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智能照明的進階

:2018-04-09    :333

 飛利浦和歐司朗等多家巨頭已經花費了近幾年的時間,推出了多個聯網照明解決方案,這些解決方案將是LED照明發展的決定性要素。但是,照明行業在“智能”領域內繼續快速增長,有兩個關鍵因素。第一,行業必須有一個標準化和可互操作的開放平台,能適用大多數照明控製;第二,製造商不能忽視從傳統照明轉向數字照明的成本,並在可能的情況下繼續提高效率。

原因就在於智能手機。傳統上,我們使用開關、傳感器和壁式控製器來控製照明,但是,人們越來越希望隨時隨地通過智能手機對遠程設備的狀態進行監控及控製。

智能手機控製的重要性

隨著時間的推移,智能手機和其他移動設備的重要性無疑將增長。這些技術已經成為我們日常生活的控製中心,使我們能夠在旅途中工作,並通過社交媒體管理我們的社交生活。照明已經成為我們生活的另一部分,可以通過移動設備來控製。

智能手機如何連接照明

有三個不同的連接“層”(C1,C2和C3),它們定義了智能手機如何連接照明的方式。每一“層”的解釋主要基於低功耗藍牙(BLE)技術,因為它具有巨大的潛力,以及在整個行業中接受度很高。

圖1. 數字照明轉型

首先介紹一下,傳統的照明(C0)通常由Triac或0-10V調光器控製,向每個燈具的LED模塊驅動器提供控製信號。

在第一層(C1)中,可以將一個專用控製器添加到現有的驅動器中,在C0頂部配備低功耗藍牙(BLE)的傳感器或開關,讓智能手機直接控製照明,無需雲服務器。在這種C1模式中,多個智能手機控製可以使用戶相互共享照明控製。

第二層(C2)將雲添加到組合中,這意味著用戶在照明上記錄數據,例如,哪個燈在哪個時間亮、亮多少燈、用多少電力等等。生成的數據可以在預設的基礎上輕易地實現。

而對於第三層和最後一層(C3),添加了Wi-Fi / BLE橋,使人們能夠通過BLE網格範圍內的雲來控製其照明。這種類型的設置使人們能夠在任何時間、任何地點遠程確認照明狀態或配置設置,或者在智能空間中設置最合適的配置。

聯網如何使智能手機成為智能照明的中心

上麵提到的這三層在照明控製中越來越普遍,原因有幾個。第一個原因是協議的演變,即藍牙,現在可以通過低功耗藍牙(BLE)來適應智能技術。BLE與ZigBee完全不同,ZigBee不支持智能手機的直接控製,但卻是當今很多IoT活動的中心,特別是在終端節點。但是,BLE可以支持網格技術,並可以直接控製物聯網應用,這對於智能家居等高密度終端節點應用來說非常重要。

DALI、ZigBee和藍牙等標準化已經在進行中,因為它們作為照明網絡、傳感器網絡和無線電話網絡的核心連接方法扮演重要角色。因此,大多數即將推出的解決方案將基於標準化的硬件和固件,這樣數字照明行業的所有參與者都可以參與開發可行的端到端解決方案。到2017年下半年,大多數新的智能照明產品將基於DALI 2.0、ZigBee 3.0和藍牙5.0。

第二個原因是由於移動網絡的提升和普及,從2G向3G和4G、LTE發展。這些改進確保智能手機可以輕鬆連接到雲端,用戶可以從任何位置實時控製照明。 就信息服務使用的安全性和靈活性而言,智能手機控製科更適用於開展個性化的按需服務,例如醫療保健服務,可通過密碼或生物識別技術進行身份識別,而支付過程將更容易、更安全。

開放平台是成功的關鍵

由於高成本和高售價,LED製造商沒有辦法構建完整的專有聯網照明解決方案。換句話說,聯網照明的好處在這個時候沒有超過成本。因此,為了降低成本,LED行業必須有一個簡單開放的平台標準,製造商可以建立自己的智能照明解決方案。隨著成本節約更大和無縫集成機會的增加,照明設備製造商可以基於開放標準平台自由設計LED照明係統,並且自行增強新安裝的係統。另外,以人為本的照明應該建立在同一個平台上,在PAN和BAN中可以使用更複雜的頻譜控製和附加的網絡設備。

在開放平台上,製造商應該考慮嚐試一些無縫智能照明的例子,以減少決策者的阻力,並加速智能照明的廣泛采用,如圖2所示。在美國,LED照明製造商可以安裝可調光驅動器以改善LED照明,或繼續使用像Triac或0-10V的傳統調光器。利用現有的LED照明係統,可以增加一個BLE啟用的調光器或BLE啟用的智能調光器來代替Triac / 0-10V調光器。這樣,智能手機能夠在住宅空間中更靈活地使用遙控技術。使用反向兼容的智能驅動程序,現有的控製器可以匹配到新的色溫可調驅動器。此外,LED模塊、驅動器和控製器可以合並到一個單板(或稱為“S-engine”的智能引擎)中,以將成本降低到可接受的水平。

圖2. 用於C1控製的無縫選項

無縫連接的分步方法是基於BLE解決方案或使用BLE-ZigBee“組合”解決方案。通過使用BLE-ZigBee組合單片解決方案,就可以輕鬆采用簡單、經濟高效的方法。

圖3. 啟用BLE的解決方案和BLE-ZigBee組合解決方案

總的來說,照明製造商在選擇數字照明方麵的優勢非常明顯。為了直觀地說明這一點,如圖4所示。將藍牙添加到現有的Triac / 0-10V架構中需要增加成本,但這比將智能功能添加到現有調光器又更便宜。還有一個方法能節省更多能源:將BLE添加到開關和傳感器,並分析使用智能控製的條件,同時保持規範一致性。

圖4. 逐步解決方案有明顯的市場適應性

另外,通過對任何家用電器啟用多個電話控製,初始投資可以變得更加成本高效,當控製設備處於遠程控製模式時特別有用。

除了上述逐步選擇之外,新的多方麵解決方案將支持最新的控製標準DALI 2.0、BLE 5.0(網格)和ZigBee 3.0。 此外,2ch 0-10V調光將可用於白色可調應用,並包括電能計量以改善能源管理。

在本文中,仔細評估了智能照明和以人為本的照明解決方案發展背後的驅動力,以及如何加速其采用率。將藍牙智能方法(或低功耗藍牙)與優化的網格和無縫端到端控製選項相結合,可能是將聯網轉到以人為本的照明的最有效方式。為此,基於標準DALI、ZigBee和BLE協議的無縫解決方案目前似乎是最好和最有希望的方法。

鼓勵照明製造商采用這種方法是智能照明時代能否繁榮的關鍵。今年,LED照明的早期數字化將首先基於無縫選項的方式實現。下一代端到端解決方案可望在以後實現,加速從智能照明向以人為本的照明過渡。




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