智能LED照明關(guān)鍵設(shè)計元素，您都掌握了么（二）

通信

　　下面，我們討論LED的智能通信。耳朵和喉嚨是接下來實現(xiàn)LED照明智能化的最重要功能。通過將照明燈簡單組網(wǎng)，即可通過網(wǎng)絡(luò)控制燈的開、關(guān)，或者調(diào)光，這種操作將降低能耗。通信也為斷電、維護和應(yīng)急提供快速反饋，該信息將節(jié)省總體系統(tǒng)維護成本。無線和有線通信能夠在不同環(huán)境下很好地工作，取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和拓撲。無線比較適合于小型室內(nèi)以及大型室外應(yīng)用，后者需要具有連續(xù)視線、可用的頻帶以及裕量足夠的傳輸功率。電力線通信（PLC）利用現(xiàn)有電力線實現(xiàn)通信。PLC非常適合于大型市政類照明裝置、隧道、室內(nèi)停車場等由于物理位置或建筑墻壁的原因而無法使用自然光的環(huán)境。所有通信引用中，可靠性是關(guān)鍵所在。如果通信發(fā)生故障，系統(tǒng)就毫無益處。

　　無線應(yīng)用中，信號傳輸方式可能是Wi-Fi、ZigBee或其它往往屬于，但不僅限于工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療（ISM）射頻的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。限制功耗提供了網(wǎng)絡(luò)靈活性，如果端點使用電池時則至關(guān)重要。圖2所示是一種獨特的應(yīng)用，其中照明燈開關(guān)上配備有能量收集射頻（RF）收發(fā)器。系統(tǒng)收集用于撥動開關(guān)的能量，產(chǎn)生可使用的直流電壓，支持照明燈具的無線電通信（《1GHz RF）。只要信號能夠覆蓋光源，該開關(guān)可置于房間內(nèi)的任何地方。無需連接照明開關(guān)，室內(nèi)設(shè)計更靈活，照明控制更可靠。

　　圖2：樓宇自動化應(yīng)用，其中的照明開關(guān)具有一個無需接線的能量收集射頻收發(fā)器，用以控制LED照明。

　　PLC照明控制方法利用現(xiàn)有的供電線路，不失為高性價選擇。由于通過維護很好的現(xiàn)有供電線路實現(xiàn)通信，PLC避免了許多麻煩，例如共用通信頻率、惡劣天氣時的性能以及網(wǎng)絡(luò)維護。范圍、速度和可靠性是設(shè)計PLC的關(guān)鍵。

　　電力線的噪聲極大，影響系統(tǒng)通信的可靠性。G3-PLC通信是一種基于OFDM的新型PLC標(biāo)準(zhǔn)，可實現(xiàn)電力線的可靠通信。該標(biāo)準(zhǔn)支持高達300kbps的速度、網(wǎng)狀組網(wǎng)以及高噪聲環(huán)境下的可靠模式非常適合LED控制網(wǎng)絡(luò)。基于OFDM、PLC控制的照明網(wǎng)絡(luò)類似于現(xiàn)有的G3-PLC。

　　圖3所示為Nyx Hemera Technologies公司用于隧道照明的PLC裝置4，該系統(tǒng)已經(jīng)節(jié)約了25%的電能，維護成本降低30%。該大型設(shè)施系統(tǒng)支持最多1022盞照明燈，通信距離長達3km。

　　圖3：采用PLC的市政路燈網(wǎng)絡(luò)示例。

　　電能測量

　　智能LED燈還需要具備電量計算能力。從智能電表到電壓控制器再到電動汽車充電器，每個智能電網(wǎng)裝置都具有電能測量功能，實時為電力公司和用戶提供準(zhǔn)確的用電信息。發(fā)回耗電量的大多數(shù)照明裝置提供關(guān)于建筑及市政照明環(huán)境的詳細信息，可確保電力公司的收費與耗電嚴(yán)格一致。通過調(diào)光或在不使用時關(guān)閉照明燈，及時、準(zhǔn)確地響應(yīng)用戶需求。此外，特定照明燈的耗電波動說明需要進行系統(tǒng)維修、維護或更換。毫無疑問，許多照明燈處于難以觸及的區(qū)域，優(yōu)化維護可節(jié)省費用。為生成智能電網(wǎng)中的有用數(shù)據(jù)，電能測量設(shè)計必須在較寬的電流范圍保持高精度測量。不僅如此，限制或消除校準(zhǔn)時間也會降低總體系統(tǒng)成本。圖4所示為一種靈活的LED照明參考設(shè)計，具有電能測量功能。5電能測量芯片也提供系統(tǒng)調(diào)光和DALI接口。

　　目前許多城市安裝了非智能LED照明燈，這為改善LED照明設(shè)施性能的集成模塊提供了巨大的商機。為實現(xiàn)可升級，這些系統(tǒng)需要連接到智能照明系統(tǒng)。如果LED的成本和容量一定，簡單更換相對較新和效率較高的LED，性價比較低。簡單接口，例如DALI，允許將來增加ALS、通信和電能測量功能。