展廳照明設計與智能化應用
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摘要：應用無線技術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)能的評價指標外，還可以為用戶提供更多的服務。綜合利用這些技術手段，激發(fā)新的創(chuàng)新點，形成不同于傳統(tǒng)照明的全新模式。
關鍵詞：照明設計；智能控制；展示應用
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、引導性和戲劇感是考量展廳照明的重要指標。而隨著有線智能化技術在展廳中的應用，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。這使得照明已經從原來的靜態(tài)模式向動態(tài)模式轉變，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，有線控制技術已相當成熟，但特殊的布線方式使其在改造項目中的應用并不友好，因而改建成本變成了額外的負擔。隨之，無線技術因運而生，它無需另外布線，卻能快速享用智能化帶來的優(yōu)質體驗。然而，無線技術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，無線技術不斷革新，日益成熟，它不僅能在功能上覆蓋原控制技術，也為創(chuàng)新技術的融合提供了平臺基礎。接下來，文章以一個展示館照明項目為例，從照明和無線技術應用的角度上探討和分享其中的優(yōu)劣。
1展廳總體設計理念
展示廳分為上下兩層，總面積約1000m2。展廳設計以整個展廳的照明作為載體，植入智慧照明的照明應用方案和無線控制技術，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知體驗，又能從中對智能照明的發(fā)展及應用前景產生認同感。該展廳的關鍵字為“創(chuàng)新”，它提供了一個展現最新照明技術水平、技術創(chuàng)新與融合以及綜合應用實踐的平臺，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，展現擁有智慧大腦的照明開創(chuàng)的新篇章。展廳的照明設計方案，以展廳的裝飾設計風格、功能區(qū)域的劃分和參觀路線的設置作為照明設計的輸入。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。此外，應用超聲波、雷達等感應智能控制方式，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，實現展廳的室內定位導航應用。
2展廳照明設計
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展廳二層照明設計
展廳二層以企業(yè)的發(fā)展與歷史為主，展示內容多為圖文和展品，側墻有少許投影小品。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?？臻g照明上，采用大面積的發(fā)光軟膜，參照GB50034—2013建筑照明設計標準[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)境之間產生亮度差，吸引參觀者的注意。右側天花的間接燈槽照明對參觀者視線具有引導性作用，左側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展廳一層照明設計
一層展廳展示對象以顯示屏動態(tài)內容為主，內容重點是各個產業(yè)板塊相關內容，有較強的技術前瞻性和產業(yè)創(chuàng)新性。因此，整個一層站廳光色相對二層偏冷，設定為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
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動關系，可對空間照明做一些控制方式和場景上的設計。
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)：默認狀態(tài)和工作狀態(tài)。默認狀態(tài)下，燈膜30%亮度，其他燈具關閉；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、燈槽亮度調節(jié)到100%，燈膜根據人的位置依次感應調光至100%，增加互動的趣味性；左側墻面的照明與播放的投影小品關聯控制開關。兩種狀態(tài)主要應用的控制技術為：微波感應+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%，引導客流向下一個展區(qū)移動。它主要應用的控制技術為藍牙和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，其他燈具關閉；參觀人員進入展區(qū)射燈亮度調節(jié)到100%；序廳頂部三角感應到人后依次觸發(fā)調節(jié)至高亮，增強歡迎訪客的儀式感；燈膜感應人的位置移動由原來的30%調光至100%，形成人和燈之間的互動。圖9大數據展示區(qū)效果圖分智能照明控制方式如下：根據講解及參觀內容進行多場景切換，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展廳室內定位體驗功能
定位導航功能是顯示展廳平面圖、展示內容分布及參觀者當前位置定位等相關的服務。既可選擇需要參觀模塊，自動規(guī)劃參觀路線并導航參觀，也可在靠近定位點時，以語音或消息模式提供該區(qū)域導覽內容；同時還可設置基于室內定位功能的互動環(huán)節(jié)。
3.3展廳應用的智能控制技術
(1)ZigbeeZigbee是一種短距離、低功耗的無線通信技術。它是由ZigBee聯盟的，基于ZigBeePro網絡層的，專用于家居照明控制系統(tǒng)的全球開放標準；它具有良好的互聯互通性，可實現調光、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、調光控制、遠程平臺管控等功能。(2)微波感應+2.4G通訊微波感應通過檢測發(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，實現照明的聯動效果。它應用于大空間或連續(xù)性空間場景，具有動態(tài)感應調節(jié)照明強度，照明跟隨效果，感應人的位置，并激活該位置相關聯的區(qū)域高亮等功能。(3)IbeaconIbeacon基于藍牙技術，它可通過在信號的傳輸上測算用戶當前位置，在室內定位中的應用相對成熟，性價比高。它應用于大空間場景，如博物館、商場、停車場、醫(yī)院等等。它可實現與位置服務相關的場景功能的應用，如定位導航、人流量監(jiān)控、參觀導覽等等。
4技術難點及解決方案
4.1技術中存在問題
當空間具有多場景切換功能時，要求照明實現與展廳中控系統(tǒng)之間的聯動控制。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)聯動照明，導致媒體展示內容與照明各自獨立的尷尬情況。另外，展廳內有大量機房和無線通信設施，無線通訊頻段有較強干擾，導致展廳部分區(qū)域無線通訊失靈，影響參觀過程的體驗感。
4.2解決方案
為了實現中控對照明的聯動，通過將照明場景對應代碼寫進tcp/ip協議的方式進行場景調用，以呈現完整的展示效果。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方式改為中控聯動控制。Zigbee在與中控聯動過程中，因展廳環(huán)境復雜，會頻繁出現失控或不穩(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動控制。
5技術總結
5.1術應用中的信號干擾
在展廳整個智能照明調試過程中，多種無線控制均出現反復時控狀態(tài)，經多次實驗測試，相關因素總結如下。(1)燈具的無線控制器在應用過程中，布點之間需保持適當距離，以免相互之間產生無線信號干擾，導致無法正常接收控制指令。后續(xù)可安排各類相關無線控制器做高密度測試，以推算合適的應用距離。此外，多種惡劣因素的疊加效應也需進一步考慮。(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、控制器周邊設備、應用環(huán)境的電磁輻射等。后續(xù)可通過測試并總結方法找到惡劣環(huán)境下改善信號收發(fā)的措施，如增強控制器內天線的發(fā)射功率，增加橋接作用的中轉設備等。
5.2統(tǒng)應用中存在的問題
無線控制技術在展廳應用的過程中，除了零布線方便部署、感應加通訊增強互動性、融合位置服務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準化模塊嵌入中控系統(tǒng)中，因而接口的標準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)內傳感器等組件的擴展。如動靜感應器、日光感應器、恒照度感應器、兼容多種調光方式的單燈控制器等，可進一步增加系統(tǒng)的應用范圍。(3)上位機軟件的修正。通過對上位機軟件的服務器網絡情況、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智能照明技術在展廳中的應用方案
處于智能照明時代，照明產品本身的品質不再能滿足用戶需求，產品功能、用戶體驗和專業(yè)的解決方案已成為趨勢與重點。將智能照明技術應用在展廳照明中，除智能燈具產品的應用外，控制技術和室內定位技術在展廳或展館中的應用為照明產品賦予了“互聯網+”思維。
總結
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，照明設計需避免空間環(huán)境過亮、大量采用反光材質等。針對不同的空間展示內容和對象，可設定不同的照明場景達到更好的展示效果。智能技術角度看，該展廳項目是一個典型的無線控制技術的應用案例，為技術應用提供了展示與檢驗的平臺。能從應用層面重新認知產品技術，有助于完善產品性能、優(yōu)化用戶體驗，也為后續(xù)無線技術的研發(fā)工作提出了重點方向和指導意見。
參考文獻
[1]建筑照明設計標準: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