基于KNX技術(shù)設計的智能照明控制系統在醫院的設計與應用

摘要：武漢東西湖區人民醫院采用Acrel-BUS智能照明控制系統對醫院門(mén)診樓、住院樓、地下車(chē)庫等公共部分照明回路的通斷進(jìn)行智能控制，系統組網(wǎng)為KNX總線(xiàn)通訊，設計采用就地智能面板控制及通過(guò)IP網(wǎng)關(guān)接入Acrel-iLightControl智能照明控制系統，在計算機端集中控制與監控。

關(guān)鍵詞：醫院  智能照明控制  KNX

Abstract: Wuhan Dongxihu District People's Hospital uses the Acrel-BUS intelligent lighting control system to intelligently control the lighting of the public outpatient building, inpatient building, underground garage and other public  lighting circuits. The system network is KNX bus communication, and the design uses local smart panel control And access to Acrel-iLightControl intelligent lighting control system through IP gateway, centralized control and monitoring on the computer side.

Keywords:hospital   intelligent lighting control   KNX

0.引言

       當階段，我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，人民生活水平逐漸提高，進(jìn)而越來(lái)越重視健康。人們在生病時(shí)不但要求有好的醫生和好的治療，對醫院的現代化水平和環(huán)境要求也越來(lái)越高?，F代化的醫院建筑功能復雜，醫療設備準確，環(huán)境要求標準高，其照明環(huán)境尤為重要，照明不僅要滿(mǎn)足緊急醫療救治的需求，而且要滿(mǎn)足人們對照明舒適性、節能性、自動(dòng)化與信息化等方面的要求。傳統的照明控制已無(wú)法滿(mǎn)足醫院對現代照明的需求，依托計算機技術(shù)、通信技術(shù)和傳感器技術(shù)等現代技術(shù)逐漸發(fā)展起來(lái)的智能照明控制系統得到廣泛的關(guān)注和發(fā)展。

1．項目介紹

       協(xié)和東西湖醫院/武漢市東西湖區人民醫院，創(chuàng )建于1958年，是武漢臨空港經(jīng)濟技術(shù)開(kāi)發(fā)區一所集醫療、教學(xué)、科研、預防保健、康復、急救、社區衛生服務(wù)于一體的三級綜合醫院。*建立區域影像、檢驗、病理、心電診斷中心，與武漢協(xié)和醫院建立了遠程醫療會(huì )診教學(xué)網(wǎng)絡(luò )聯(lián)系。2019年5月28日，按三級甲等醫院標準新建的院區投入使用，占地面積170畝，建筑面積18萬(wàn)平方米，規劃開(kāi)放床位1500張。武漢東西湖區人民醫院效果詳見(jiàn)圖1。

圖1

2．方案設計及系統拓撲

       主要受控區域：門(mén)診樓、住院樓、綜合病房樓、感染病房、保障樓、地下車(chē)庫。

       本次項目用到Acrel-BUS智能照明開(kāi)關(guān)驅動(dòng)器4路49臺、8路67臺、12路42臺，智能控制面板144臺，受控回路超過(guò)1200個(gè)。本系統即可就近在護士值站通過(guò)智能面板就地控制照明回路，用戶(hù)也可通值班室的計算機Acrel-iLightControl智能照明控制系統也遠程集中控制與監控管理照明回路，管理員也可在系統設置時(shí)間控制：如白班模式、夜班模式、深夜模式等，一鍵式場(chǎng)景控制等，實(shí)現智能化控制同時(shí)也兼顧的節能減排、綠色照明建筑標準。系統除按設定好的程序自動(dòng)運行外，系統靈活多樣，管理員也可隨節假日、早晚高峰等隨時(shí)調整時(shí)間場(chǎng)景控制方式。

2.1方案設計

   （1）在醫院各建筑物每層護士值班站、臺值班站或通道內安裝智能面板，臺值班人員可根據當需求對該受控區實(shí)現集中控制，對該區的單回路開(kāi)關(guān)控制、分區域控制等；遠程與就地控制相互關(guān)聯(lián)，照明回路可隨時(shí)按需調整。

   （2）對于地下車(chē)庫，在系統設置時(shí)間，設定低峰時(shí)自動(dòng)關(guān)閉部分照明回路，高峰時(shí)打開(kāi)部分或全部照明回路，智能化的同時(shí)，也達到節能減排的目的。（方案也可在此區域安裝微波傳感器，實(shí)現有人/車(chē)燈亮、無(wú)人/車(chē)燈滅的控制效果。）

2.2 系統拓撲

       門(mén)疹樓、住院樓、綜合病房樓、感染病房、保障樓、地下車(chē)庫等采用8條支線(xiàn)（KNX總線(xiàn)線(xiàn)纜BUS EIB2*2*0.8）到消防控制值班室，通過(guò)總線(xiàn)耦合器接入IP網(wǎng)關(guān)到Acrel-iLightControl智能照明控制系統。該系統結構拓撲圖如圖2所示。

圖2

3.系統主要控制功能

①定時(shí)控制

       利用中控軟件界面時(shí)鐘管理器，實(shí)現整個(gè)系統的有關(guān)區域照明的定時(shí)和自動(dòng)管理功能，實(shí)現公共通道、景觀(guān)照明、車(chē)庫照明等定時(shí)、分時(shí)控制、用戶(hù)可按需設定平時(shí)照明、高峰照明、節假日模式定時(shí)關(guān)閉、定時(shí)通知等。

②場(chǎng)景控制

       智能照明控制系統根據各個(gè)部門(mén)的需求，設定不同種類(lèi)的場(chǎng)景模式，進(jìn)行各種照明燈光的組合，達到美化工作環(huán)境的效果；結合人體感應傳感器，當人員離開(kāi)時(shí)，關(guān)閉該區域照明。

③人體感應控制

       在辦公走道和樓梯內，布置人體感應傳感器。在有人員進(jìn)入區域時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)照明。當人員離開(kāi)后，延遲一段時(shí)間再關(guān)閉。若延遲時(shí)間內有人進(jìn)入，則重新進(jìn)入打開(kāi)模式，以達到節能目的。并且可以設置白天有效，晚上無(wú)效，根據需求設定。

④光照度控制 

       在室內辦公區域內，布置照度傳感器，自然光采光良好的區域，自動(dòng)調節室內照明的燈光亮度和開(kāi)燈數量；既充分利用了自然光，又可以為室內人員創(chuàng )造一個(gè)舒適的工作環(huán)境。

⑤實(shí)時(shí)監控

       中央控制室，配置一臺中控主機，所有照明控制設備，通過(guò)KNX網(wǎng)關(guān)，接入監控系統。操作管理人員，可以通過(guò)中控電腦，實(shí)時(shí)監視總線(xiàn)、區域、樓層、樓棟等照明狀態(tài)，并可根據需求進(jìn)行控制調整。系統繪圖工具支持向量圖和多層頁(yè)面，圖形頁(yè)面縮放方便，切換簡(jiǎn)單，支持DXF、WMF、BMP、JPG、ICON等圖形對象的嵌入、支持二維、三維圖元的繪制，增加可視化的空間效果。

⑥報警處理

       系統提供了警報處理能力，用戶(hù)可采用編程來(lái)完成不同的任務(wù)，當某種警報條件出現時(shí)應做什么，可由用戶(hù)自行確定。

⑦事件通報

       系統提供了事件通報功能，支持郵件通報、文本輸出以及事件驅動(dòng)打印，可按照用戶(hù)預先設置的條件，觸發(fā)事件通報功能。

⑧日照時(shí)間計算

       按照用戶(hù)當所在的時(shí)區，計算日照時(shí)間，作為定時(shí)控制的時(shí)間基準。

⑨數據交換

       系統可以直接使用ETS3和ETS5項目的數據，方便的實(shí)現軟件升級和替代；還可接受以CVS文件格式保存的模塊及系統數據；系統支持OPC服務(wù)；通過(guò)KNX-MODBUS網(wǎng)關(guān)可以與其他建筑智能化系統（如BA系統）進(jìn)行數據交換。

⑩系統聯(lián)動(dòng)

       系統可以開(kāi)關(guān)量輸入模塊，接受其他系統或工作人員的強切信號；實(shí)現安防系統、廣播系統、會(huì )議系統，甚至消防系統的聯(lián)動(dòng)控制，控制相應燈具點(diǎn)亮和設備啟停。

       系統控制軟件界面如圖3所示。

圖3

4.總結

       文章首先論述了武漢東西湖區人民醫院對智能照明控制系統的要求，然后通過(guò) Acrel-BUS智能照明控制系統進(jìn)行設計，達到了項目對照明控制的要求。充分體現了Acrel-BUS智能照明控制系統操作簡(jiǎn)單智能、系統安全可靠和協(xié)調兼容等越性。

       Acrel-BUS智能照明控制系統，是基于KNX總線(xiàn)技術(shù)設計的控制系統。系統采用標準的2×2×0.8 EIB BUS總線(xiàn)（即KNX總線(xiàn)）作為總線(xiàn)線(xiàn)纜，將所有的智能照明控制模塊連接到一起并組成一套完整的控制系統，即可實(shí)現照明燈具的遠程集中控制，又可實(shí)現就近控制功能。該系統理論連接控制模塊數量達58000多個(gè)。

       安科瑞智能照明控制產(chǎn)品種類(lèi)齊全，方案完善。用戶(hù)可通過(guò)控制面板、人體感應、照度感應、微波感應、上位機系統、觸摸屏、手機、平板端等多種控制終端實(shí)現靈活多樣的智能化控制，特別適合于各類(lèi)智能小區、醫院、學(xué)校、酒店，以及體育場(chǎng)所、機場(chǎng)、隧道、車(chē)站等大型公建項目的照明系統。

參考文獻：

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