如何構(gòu)建智能家居系統(tǒng)之燈光系統(tǒng)

本文為《智能家居系統(tǒng)構(gòu)建實例》系列文章的第一篇——智能燈光系統(tǒng)。

燈光系統(tǒng)應該說是智能家居系統(tǒng)里面必不可少又用起來特別爽的系統(tǒng)了。一套設計合理的智能燈光系統(tǒng)，不僅科技感爆棚，實用性也極強，所以此系列文章從燈光系統(tǒng)說起。

首先，說智能燈光系統(tǒng)之前，要普及一些關(guān)于家庭燈光的基礎知識。

基礎知識

1、家庭燈光的供電

家庭燈光的供電應該是最為簡單的電路了，火線通過墻壁開關(guān)然后通往燈具，燈具另一端接零線，如下圖。

智能家居系統(tǒng)構(gòu)建實例之燈光系統(tǒng)_新浪眾測

2、照明燈光分類

家居常用的燈光，大概可以分為三類：

白熾燈：就是靠鎢絲發(fā)光的燈，愛迪生發(fā)明的那種，一般發(fā)出暖黃色光，色溫低;發(fā)熱嚴重，所以發(fā)光效率低，同等亮度功率比日光燈、LED等都要大很多，已經(jīng)基本淘汰。之所以說基本淘汰，就是一般不用，偶爾也會用來烘托氛圍，雖然費電，但是比蠟燭強很多，而且有一種復古的感覺，當然，現(xiàn)在有很多做成白熾燈樣式的LED燈，看著好像也有燈絲，但是仔細一看，燈絲很粗，其實那時LED發(fā)光材料，不是普通白熾燈。當然，并不是說白熾燈一無是處，它調(diào)光方便，可以改變電壓、電流或者串接電阻都可以調(diào)節(jié)亮度，非常方便。

熒光燈(日光燈、節(jié)能燈)：這種燈具靠的是紫外線照射熒光劑發(fā)出熒光，當然，也可以使用不同的熒光劑來發(fā)出不同顏色的光。相比白熾燈，熒光燈光線顯色性更強，發(fā)光效率更高，燈具發(fā)光面積也大，照明效果更好。壞處在于其結(jié)構(gòu)也更復雜，需要鎮(zhèn)流器，且不能簡單的通過調(diào)節(jié)電壓活著串接電阻的方式調(diào)節(jié)亮度。

LED燈：LED是發(fā)光二極管，靠的是半導體材料發(fā)光，當然可以發(fā)出各種不同顏色的光，其發(fā)光效率非常高，且體積小巧(大燈一般采用多個LED燈珠構(gòu)成)，可以做成各種不同的樣式，非常靈活方便。壞處在于目前國內(nèi)對LED照明的標準并不夠明確，市場上有很多低端產(chǎn)品照明效果差，光譜不均勻，長時間使用對眼睛甚至會有所損傷。同時LED一般為恒流驅(qū)動，需要專門的驅(qū)動器，有專用的調(diào)光電路，不能單純的通過改變電壓或者串接電阻的方式調(diào)光。

三種燈具各具特色，一個家庭中很可能會用到一種或者多種。

3、墻壁開關(guān)

目前絕大部門民用的墻壁開關(guān)，都是接在火線上，這樣在關(guān)閉燈光的時候火線斷開，然后除了開關(guān)到電源的部分之外的其他部門，包括燈泡的火線和零線都是不帶電的，如此安全性比較高。所以，幾乎所有的家用墻壁開關(guān)的暗盒里都只有火線沒有零線。

4、智能燈

這里所說的智能燈指的是本身具有智能功能的燈具，也就是可以通過WiFi、藍牙、遙控器等方式可以控制的燈具，這種燈具可以用來組成智能燈光系統(tǒng)，但是智能燈光系統(tǒng)并不一定需要智能燈。大部分情況下，智能墻壁開關(guān)組件配合普通燈具也可以實現(xiàn)智能燈光系統(tǒng)，并且成本普遍要更低。

當然，智能燈也有智能燈的優(yōu)勢，比如有的智能燈可以調(diào)節(jié)不同的亮度和色彩，可以實現(xiàn)不同的色調(diào)和色溫，這是傳統(tǒng)燈光所不具備的。

有了以上的基礎知識，就可以來說一下如何具體的改造方法了。

五種改造方法

1、單火線智能墻壁開關(guān)

這種開關(guān)可以直接替換現(xiàn)有的墻壁開關(guān)，用起來肯定是最方便的，但是受限于它的原理(我在之前很多文章中說過，這種開關(guān)在關(guān)閉時實際上是高阻狀態(tài)，有一個很小的電流通過，從而讓開關(guān)本身獲得電源，所以其開通和關(guān)斷并不是和繼電器或者機械開關(guān)一樣完全接通和斷開)，控制的燈具功率一般在5W~200W(因產(chǎn)品的不同而不同)，再大的話會導致發(fā)熱嚴重，而小于5W會導致燈具閃爍。

2、零火線智能墻壁開關(guān)

這種開關(guān)通過繼電器控制，所以可以完全開通和斷開，從而可以控制0W~1000W的幾乎所有燈具，穩(wěn)定性肯定是最好的，價格也比單火線開關(guān)更便宜。但是問題在于此種墻壁開關(guān)需要零線才能工作，也就是在暗盒中必須有零線，而普通的家裝暗盒一般是不留零線的，所以只能用在裝修時預留了零線的墻壁開關(guān)中，對于有條件的用戶，我是非常建議采用這種方式的。

3、智能燈泡

智能燈泡就比較容易理解了，就是燈具本身具備智能控制的功能，只要閉合燈具開關(guān)，燈具自身就可以通過APP或者遙控器控制了，優(yōu)勢是對墻壁開關(guān)就沒要求的;而劣勢在于這樣的話墻壁開關(guān)的控制作用就不太容易發(fā)揮了，因為如果墻壁開關(guān)關(guān)閉了，相當于這個燈具就只能再通過墻壁開關(guān)打開而無法使用APP或者遙控器打開。同時，這種燈具的價格是相對比較高的，所以對于全屋智能燈光的話，這種方式并不是很理想。

4、控制盒

控制盒本質(zhì)上就是一個智能插座，通過繼電器打開和關(guān)斷，成本也很低，每一路燈光至需要幾十元就可以搞定，但是問題和智能燈類似，就是無法再使用墻壁開關(guān)方便的控制燈具了，所以除非沒有其他辦法，我也不推薦這種方式。

5、學習燈光遙控器

這種方式適合本來家中燈光就具備射頻遙控(燈具一般都使用射頻遙控)功能的，只需要配合智能射頻遙控組件，讓這個組件學習燈具的遙控器就可以實現(xiàn)控制了，成本肯定是最低的，用起來也方便，當然，問題在于無法實時反饋狀態(tài)，也就是說你發(fā)送了開燈的遙控信號，但是無法確定燈是否已經(jīng)打開。

理論差不多了，下面來重點：智能燈光系統(tǒng)設計實例

戶型實例

我們先來看下戶型圖，這是一套建筑面積110平米的普通多層住宅，兩室兩廳，主要燈光系統(tǒng)的布置如下。

燈光系統(tǒng)分析

這是一種比較保守的燈光結(jié)構(gòu)，普通家庭的常見燈光布置，結(jié)構(gòu)相對比較簡單，也比較典型，所以我選擇此戶型作為例子。為了配合燈光系統(tǒng)的控制，每個房間和區(qū)域增加了亮度和人體傳感器，入戶門安裝門磁。燈光的自動控制主要依靠環(huán)境亮度和人體傳感器來確定是否打開燈光，以上燈光系統(tǒng)采用零火線智能墻壁開關(guān)。具體每個房間的設置在設計要點中詳細解釋。

實現(xiàn)功能

1、場景功能：根據(jù)情況自動開啟/關(guān)閉部分燈光、打開/關(guān)閉所有燈光等。

2、環(huán)境光線昏暗的情況下，回家自動開燈。

3、衛(wèi)生間在昏暗情況下有人自動開燈，起夜情況下開燈帶，無人自動關(guān)燈。

4、廚房、陽臺在昏暗情況下有人自動開燈，人離開自動關(guān)燈。

5、主臥次臥等各個區(qū)域在夜間檢測到有人移動自動開啟部分照明。

6、客廳和餐廳根據(jù)光線亮度和活動自動開啟和關(guān)閉照明。

設計要點

1、廚房的燈光只要檢測到有人活動并且光線暗即可開啟，人在廚房里一般是一直活動的，所以人體紅外傳感器的超時時間不需要太長，一般設置為2～5分鐘沒有人體活動即可關(guān)閉燈光。陽臺情況和廚房類似。

2、衛(wèi)生間的燈光一般分成兩種情況，正常情況下檢測到光線暗且有人，則打開吸頂燈和燈帶，對于晚上入睡后的起夜，一般不開吸頂燈，因為太亮的光線非常刺眼，所以可以將自動方式設置為22:00——6:00時間段，客廳光線黑暗、主臥光線黑暗且檢測到有人時打開燈帶提供夜間照明，無人3～5分鐘后自動關(guān)閉照明。

3、回家自動開燈的設置并不難，但是有點意外：門磁檢測到門打開，門口玄關(guān)處人體紅外傳感器無人，光線暗，則開啟客廳燈光。之所以如此設置是為了防止在離家時自動開啟燈光，離家和回家的最明顯區(qū)別就是開門的時候是否能探測到有人移動，如果是回家，則是在無人移動的情況下門打開，而出門則是有人移動的情況下門打開。

4、主臥和次臥的人體紅外傳感器建議安裝在比較低的位置，如此當人入睡后不會觸發(fā)人體感應，而起夜時候則會觸發(fā)，同時可以點亮床下燈帶進行照明。一般不建議直接點亮吸頂燈，因為夜間突然打開吸頂燈會過于刺眼。

5、對于夜間23:00—次日6:00，建議所有傳感器設置為只觸發(fā)少量射燈或者燈帶提供微弱的照明。

6、客廳和餐廳燈光比較多，但是控制方式并不復雜。檢測到有人活動且光線昏暗可以自動打開燈光，但是無人關(guān)閉燈光的延時要盡量時間比較長，因為人可能會在客廳坐著看電視長時間沒有大幅度的移動，導致人體傳感器無法探測到有人，所以這個延時一般要在10分鐘以上。除此之外，還可以根據(jù)環(huán)境亮度的不同搭配不同的燈光方案，這一個與個人習慣有關(guān)，只需要根據(jù)各自習慣設置即可。

7、場景功能根據(jù)個人的需求隨機搭配即可，難度比較小，這里就不多說了。

8、如果有條件，可以在靠近室外的區(qū)域設置一個亮度傳感器來感受環(huán)境亮度，這樣可以根據(jù)外界亮度來自動調(diào)節(jié)室內(nèi)燈關(guān)的開啟數(shù)量，實現(xiàn)更為準確的亮度控制。

成本核算

一位智能墻壁開關(guān)：主臥1個，次臥1個，廚房1個，餐廳1個。

兩位智能墻壁開關(guān)：客廳2個，餐廳1個，陽臺1個，洗手間1個。

亮度和紅外人體傳感器：每個房間區(qū)域一個，共8個。

門磁：1個。

網(wǎng)關(guān)：1個(或2個)。

成本核算：一位智能墻壁開關(guān)取120元每個，兩位智能墻壁開關(guān)取140元每個，亮度和紅外人體傳感器取60元每個，門磁50元每個，網(wǎng)關(guān)200元。

總成本為：

4*120+5*140+8*60+50+200=1910元

總結(jié)

本文介紹了智能照明系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和改造的基本辦法，并以一個相對常見的戶型和燈光結(jié)構(gòu)設計了智能照明系統(tǒng)，同時對具體功能設置進行了舉例，最后核算了整套系統(tǒng)的成本。

可以看出，其實打造一套一百平米左右戶型的全屋智能燈光的成本是非常之低的，設置也非常簡單，而帶來的舒適性將會非常大，所以建議朋友們可以從智能燈光系統(tǒng)開始折騰，感受智能家居的魅力。