音进行有方向有角度的拾取，避免了周围电视机里的说话声音、其他人交谈对语音指令的影响。
播放状态打断技术
在对音箱等设备进行语音控制时，往往该设备处于播放歌曲的状态。由于麦克风安装在音箱上，麦克风和说话人之间的距离要远大于麦克风和扬声器之间的距离，在这样的情况下，采用内外兼顾的方法进行解决。内部使用特殊的回声消除算法从内部减小噪音对麦克风的影响。另外对于震动带来的非线性干扰，传统的线性回声消除方法失效了，因此可以使用非线性回声消除算法提高内部噪声消除的效果。在外部结构设计方面，使用精心设计的麦克风阵列减震结构，使多个麦克风和它所连接的电路板之间的震动减小到最小，从而最大程度的控制高声强导致的音箱本体震动对拾音的干扰。
语音唤醒：真正解放双手
由于功耗等方面的限制，智能设备很难24小时都保持在激活状态。因此，要想在家里自由地控制设备，我们还需要能即时“唤醒”功能，也就是给智能设备加入“语音唤醒”技术。
语音唤醒，是指通过含有特定唤醒词的语音输入来“触发”语音识别系统以实现后续的语音交互。通过该技术，任何人在任何环境、任何时间，无论是近场还是远场，面向设备直接说出预设的唤醒词，就能激活产品的识别引擎，从而真正实现全程无触控的语音交互。
除了说单个唤醒词实现唤醒外，更自然便捷、在技术上更具有挑战性的交互方式是在连续语流中带上唤醒词，以实现唤醒产品并同时实现操控的效果。目前，语音唤醒方案已在部分产品中取得成功应用，比如在灵犀语音助手中，说出“灵犀灵犀，打电话给张三”就可以唤醒设备并自动完成人名识别与拨打电话。
国内外语音控制的市场现状
随着智能家居市场的发展，国外的IT巨头们已先后以智能家居与语音相结合的方式进入智能家居领域：谷歌收购NEST布局智能家居，不断强化GoogleNow的语音入口；苹果HomeKit智能家居平台与Siri也不断加强融合；市场上流行的Echo智能音箱使用了亚马逊的Alexa语音技术；微软也发布语音助手Cortana，将它作为领域扩展交互入口。从这些国外科技大佬们对语音产业的重视和投入，可以看出智能语音与智能家居的融合是大势所趋，业内普遍认为语音作为人类信息最自然、最便捷的交互方式，必将成为未来智能家居设备中的重要组成部分。
随着国内外巨头们对语音交互领域投入的增加，语音核心技术正逐步成熟。智能家居作为IT产业和制造工业向个人家居领域渗透发展的必然结果，语音技术正不断进入智能家居领域渗透，市场前景广阔。
语音交互对于智能家居行业的意义
科技让生活更智能，语音让交互更便捷。语音交互对于最直接的意义在于将“智能家居”变得真正的智能起来。无论是再技术先进的品牌，再友善的人机交互界面，都没有语音交互控制来的简便直接。所有品牌、所有产品以一个智能控制的概念进驻到人们息息相关的日常生活中的时候，少不了需要一个学习和适应的过程，而语音则不需要，我们所有的日常交流、行为习惯，语言和声音已经成了人们思维中的一部分。所以，如果智能家居能与语音交互融于一体，那么智能家居产业也许会迎来一次划时代的突破。返回搜狐，查看更多