連接智能LED照明網(wǎng)絡：智能建筑集成智能照明

目前，燈除了照明，還有更多用處。當與連接智能網(wǎng)絡低電壓基于IP的基礎設施結合后，LED照明將成為強大系統(tǒng)網(wǎng)絡的一部分，可協(xié)同工作以收集、分析、管理、控制及響應設定的目標和實時傳感器反饋。由此產生的“智能建筑”在操作性能上更全面，因為它可以動態(tài)地響應操作問題，從而提高效率，同時節(jié)約電能和成本。

集成智能照明如何與其他系統(tǒng)協(xié)同工作?需要什么技術來整合系統(tǒng)及使效益最大化?本文將就連接智能照明及基礎設施技術進行深入探討。

智能LED照明網(wǎng)絡

連接智能LED網(wǎng)絡的基本前提是，照明控制從一個集中且相對普遍的穿過大部分建筑空間的方式，轉移到另一個解決方案，這個方案則針對建筑物內較小的有特定需求的部分。更重要的是，因為照明是智能網(wǎng)絡的一部分，其集成(且可以響應)網(wǎng)絡上的其他組件。這一點尤其適用商業(yè)辦公大樓、醫(yī)療設施、倉庫、制造和工業(yè)設施以及類似的大型或多用途空間，在這些空間中，一體適用的方法行不通或效率低下。

請設想使用自動加熱、通風和空調控制(HVAC)的建筑。HVAC可以監(jiān)測和調整溫度，使環(huán)境符合人體的舒適度和機器的性能，以及滿足最佳的效率和成本。連接智能LED照明網(wǎng)絡將允許光照與這些相同的目標同步。這伴隨著光照對環(huán)境溫度控制的響應。因此，連接智能照明網(wǎng)絡將使網(wǎng)絡用戶通過調整光照來提高生產力、積極情緒、專注意識和幸福感。它還具有潛在的優(yōu)勢，可以同步人類生理周期來調節(jié)光照，并根據(jù)窗外的日光照射量來增強或降低所需的光照。

LED照明與PoE

智能LED照明網(wǎng)絡的關鍵技術是互聯(lián)網(wǎng)供電(PoE)，其低電壓的電纜和設備將物聯(lián)網(wǎng)(IoT)與LED設備連接起來。PoE之所以簡單易行，是因為基于IP的基礎設施平臺大獲成功。通過使用PoE作為LED照明供電和控制系統(tǒng)的主干，照明被并入建筑物中，作為物聯(lián)網(wǎng)資產。除了給單層基礎設施供電及提供數(shù)據(jù)這一巨大優(yōu)勢之外，PoE的成本也比銅電纜低。如圖1所示，PoE系統(tǒng)架構包括以下設備，在下一節(jié)中我們進行討論：

·PoE網(wǎng)關

·LED照明器具

·LED燈

·LED智能驅動程序

·LED電纜束

·傳感器

·無線開關和調光器

圖1：PoE系統(tǒng)架構包括網(wǎng)關、裝置、燈、驅動程序、纜繩、傳感器、無線開關和調光器。(來源： Molex Transcend 網(wǎng)絡連接照明)

PoE網(wǎng)關

當計算機和網(wǎng)絡接口控制PoE網(wǎng)絡的管理層時，任何集成LED照明系統(tǒng)的啟動很大程度上依賴設備層和用于制造網(wǎng)絡的系統(tǒng)組件層。PoE網(wǎng)關是系統(tǒng)核心的設備。這些網(wǎng)關可以連接、控制及給照明器具供電。它們能夠控制LED照明功能，包括調暗、調色和傳感器報告。這些網(wǎng)關傳輸性能高達60W。若需要功率更高，如天井燈，則需要AC線路電壓(120VAC–277VAC)，而這里設備可以由無線線路電壓繼電器控制。

在IP行業(yè)，先進電信運算結構(ATCA或AdvancedTCA)的標準是48VDC。由于這個標準，很自然地為POE網(wǎng)關進行了以下配置：

·未約束的48VDC

·恒定電壓24VDC/48VDC

·恒定電流

也可以使用符合IEEE 802標準的無線PoE網(wǎng)關。它們在標準頻率上運行(北美是902MHz，歐洲是868MHz)。一般來說，有效范圍是15m左右。它們允許安全的雙向通信用于多個無線設備的控制狀態(tài)，而設計人員無需關注其它設備的干擾。

LED照明器具

LED照明器具本身是系統(tǒng)關鍵的支持組件。器具依賴特定LED照明的選擇。在沒有智能連接和聯(lián)網(wǎng)的LED照明系統(tǒng)中，LED是傳統(tǒng)照明的替代。相對于白熾燈或熒光燈，LED固有的優(yōu)越性能展示了效率優(yōu)勢。然而，連接智能照明系統(tǒng)提升了整個系統(tǒng)的層次。它們采用并添加了PoE網(wǎng)關、照明控制傳感器和先進的網(wǎng)絡管理軟件系統(tǒng)，為系統(tǒng)提供了大量的反饋和控制。這種強化使照明本身以人為中心，并且能夠根據(jù)網(wǎng)絡用戶的數(shù)據(jù)、分析和決策標準進行控制。

LED燈

LED制造商不斷提升功效(lm/ W)，并減少每流明($/lm)的成本。LED制造商為照明器具供應商提供卓越產品的案例有很多：

Cree是照明LED的行業(yè)領導者，創(chuàng)造了XLAMP XHP70.2超高功率LED，其通過高流明密度、可靠度和顏色一致性來實現(xiàn)低系統(tǒng)成本。它在一個7.0mm x7.0mm的封裝內，對流明密度、電壓特性、可靠性和光學性能進行了改進。

Lumileds研發(fā)了一款高功率、多模發(fā)射器的LUXEON MX LED模塊，使天井燈及其它戶外應用程序更具成本效益且性能更可靠。其在12VDC 配置內功效高達150 lm/ W，可以以85°C產生1200流明。