CN106817808A

CN106817808A - 一种基于poe技术的照明控制方法及系统

Info

Publication number: CN106817808A
Application number: CN201710152344.8A
Authority: CN
Inventors: 陈飞; 姜学宜; 孔冬冬; 奚会鹏
Original assignee: Ceri Architects & Engineers Co Ltd; Zhongye Jingcheng Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: Ceri Architects & Engineers Co Ltd; MCC Capital Engineering and Research Incorporation Ltd; Zhongye Jingcheng Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2017-03-15
Publication date: 2017-06-09

Abstract

本发明提供了一种基于POE技术的照明控制方法及系统，方法包括：通过PI供电接口向用电线路施加状态检测电压，检测用电线路上是否有用电设备；确定有用电设备后，通过PI供电接口向所述用电线路施加功率探测电压，对用电线路中的用电设备进行分级；根据分级结果向所述用电设备供电。本发明解决传统式办公建筑一次照明设计时点位不够精确，控制位置及方式固定，功能不能拓展等的问题。

Description

一种基于POE技术的照明控制方法及系统

技术领域

本发明涉及电力技术，具体的讲是一种照明控制方法及系统。

背景技术

办公建筑领域，越来越多的开发商及设计者倾向于大开放式办公楼的设计，即除了必要的承重墙与公共服务区域外围墙外，没有过多的实体墙，其目的是为了后期入驻的业主可以更好的对其进行二次装修改造，其结果是建筑物内机电设备的一次设计产生许多不确定性，也很难做到点位精确的一次机电设计。特别是对照明配电系统，由于办公照明的区域以及功能未做细分并且没有过多的实体墙提供控制设备的安装位置，所以电气专业一次精确的点位设计产生很大的困难。其结果是一次设计只做设计到配电箱，不做点位设计。

随着新技术的发展，智慧城市、物联网、智能照明等概念从纸面落到我们身边，对建筑设计等传统行业带来了冲击与改变。新型的供电及照明技术也开始应用于办公建筑的一次设计。传统办公的分布控制或者楼宇集中控制，当楼层内的办公布局或者单单是工位的变化，都会影响办公照明的效果，即现有办公照明的可变性比较差。

发明内容

为解决传统式办公建筑一次照明设计时点位不够精确，对区域内的照明灯具进行精准控制，本发明提供一种基于POE技术的照明控制方法，包括：

通过PI供电接口向用电线路施加状态检测电压，检测用电线路上是否有用电设备；

确定有用电设备后，通过PI供电接口向所述用电线路施加功率探测电压，对用电线路中的用电设备进行分级；

根据分级结果向所述用电设备供电。

本发明实施例中，所述的通过PI供电接口向用电线路施加状态检测电压，以确定用电线路上是否有用电设备包括：

通过PI供电接口向用电线路施加状态检测电压并采集电流信号；

根据状态检测电压和电流信号生成电压-电流曲线确定对地共模阻抗；

根据对地共模阻抗确定用电线路上是否有满足协议要求的用单设备。

本发明实施例中，所述的通过PI供电接口向所述用电线路施加功率探测电压，对用电线路中的用电设备进行分级包括：

通过PI供电接口向用电线路施加功率检测电压并采集返回的特征电流信号；

根据返回的特征电流信号对用电线路中的用电设备进行分级。

本发明实施例中，所述的功率探测电压的范围为15.5V～20.5V。

本发明实施例中，所述的方法还包括：

向用电设备供电后，采集用电线路上用电设备的维持功率特征；

根据所述功率特征判断用电设备否有断开。

同时，本发明还提供一种基于POE技术的照明控制系统，包括：交换机供电模块，PI接口处理器以及用电设备，所述的用电设备通过PI接口处理器连接到交换机供电模块；其中，

PI接口处理器控制交换机供电模块通过PI接口处理器的PI供电接口向用电线路施加状态检测电压，以确定用电线路上是否有用电设备；

确定有用电设备后，交换机供电模块通过PI接口处理器向所述用电线路施加路探测电压，对用电线路中的用电设备进行分级；

PI接口处理器根据分级结果控制交换机供电模块向所述用电设备供电。

本发明实施例中，所述用电设备包括：满足POE供电协议物理参数的LED灯具。

本发明实施例中，所述的LED灯具包含调光变色控制模块，所述调光变色控制模块通过通信网络与所述PI接口处理器相连接。

本发明实施例中，所述的还包括：光线传感器，与所述PI接口处理器相连接。

本发明解决传统式办公建筑一次照明设计时点位不够精确，控制位置及方式固定，功能不能拓展等的问题。即利用POE技术实现用控制线给照明灯具供电，同时可在任意有权限的移动或者固定的终端设备对区域内的照明灯具进行精准的控制。本发明的技术可以应用于照明系统，即可以用楼宇DDC(Direct Digital Control)等控制线路及系统为办公照明进行供电，可以通过无线远程等对其进行控制。可以实现不同区域，设定不同控制方式等功能。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开的一种基于POE技术的照明控制方法的流程图；

图2为本发明公开的一种基于POE技术的照明控制系统的框图；

图3为本发明一实施方式中的示意图；

图4为本发明一实施方式中的示意图；

图5为本发明一实施方式中的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种基于POE技术的照明控制方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S101，通过PI供电接口向用电线路施加状态检测电压，检测用电线路上是否有用电设备；

步骤S102，确定有用电设备后，通过PI供电接口向所述用电线路施加功率探测电压，对用电线路中的用电设备进行分级；

步骤S103，根据分级结果向所述用电设备供电。

同时，本发明还提供一种基于POE技术的照明控制系统，如图2所示，包括：交换机供电模块201，PI接口处理器202以及用电设备203，系统中的各用电设备203通过PI接口处理器202连接到交换机供电模块201；其中，

PI接口处理器202控制交换机供电模块201通过PI接口处理器的PI供电接口向用电线路施加状态检测电压，以确定用电线路上是否有用电设备；

本发明提出一种基于POE技术的照明控制方法及系统，POE(Power OverEthernet)指的是在现有的以太网Cat.5布线基础架构不作任何改动的情况下，在为一些基于IP的终端(如IP电话机、无线局域网接入点AP、网络摄像机等)传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流供电的技术。直接从以太网线(4对双绞线中空闲的2对来传输)获得电力，如图3所示，无需单独铺设电力线，以简化系统布线，降低网络基础设施的建设成本。

本发明目的在于解决传统式办公建筑一次照明设计时点位不够精确，控制位置及方式固定，功能不能拓展等的问题。即利用POE技术实现用控制线给照明灯具供电，同时可在任意有权限的移动或者固定的终端设备对区域内的照明灯具进行精准的控制。

本发明实施例的系统包括终端照明灯具及可扩展传感器，POE供电单元PSE(PowerSourcing Equipment)；PI(Power Interface)具备POE供电能力的以太网接口，也称POE接口；PD，POE的受电设备(即照明灯，扩展模块如IP Camera、无线AP等)，见图4。

本发明实施例中的智能照明控制系统可实现如下功能：1、在移动或者固定终端实现对任意灯具或者任意组合灯具的开关控制，可减少集中控制的浪费，及分布控制过多开关面板的安装，实现高效、便利、节能的控制照明灯具；2、实现不同区域，不同亮度的控制要求；3、可自主实现开关(人走灯灭)4、基于照明系统的扩展模块(例如，工位检测，智能考勤，办公人员统计等扩展功能)

下面结合附图对本智能照明控制装置进行详细说明：

如图5；实现智能照明控制的工作过程：开始供电——实时监控——断开电源——监测——能耗分析——开始供电。

在PSE向线路供电之前，必须先检测线路上是否有照明灯具设备连接以及所连接的照明灯具是否能受电(满足POE供电协议)，以避免将48V电源加给非兼容的POE网络设备，对其造成危害。具体方法是通过检测电源输出电压对输出线之间的电阻电容值大小来判断是否有合法的照明灯具存在。PSE端口输出两个电压差>1V且都在2.8～10V范围内的电压(间隔时间>2ms)，通过V-I曲线计算斜率，确定照明灯具对地共模阻抗是否为25K ohm特征阻抗(满足协议要求)。为了满足PSE检测要求，标准协议802.3af要求灯具检测状态输入电压范围2.7～10.1V，设计输入阻抗在23.75～26.25Kohm之间，输入电容在0.02～0.12uF之间(即满足协议要求的受电设备)。

由于受电设备种类很多，需要的电源功率也各不相同，所以在供电设备正确检测到受电设备以后，就要检测对端照明灯具的功率等级。分级的具体方法是：PSE施加一个15.5V～20.5V的探测电压(电流限制在100mA以下)，照明灯具会将一个分级电阻串联到线路中，用来标识自己的功率。PSE通过测试返回特征电流的大小来确定照明灯具属于哪个等级。分级过程时间限制在10～75ms之间。

成功侦测和分级后，PSE输出电压迅速升高到48V，开始向灯具供电。供电期间，PSE还要对每个端口的供电情况进行监视，提供欠压和过流保护。

本发明实施例中PSE对照明灯具实时监控和电源管理，提供欠压/过流/短路保护具体实现方式如下：

照明灯具通过维持功率特征(MPS：Maintain Power Signature)发送持续工作信号。灯具至少要保持10mA的电流且交流(AC)阻抗要维持在<26.25kΩ与超过0.05μF电容并联(通过检测到的电阻、电容判断受电设备是否在线，或者损坏)，以避免照明掉线(offline)。如果没有MPS，PSE将切断电源。当照明灯具从网络上断开时，PSE就会快速地(一般在300～400ms之内)停止供电，并重复检测过程以检测线缆的终端是否连接照明灯具，本发明实施例中检测方法有两种：

DC断路法根据从PSE流向灯具的直流电流大小判断照明灯具是否在线。当电流保持低于阈值Imin2(5～10mA)(协议最小值)状态持续>Tmpdo(300ms到400ms)(协议规定的检测时间)，PSE就认为灯具不存在，从而切断电源。这种方法的缺点是，当灯具工作在低功耗模式时，为避免掉线PD必须周期性地吸取一定的电流。

AC断路法利用端口的低频AC阻抗测量来检测照明灯具的存在。AC断路法必须检测照明灯具的阻抗(<26.5kΩ，协议规定的最大值)，为灯具提供一个稳定的输出电压来供电。当没有设备连接到PSE时，端口应该是高阻抗，可能达到几兆欧(即是开路状态，阻抗无限大)。

本发明的控制方法及系统，直接效果是在办公建筑的电气一次设计便可以实现相对合理的照明配电，二次设计包括对办公区域的精装改造，及智能化设计，都可以顺利完成，此外由于每个灯具都有固定的IP，在大型写字楼内，POE照明技术实现工位空闲检测(人走灯灭，实现节能)及寻找空闲会议室等变的简单快捷，随着信息技术的发展，照明智能化的可扩展空间也越来越大，照明与监控系统等的结合也将产生更多的智能化应用。

此智能照明控制系统易安装、易管理、简便性、安全性、稳定性、可扩展性和利旧原则，在开敞办公楼领域都具有较高的实用价值，同时其与其他PD设备的互联互通使用必将带来POE更广泛应用。

本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种基于POE技术的照明控制方法，其特征在于，所述的方法包括：

根据分级结果向所述用电设备供电。

2.如权利要求1所述的基于POE技术的照明控制方法，其特征在于，所述的通过PI供电接口向用电线路施加状态检测电压，以确定用电线路上是否有用电设备包括：

3.如权利要求1所述的基于POE技术的照明控制方法，其特征在于，所述的通过PI供电接口向所述用电线路施加功率探测电压，对用电线路中的用电设备进行分级包括：

4.如权利要求3所述的基于POE技术的照明控制方法，其特征在于，所述的功率探测电压的范围为15.5V～20.5V。

5.如权利要求3或4所述的基于POE技术的照明控制方法，其特征在于，所述的方法还包括：

根据所述功率特征判断用电设备否有断开。

6.一种基于POE技术的照明控制系统，其特征在于，所述的系统包括：交换机供电模块，PI接口处理器以及用电设备，所述的用电设备通过PI接口处理器连接到交换机供电模块；其中，

7.如权利要求6所述的基于POE技术的照明控制系统，其特征在于，所述的用电设备包括：满足POE供电协议物理参数的LED灯具。

8.如权利要求7所述的基于POE技术的照明控制系统，其特征在于，所述的LED灯具包含调光变色控制模块，所述调光变色控制模块通过通信网络与所述PI接口处理器相连接。

9.如权利要求8所述的基于POE技术的照明控制系统，其特征在于，所述的照明控制系统还包括：光线传感器，与所述PI接口处理器相连接。