展廳照明設(shè)計與智能化應(yīng)用
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摘要：應(yīng)用無線技術(shù)讓展廳照明不再是單一的空間背景，而是能參與媒體互動展示的一種手段和方式。其實，照明除了舒適度和節(jié)能的評價指標(biāo)外，還可以為用戶提供更多的服務(wù)。綜合利用這些技術(shù)手段，激發(fā)新的創(chuàng)新點，形成不同于傳統(tǒng)照明的全新模式。
關(guān)鍵詞：照明設(shè)計；智能控制；展示應(yīng)用
前言
傳統(tǒng)意義上的展廳照明是對參觀環(huán)境的氣氛營造和對展示對象的渲染與烘托。從照明角度上看，舒適性、引導(dǎo)性和戲劇感是考量展廳照明的重要指標(biāo)。而隨著有線智能化技術(shù)在展廳中的應(yīng)用，更多的個性化控制方式大大增強了展廳照明的靈活性和自由度。這使得照明已經(jīng)從原來的靜態(tài)模式向動態(tài)模式轉(zhuǎn)變，動態(tài)互動的照明模式也逐漸成為展示照明的主流趨勢。目前，有線控制技術(shù)已相當(dāng)成熟，但特殊的布線方式使其在改造項目中的應(yīng)用并不友好，因而改建成本變成了額外的負(fù)擔(dān)。隨之，無線技術(shù)因運而生，它無需另外布線，卻能快速享用智能化帶來的優(yōu)質(zhì)體驗。然而，無線技術(shù)的普及之路并不平坦，信號穩(wěn)定性差的致命弱點讓很多人望而卻步。時至今日，無線技術(shù)不斷革新，日益成熟，它不僅能在功能上覆蓋原控制技術(shù)，也為創(chuàng)新技術(shù)的融合提供了平臺基礎(chǔ)。接下來，文章以一個展示館照明項目為例，從照明和無線技術(shù)應(yīng)用的角度上探討和分享其中的優(yōu)劣。
1展廳總體設(shè)計理念
展示廳分為上下兩層，總面積約1000m2。展廳設(shè)計以整個展廳的照明作為載體，植入智慧照明的照明應(yīng)用方案和無線控制技術(shù)，并貫穿于整個參觀過程。它以一種直觀和互動的展示方式，使參觀者對智能照明既能有認(rèn)知體驗，又能從中對智能照明的發(fā)展及應(yīng)用前景產(chǎn)生認(rèn)同感。該展廳的關(guān)鍵字為“創(chuàng)新”，它提供了一個展現(xiàn)最新照明技術(shù)水平、技術(shù)創(chuàng)新與融合以及綜合應(yīng)用實踐的平臺，并通過全新的形象刷新傳統(tǒng)照明在人們心中的陳舊印象，展現(xiàn)擁有智慧大腦的照明開創(chuàng)的新篇章。展廳的照明設(shè)計方案，以展廳的裝飾設(shè)計風(fēng)格、功能區(qū)域的劃分和參觀路線的設(shè)置作為照明設(shè)計的輸入。為了營造一個舒適的參觀環(huán)境，采用適量的重點照明作為視覺引導(dǎo)。此外，應(yīng)用超聲波、雷達等感應(yīng)智能控制方式，節(jié)能的同時又能提升互動的趣味性；多功能區(qū)域設(shè)置一些智能場景切換，可滿足不同展示對象的照明需求；在照明中集成了Ibeacon定位模塊，實現(xiàn)展廳的室內(nèi)定位導(dǎo)航應(yīng)用。
2展廳照明設(shè)計
考慮到展廳上下兩層的展示重點不同，將照明做了區(qū)分。
2.1展廳二層照明設(shè)計
展廳二層以企業(yè)的發(fā)展與歷史為主，展示內(nèi)容多為圖文和展品，側(cè)墻有少許投影小品。照明上考慮采用3000K暖白光，既有歷史厚重感又能為全白的裝飾環(huán)境提升友好度。空間照明上，采用大面積的發(fā)光軟膜，參照GB50034—2013建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[1]，照度在300lx左右。此外，采用射燈對展品和圖文進行重點照明，以便與環(huán)境之間產(chǎn)生亮度差，吸引參觀者的注意。右側(cè)天花的間接燈槽照明對參觀者視線具有引導(dǎo)性作用，左側(cè)天花通過洗墻的照明方式將畫布的圖案打亮。放映廳延續(xù)燈膜配合射燈的照明模式，并加上企業(yè)色的光色變化，以增加趣味性。放映廳通用照明效果圖如圖4所示，彩色光過渡照明如圖5所示。放映廳在全亮模式下，平均照度達327lx。
2.2展廳一層照明設(shè)計
一層展廳展示對象以顯示屏動態(tài)內(nèi)容為主，內(nèi)容重點是各個產(chǎn)業(yè)板塊相關(guān)內(nèi)容，有較強的技術(shù)前瞻性和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新性。因此，整個一層站廳光色相對二層偏冷，設(shè)定為4000K。通過兩者環(huán)境的差異，為參觀者渲染一個貼合展示主題的空間環(huán)境，起到情緒上的帶入作用。如參觀路線從二層進入到一層會有眼前一亮，進入新篇章的感覺。主照明采用折線型發(fā)光軟膜，有空間參觀的引導(dǎo)性，空間照度為200lx，保證互動顯示屏能有一個良好的視覺參觀效果，如圖7所示。照明模擬效果如圖8和表3所示，其中，一層展廳工作面平均照度達228lx，空間照度分布情況參見偽色圖。
3展廳智能方案及技術(shù)
考慮到參觀者在整個展廳的參觀流程和照明與展示活動之間的聯(lián)動關(guān)系，可對空間照明做一些控制方式和場景上的設(shè)計。
3.1展廳的智能化方案
下面按樓層及空間分割依次介紹控制方案。(1)二層展廳控制方案開放展廳部分包括兩種狀態(tài)：默認(rèn)狀態(tài)和工作狀態(tài)。默認(rèn)狀態(tài)下，燈膜30%亮度，其他燈具關(guān)閉；它具有一定的節(jié)能效果，也不會因為即將進入的空間全暗而產(chǎn)生不友好的尷尬。工作狀態(tài)下，參觀人員進入展區(qū)射燈、燈槽亮度調(diào)節(jié)到100%，燈膜根據(jù)人的位置依次感應(yīng)調(diào)光至100%，增加互動的趣味性；左側(cè)墻面的照明與播放的投影小品關(guān)聯(lián)控制開關(guān)。兩種狀態(tài)主要應(yīng)用的控制技術(shù)為：微波感應(yīng)+2.4G通訊、Zig-bee和動靜傳感器。放映廳部分照明控制方式如下：按觀影的進程將空間分為歡迎、放映和退場三種模式；在參觀人員進入放映廳前，導(dǎo)覽人員將放映廳照明切換至全亮的“歡迎模式”；開始放映影片，照明慢慢熄滅，企業(yè)色的燈膜照明亮起并保持30s后熄滅，正式過渡到觀影狀態(tài)；放映結(jié)束，照明慢慢亮起，前方出口區(qū)域照明100%亮度，入口區(qū)域照明60%，引導(dǎo)客流向下一個展區(qū)移動。它主要應(yīng)用的控制技術(shù)為藍牙和Zigbee。(2)一層展廳控制方案開放展廳區(qū)域智能照明控制方式如下：燈膜30%亮度，其他燈具關(guān)閉；參觀人員進入展區(qū)射燈亮度調(diào)節(jié)到100%；序廳頂部三角感應(yīng)到人后依次觸發(fā)調(diào)節(jié)至高亮，增強歡迎訪客的儀式感；燈膜感應(yīng)人的位置移動由原來的30%調(diào)光至100%，形成人和燈之間的互動。圖9大數(shù)據(jù)展示區(qū)效果圖分智能照明控制方式如下：根據(jù)講解及參觀內(nèi)容進行多場景切換，空間效果如圖9所示。場景分為歡迎、放映、機房參觀和退場模式。
3.2展廳室內(nèi)定位體驗功能
定位導(dǎo)航功能是顯示展廳平面圖、展示內(nèi)容分布及參觀者當(dāng)前位置定位等相關(guān)的服務(wù)。既可選擇需要參觀模塊，自動規(guī)劃參觀路線并導(dǎo)航參觀，也可在靠近定位點時，以語音或消息模式提供該區(qū)域?qū)в[內(nèi)容；同時還可設(shè)置基于室內(nèi)定位功能的互動環(huán)節(jié)。
3.3展廳應(yīng)用的智能控制技術(shù)
(1)ZigbeeZigbee是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。它是由ZigBee聯(lián)盟的，基于ZigBeePro網(wǎng)絡(luò)層的，專用于家居照明控制系統(tǒng)的全球開放標(biāo)準(zhǔn)；它具有良好的互聯(lián)互通性，可實現(xiàn)調(diào)光、全色彩、分組和場景；它適用于有多種功能的空間環(huán)境，具有場景控制、自定義開關(guān)、調(diào)光控制、遠程平臺管控等功能。(2)微波感應(yīng)+2.4G通訊微波感應(yīng)通過檢測發(fā)射與接收到的微波信號的時間差來檢測移動的物體，通過2.4G無線把各個傳感器相連接，實現(xiàn)照明的聯(lián)動效果。它應(yīng)用于大空間或連續(xù)性空間場景，具有動態(tài)感應(yīng)調(diào)節(jié)照明強度，照明跟隨效果，感應(yīng)人的位置，并激活該位置相關(guān)聯(lián)的區(qū)域高亮等功能。(3)IbeaconIbeacon基于藍牙技術(shù)，它可通過在信號的傳輸上測算用戶當(dāng)前位置，在室內(nèi)定位中的應(yīng)用相對成熟，性價比高。它應(yīng)用于大空間場景，如博物館、商場、停車場、醫(yī)院等等。它可實現(xiàn)與位置服務(wù)相關(guān)的場景功能的應(yīng)用，如定位導(dǎo)航、人流量監(jiān)控、參觀導(dǎo)覽等等。
4技術(shù)難點及解決方案
4.1技術(shù)中存在問題
當(dāng)空間具有多場景切換功能時，要求照明實現(xiàn)與展廳中控系統(tǒng)之間的聯(lián)動控制。原Zigbee系統(tǒng)因未開發(fā)接口，無法通過參觀流程的中控系統(tǒng)聯(lián)動照明，導(dǎo)致媒體展示內(nèi)容與照明各自獨立的尷尬情況。另外，展廳內(nèi)有大量機房和無線通信設(shè)施，無線通訊頻段有較強干擾，導(dǎo)致展廳部分區(qū)域無線通訊失靈，影響參觀過程的體驗感。
4.2解決方案
為了實現(xiàn)中控對照明的聯(lián)動，通過將照明場景對應(yīng)代碼寫進tcp/ip協(xié)議的方式進行場景調(diào)用，以呈現(xiàn)完整的展示效果。一層展廳以動態(tài)視頻展示為主，為保證現(xiàn)場觀看效果，可對原有照明控制方式進行修正，即將照明的互動感應(yīng)方式改為中控聯(lián)動控制。Zigbee在與中控聯(lián)動過程中，因展廳環(huán)境復(fù)雜，會頻繁出現(xiàn)失控或不穩(wěn)定狀態(tài)。由于多次測試仍無法徹底解決失效問題，最終選擇將照明回路提供中控作場景聯(lián)動控制。
5技術(shù)總結(jié)
5.1術(shù)應(yīng)用中的信號干擾
在展廳整個智能照明調(diào)試過程中，多種無線控制均出現(xiàn)反復(fù)時控狀態(tài)，經(jīng)多次實驗測試，相關(guān)因素總結(jié)如下。(1)燈具的無線控制器在應(yīng)用過程中，布點之間需保持適當(dāng)距離，以免相互之間產(chǎn)生無線信號干擾，導(dǎo)致無法正常接收控制指令。后續(xù)可安排各類相關(guān)無線控制器做高密度測試，以推算合適的應(yīng)用距離。此外，多種惡劣因素的疊加效應(yīng)也需進一步考慮。(2)環(huán)境因素的干擾也是影響收發(fā)指令的重要因素之一，如吊頂材料、控制器周邊設(shè)備、應(yīng)用環(huán)境的電磁輻射等。后續(xù)可通過測試并總結(jié)方法找到惡劣環(huán)境下改善信號收發(fā)的措施，如增強控制器內(nèi)天線的發(fā)射功率，增加橋接作用的中轉(zhuǎn)設(shè)備等。
5.2統(tǒng)應(yīng)用中存在的問題
無線控制技術(shù)在展廳應(yīng)用的過程中，除了零布線方便部署、感應(yīng)加通訊增強互動性、融合位置服務(wù)提升照明附加值等優(yōu)勢外，仍存在以下問題。(1)與其他室內(nèi)中控系統(tǒng)的接口開發(fā)。隨著智能化集中控制系統(tǒng)日漸成熟，集成的智能化組件越來越完善，照明將作為其中的一個標(biāo)準(zhǔn)化模塊嵌入中控系統(tǒng)中，因而接口的標(biāo)準(zhǔn)性和兼容性尤為重要。因此，后續(xù)可加強系統(tǒng)接口的開發(fā)工作。(2)系統(tǒng)內(nèi)傳感器等組件的擴展。如動靜感應(yīng)器、日光感應(yīng)器、恒照度感應(yīng)器、兼容多種調(diào)光方式的單燈控制器等，可進一步增加系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。(3)上位機軟件的修正。通過對上位機軟件的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)情況、糾錯能力及bug的修正，可直接提升用戶和管理維護人員的體驗。(4)加強單燈控制器的天線的發(fā)射功率，獲得更好的通訊效果，提升抗干擾能力。
5.3智能照明技術(shù)在展廳中的應(yīng)用方案
處于智能照明時代，照明產(chǎn)品本身的品質(zhì)不再能滿足用戶需求，產(chǎn)品功能、用戶體驗和專業(yè)的解決方案已成為趨勢與重點。將智能照明技術(shù)應(yīng)用在展廳照明中，除智能燈具產(chǎn)品的應(yīng)用外，控制技術(shù)和室內(nèi)定位技術(shù)在展廳或展館中的應(yīng)用為照明產(chǎn)品賦予了“互聯(lián)網(wǎng)+”思維。
總結(jié)
從照明方面看，展廳的照明通常還是以空間的一般照明加重點照明為主。但考慮到動態(tài)媒體的展示方式逐漸成為主流，為保證良好的觀影互動的視覺效果，照明設(shè)計需避免空間環(huán)境過亮、大量采用反光材質(zhì)等。針對不同的空間展示內(nèi)容和對象，可設(shè)定不同的照明場景達到更好的展示效果。智能技術(shù)角度看，該展廳項目是一個典型的無線控制技術(shù)的應(yīng)用案例，為技術(shù)應(yīng)用提供了展示與檢驗的平臺。能從應(yīng)用層面重新認(rèn)知產(chǎn)品技術(shù)，有助于完善產(chǎn)品性能、優(yōu)化用戶體驗，也為后續(xù)無線技術(shù)的研發(fā)工作提出了重點方向和指導(dǎo)意見。
參考文獻
[1]建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn):GB50034—2013[S].北京:中國建筑研究院,2013.
作者：袁蓉 單位：上海亞明照明有限公司