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當今的LED照明不再僅限于照亮黑暗的空間。與互聯(lián)智能網(wǎng)絡(luò )中基于低壓IP的基礎設施相結合后，LED照明已成為強大系統網(wǎng)絡(luò )的一部分，這些系統協(xié)同收集、分析、管理、控制和響應設定的目標和實(shí)時(shí)傳感器反饋。由此形成的“智能建筑”在性能上更有優(yōu)勢，它可以動(dòng)態(tài)響應運行問(wèn)題，大幅提高效率，并節省電力和成本。 集成的智能照明如何與其他系統配合工作？ 集成系統并實(shí)現收益最大化將需要哪些技術(shù)？ 本文將剖析互聯(lián)智能照明，并探討基礎設施技術(shù)。 智能LED照明網(wǎng)絡(luò ) 互聯(lián)智能LED網(wǎng)絡(luò )的基本前提是，讓照明控制從大面積建筑空間內的集中化和相對統一布局，轉變?yōu)闈M(mǎn)足建筑內各空間分區的特定需求。此外，由于照明并入了智能網(wǎng)絡(luò )，那么，照明就可以與網(wǎng)絡(luò )上的其他組件集成和聯(lián)動(dòng)。這在商業(yè)辦公樓、醫療保健設施、倉庫、制造和工業(yè)設施以及類(lèi)似的大型或多用途空間中尤其有價(jià)值，在這些地方，一刀切的方法是無(wú)效或低效的。 例如，一座具有自動(dòng)供暖、新風(fēng)和空調 (HVAC) 控制的建筑。HVAC監控并調節溫度，使環(huán)境適合人體舒適度和機器性能，并保證最佳效率和最低成本�；ヂ�(lián)智能LED照明網(wǎng)絡(luò )將實(shí)現照明與上述各目標的統一， 形成照明與環(huán)境氣候控制聯(lián)動(dòng)。因此，通過(guò)互聯(lián)智能照明網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)能夠更好地調節光線(xiàn)，讓其更有益于提升人類(lèi)生產(chǎn)力、積極情緒、注意力和幸福感。它可以通過(guò)調節光線(xiàn)，讓光線(xiàn)與人類(lèi)自然生理周期同步，并根據透過(guò)外部窗戶(hù)的陽(yáng)光量減少或增加所需的光線(xiàn)，發(fā)揮潛在優(yōu)勢。 LED照明和PoE 智能LED照明網(wǎng)絡(luò )背后的關(guān)鍵技術(shù)是以太網(wǎng)供電 (PoE)，它帶來(lái)了將物聯(lián)網(wǎng)資產(chǎn)連接到LED燈具的低壓布線(xiàn)和設備。隨著(zhù)基于IP的基礎設施平臺取得成功，PoE變得簡(jiǎn)單易用。通過(guò)將PoE用作LED照明電源和控制系統的動(dòng)脈，將照明作為IoT資產(chǎn)集成到建筑物中。除了在單層基礎設施上同時(shí)提供電源和數據的巨大優(yōu)勢外，PoE還比銅纜便宜。LED照明網(wǎng)絡(luò )PoE系統架構包括以下設備，將在下一節中討論： · PoE網(wǎng)關(guān) · LED照明裝置 · LED燈 · LED智能驅動(dòng)器 · LED電纜線(xiàn)束 · 傳感器 · 無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)和調光器 PoE網(wǎng)關(guān) 雖然計算機和網(wǎng)絡(luò )接口控制PoE網(wǎng)絡(luò )的管理層，但集成式LED照明系統的啟動(dòng)在很大程度上取決于設備層和用于構建網(wǎng)絡(luò )的系統組件的級別。PoE網(wǎng)關(guān)是系統的核心設備。這些網(wǎng)關(guān)連接、控制和驅動(dòng)LED照明裝置的亮度。它們可以控制LED照明功能，包括調光、顏色調節和傳感器報告。這些網(wǎng)關(guān)能夠提供高達60W的功率。需要更高功率時(shí)，例如高頂棚照明，仍然需要交流線(xiàn)路電壓 (120VAC–277VAC)，這時(shí)可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)線(xiàn)路電壓繼電器來(lái)控制設備。 在IP行業(yè)，源自高級電信計算架構（ATCA或AdvancedTCA）的標準要求48VDC。為滿(mǎn)足該標準，自然就需要提供采用以下配置之一的POE網(wǎng)關(guān)： 非穩壓48VDC 恒壓24VDC/48VDC 恒定電流 也可以使用符合IEEE 802標準的無(wú)線(xiàn)PoE網(wǎng)關(guān)。它們以標準頻率工作（北美902MHz；歐洲868MHz）。其有效范圍通常約為15m。它們支持通過(guò)安全雙向通信來(lái)控制多個(gè)無(wú)線(xiàn)設備的狀態(tài)，設計人員無(wú)需擔心與其他設備發(fā)生干擾。 Silicon Labs是提供芯片、軟件和解決方案的知名供應商，致力于實(shí)現更智能、更互聯(lián)的世界。他們的技術(shù)屢獲殊榮，正不斷塑造物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)，助力樓宇和家庭自動(dòng)化互聯(lián)。他們提供業(yè)界集成度超高的PoE設備， 其功能豐富的高效產(chǎn)品主要面向智能照明、IP攝像頭、無(wú)線(xiàn)接入點(diǎn)和IP電話(huà)等。 Silicon Labs Si3404以太網(wǎng)供電 (PoE) 設備是符合IEEE 802.3 1類(lèi)標準的15W PoE用電設備 (PD) 接口和脈寬調制 (PWM) 開(kāi)關(guān)穩壓器（圖1）。通過(guò)為設備集成、最低的總體BOM成本、效率和可靠性設定新的標準，Si3404使得設計人員能夠在以太網(wǎng)產(chǎn)品中添加PoE功能。包含在支持PoE的系統設計中時(shí)，Si3404將通過(guò)以太網(wǎng)銅線(xiàn)非屏蔽雙絞線(xiàn) (UTP) 電纜提供的高壓（通常為±48V DC轉換為穩壓的低壓DC電源。此外，Si3404還將所有必需的IEEE 802.3檢測，分類(lèi)和熱插拔接口與完整、高效的PWM開(kāi)關(guān)穩壓器結合在一起。只需添加輸入二極管電橋，即可實(shí)現一流的集成面積比PoE PD解決方案。 
圖1： Silicon Labs Si3404以太網(wǎng)供電 (PoE) 用電設備 (PD) 是高度集成、符合IEEE 802.3at 1類(lèi)標準的脈寬調制 (PWM) 開(kāi)關(guān)穩壓器。（圖源：貿澤電子）。 PoE+技術(shù)可提供30W功率，支持更苛刻的應用任務(wù)。Silicon Labs的Si3406以太網(wǎng)供電加 (PoE+) 設備系列是建筑和家庭自動(dòng)化環(huán)境中支持PoE+的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的理想供電設備接口解決方案。Si3406穩壓器的開(kāi)關(guān)頻率可通過(guò)簡(jiǎn)單的外部電阻值調節，以幫助避免無(wú)用的諧波。集成的同步驅動(dòng)器可以控制次級側場(chǎng)效應晶體管 (FET) 以提高功率轉換效率。該系列的電流模式控制開(kāi)關(guān)穩壓器支持多種隔離和非隔離電源拓撲。集成的功率開(kāi)關(guān)FET與穩壓器互補。這種靈活性以及Silicon Labs全面的PoE PD參考設計使開(kāi)發(fā)人員可以更輕松地部署關(guān)鍵電源子系統。 LED照明裝置 LED照明裝置本身是系統的一個(gè)關(guān)鍵支持組件。從核心上講，照明依賴(lài)于特定照明LED本身的選擇。在未進(jìn)行智能互聯(lián)和聯(lián)網(wǎng)的LED照明系統中，使用LED代替傳統燈具。相對于白熾燈或熒光燈，LED固有的卓越技術(shù)具有效率優(yōu)勢。而互聯(lián)的智能照明系統讓整個(gè)系統的效率更上層樓。他們采用并添加PoE網(wǎng)關(guān)、照明控制傳感器和高級網(wǎng)絡(luò )管理軟件系統，以提供一個(gè)整體環(huán)境，為系統增加重要的反饋和控制。這種增強使燈具本身以人為中心，并能夠根據網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)的數據、分析和決策標準進(jìn)行控制。 LED燈/機械/電子/連接 LED制造商通過(guò)提高功效 (lm/W) 和降低每流明成本 ($/lm) 不斷改進(jìn)LED。為燈具制造商提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的LED制造商的例子比比皆是。LED可以通過(guò)高流明密度、可靠性和顏色一致性來(lái)降低系統成本。流明密度、電壓特性，可靠性和光學(xué)性能一直在不斷提高。通常使用大功率、多晶粒發(fā)射器，為高架和戶(hù)外應用提供經(jīng)濟高效，高可靠性的燈具。 這些配置中的LED可以提供高達150lm/W的功效。通常使用相關(guān)色溫 (CCT) 為2700K至6500K的LED。另外，在LED串中的LED出現開(kāi)路故障時(shí)，電涌保護器可用來(lái)提供電子分流路徑。連接器可為薄型LED照明模塊應用提供輕松的電線(xiàn)拆除，較低的電線(xiàn)插入力和較高的電線(xiàn)保持力。 帶有單片開(kāi)關(guān)穩壓器的LED驅動(dòng)器可用于效率、高帶寬、脈寬調制和模擬調光非常重要的高亮度LED照明應用。驅動(dòng)器以誘人的成本提供出色的效率、易用性和抗電磁干擾性能，對于各種互聯(lián)智能LED照明網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)都是理想的選擇。LED電纜線(xiàn)束尚未成為連接智能LED驅動(dòng)器的標準電線(xiàn)，用以提供控制LED照明設備、傳感器和執行器所需的低壓配電和數據通信。人們應該設計和使用在可靠性、耐用性和易用性方面得到證明的連接器。 智能LED驅動(dòng)器 智能LED驅動(dòng)器為L(cháng)ED引擎提供適當的電源和穩壓信號。從PoE網(wǎng)關(guān)接收控制數據和電能后，LED驅動(dòng)器可以根據來(lái)自所連網(wǎng)絡(luò )的協(xié)調設計、控制和管理系統來(lái)響應信息和驅動(dòng)任務(wù)。目前，其具有單通道和雙通道兩種配置，能夠以12VDC-42VDC的輸出電壓和45W的最大輸出功率驅動(dòng)恒流LED照明燈具。它們可以通過(guò)菊花鏈串接在一起，一個(gè)PoE網(wǎng)關(guān)最多可以驅動(dòng)八個(gè)設備。 傳感器 傳感器是實(shí)現數字建筑的控制回路的必要組成部分。傳感器無(wú)線(xiàn)或有線(xiàn)均可，可以通過(guò)PoE網(wǎng)關(guān)部署和供電，或者集成到LED照明設備中。 無(wú)線(xiàn)環(huán)境光傳感器是這種布置中常用的設備。它們通過(guò)收集光和能量自我供電，因此具有很高的經(jīng)濟效益和可靠性。其能夠測量可用的自然光水平，并向中央主機報告，使網(wǎng)絡(luò )能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)調整和決策。 在LED照明網(wǎng)絡(luò )中，常用的其他傳感器類(lèi)型包括空氣質(zhì)量、色溫、濕度、被動(dòng)紅外 (PIR) 運動(dòng)/存在、開(kāi)/關(guān)、接近度、功率和溫度傳感器。 無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)和調光器 自供電無(wú)線(xiàn)墻壁開(kāi)關(guān)和調光器采用能量收集技術(shù)與PoE網(wǎng)關(guān)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，方便對照明、溫度和各種電氣負載的控制。本地開(kāi)關(guān)/調光墊采用自供電方式，不需要電池，只需簡(jiǎn)單地按下?lián)u桿就能產(chǎn)生足夠的能量向網(wǎng)關(guān)設備發(fā)送無(wú)線(xiàn)信號。 結論 智能和網(wǎng)絡(luò )化的LED照明系統正在形成新的方式，將LED照明應用于智能建筑和信息技術(shù)領(lǐng)域。這些照明系統需要多種技術(shù)，包括網(wǎng)關(guān)、燈具、光、智能驅動(dòng)器、電纜線(xiàn)束、傳感器、無(wú)線(xiàn)開(kāi)關(guān)和調光器。未來(lái)無(wú)限光明，系統級智能與我們的工作環(huán)境完美融合，打造未來(lái)的智能建筑。 來(lái)源：貿澤電子 作者：Paul Golata |
