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智能照明的进阶

:2018-04-09    :333

 飞利浦 和欧司朗等多家巨头已经花费了近几年的时间,推出了 多个联网照明解决方案,这些解决方案将是照明发 展的决定性要素。但是,照明行业在“智能”领域内继续快速增长,有两个关键因素。第一,行业必 须有一个标准化和可互操作的开放平台,能适用 大多数照明控制;第二,制造商 不能忽视从传统照明转向数字照明的成本,并在可 能的情况下继续提高效率。

原因就在于智能手机。传统上,我们使用开关、传感器 和壁式控制器来控制照明,但是,人们越 来越希望随时随地通过智能手机对远程设备的状态进行监控及控制。

智能手 机控制的重要性

随着时间的推移,智能手 机和其他移动设备的重要性无疑将增长。这些技 术已经成为我们日常生活的控制中心,使我们 能够在旅途中工作,并通过 社交媒体管理我们的社交生活。照明已 经成为我们生活的另一部分,可以通 过移动设备来控制。

智能手 机如何连接照明

有三个不同的连接“层”(C1,C2和C3),它们定义了智能手 机如何连接照明的方式。每一“层”的解释 主要基于低功耗蓝牙(BLE)技术,因为它 具有巨大的潜力,以及在 整个行业中接受度很高。

图1. 数字照明转型

首先介绍一下,传统的照明(C0)通常由Triac或0-10V调光器控制,向每个灯具的LED模块驱 动器提供控制信号。

在第一层(C1)中,可以将 一个专用控制器添加到现有的驱动器中,在C0顶部配备低功耗蓝牙(BLE)的传感器或开关,让智能 手机直接控制照明,无需云服务器。在这种C1模式中,多个智 能手机控制可以使用户相互共享照明控制。

第二层(C2)将云添加到组合中,这意味 着用户在照明上记录数据,例如,哪个灯在哪个时间亮、亮多少灯、用多少电力等等。生成的 数据可以在预设的基础上轻易地实现。

而对于 第三层和最后一层(C3),添加了Wi-Fi / BLE桥,使人们能够通过BLE网格范 围内的云来控制其照明。这种类 型的设置使人们能够在任何时间、任何地 点远程确认照明状态或配置设置,或者在 智能空间中设置最合适的配置。

联网如 何使智能手机成为智能照明的中心

上面提 到的这三层在照明控制中越来越普遍,原因有几个。第一个 原因是协议的演变,即蓝牙,现在可 以通过低功耗蓝牙(BLE)来适应智能技术。BLE与ZigBee完全不同,ZigBee不支持 智能手机的直接控制,但却是当今很多IoT活动的中心,特别是在终端节点。但是,BLE可以支持网格技术,并可以 直接控制物联网应用,这对于 智能家居等高密度终端节点应用来说非常重要。

DALI、ZigBee和蓝牙 等标准化已经在进行中,因为它 们作为照明网络、传感器 网络和无线电话网络的核心连接方法扮演重要角色。因此,大多数 即将推出的解决方案将基于标准化的硬件和固件,这样数 字照明行业的所有参与者都可以参与开发可行的端到端解决方案。到2017年下半年,大多数 新的智能照明产品将基于DALI 2.0、ZigBee 3.0和蓝牙5.0。

第二个 原因是由于移动网络的提升和普及,从2G向3G和4G、LTE发展。这些改 进确保智能手机可以轻松连接到云端,用户可 以从任何位置实时控制照明。 就信息 服务使用的安全性和灵活性而言,智能手 机控制科更适用于开展个性化的按需服务,例如医疗保健服务,可通过 密码或生物识别技术进行身份识别,而支付过程将更容易、更安全。

开放平 台是成功的关键

由于高成本和高售价,LED制造商 没有办法构建完整的专有联网照明解决方案。换句话说,联网照 明的好处在这个时候没有超过成本。因此,为了降低成本,LED行业必 须有一个简单开放的平台标准,制造商 可以建立自己的智能照明解决方案。随着成 本节约更大和无缝集成机会的增加,照明设 备制造商可以基于开放标准平台自由设计LED照明系统,并且自 行增强新安装的系统。另外,以人为 本的照明应该建立在同一个平台上,在PAN和BAN中可以 使用更复杂的频谱控制和附加的网络设备。

在开放平台上,制造商 应该考虑尝试一些无缝智能照明的例子,以减少决策者的阻力,并加速 智能照明的广泛采用,如图2所示。在美国,LED照明制 造商可以安装可调光驱动器以改善LED照明,或继续使用像Triac或0-10V的传统调光器。利用现有的LED照明系统,可以增加一个BLE启用的调光器或BLE启用的 智能调光器来代替Triac / 0-10V调光器。这样,智能手 机能够在住宅空间中更灵活地使用遥控技术。使用反 向兼容的智能驱动程序,现有的 控制器可以匹配到新的色温可调驱动器。此外,LED模块、驱动器 和控制器可以合并到一个单板(或称为“S-engine”的智能引擎)中,以将成 本降低到可接受的水平。

图2. 用于C1控制的无缝选项

无缝连 接的分步方法是基于BLE解决方案或使用BLE-ZigBee“组合”解决方案。通过使用BLE-ZigBee组合单片解决方案,就可以轻松采用简单、经济高效的方法。

图3. 启用BLE的解决方案和BLE-ZigBee组合解决方案

总的来说,照明制 造商在选择数字照明方面的优势非常明显。为了直 观地说明这一点,如图4所示。将蓝牙添加到现有的Triac / 0-10V架构中需要增加成本,但这比 将智能功能添加到现有调光器又更便宜。还有一 个方法能节省更多能源:将BLE添加到开关和传感器,并分析 使用智能控制的条件,同时保持规范一致性。

图4. 逐步解 决方案有明显的市场适应性

另外,通过对 任何家用电器启用多个电话控制,初始投 资可以变得更加成本高效,当控制 设备处于远程控制模式时特别有用。

除了上 述逐步选择之外,新的多 方面解决方案将支持最新的控制标准DALI 2.0、BLE 5.0(网格)和ZigBee 3.0。 此外,2ch 0-10V调光将 可用于白色可调应用,并包括 电能计量以改善能源管理。

在本文中,仔细评 估了智能照明和以人为本的照明解决方案发展背后的驱动力,以及如 何加速其采用率。将蓝牙智能方法(或低功耗蓝牙)与优化 的网格和无缝端到端控制选项相结合,可能是 将联网转到以人为本的照明的最有效方式。为此,基于标准DALI、ZigBee和BLE协议的 无缝解决方案目前似乎是最好和最有希望的方法。

鼓励照 明制造商采用这种方法是智能照明时代能否繁荣的关键。今年,LED照明的 早期数字化将首先基于无缝选项的方式实现。下一代 端到端解决方案可望在以后实现,加速从 智能照明向以人为本的照明过渡。




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