智能LED街燈與樓宇照明通信、控制及保護方案

智能照明（Smart Lighting）涉及通信和傳感功能，能夠進行遠程控制（開啟或關閉、調(diào)光或改變顏色）和監(jiān)控（遠程診斷）建筑物、街道或家里的一個或多個燈具。智能照明也為燈具提供信息，使它能根據(jù)使用情況或環(huán)境光線等進行亮度調(diào)節(jié)。另一方面，高亮度白光LED非常適合區(qū)域照明應用，具有方向性更好、色彩質(zhì)量更佳、環(huán)保等特點，并且能夠更方便地控制其開啟和關閉，便于自動檢測環(huán)境光來改變亮度，使其在智能LED街燈等應用中越來越受矚目。

　　智能照明的通信可用無線或現(xiàn)有的電力線基礎設施實現(xiàn)。電力線是世界上最大的銅基礎設施，家庭或辦公樓的每個角落都有電源插座，使之成為一個覆蓋范圍極為廣泛的網(wǎng)絡。

　　鑒于所有照明燈具都是連接到電力線將電力轉(zhuǎn)換成光，電力線通信（PLC）已成為智能照明主要通信和控制鏈路的合理途徑。

　　安森美半導體利用其先進半導體技術，推出了針對智能照明的包括通信、傳感器、KNX收發(fā)器及保護解決方案，有助于以更少電能執(zhí)行相同（甚至更多）的任務，進一步提升能效，節(jié)約能源。

　　例如，利用安森美半導體的PLC調(diào)制解調(diào)器（如AMIS-49587）、PLC線路驅(qū)動器（如NCS5650）和諸如NOA1302這樣的環(huán)境光傳感器，可基于電力線輕松構建聯(lián)網(wǎng)型LED街燈智能控制系統(tǒng)，有助于市政、電力公司和商業(yè)企業(yè)遠程調(diào)節(jié)路燈的光輸出，減少其路燈網(wǎng)絡的整體能耗。此外，在樓宇智能溫度調(diào)節(jié)及燈光控制應用中，也可在雙絞線布線上使用KNX收發(fā)器，利用KNX網(wǎng)絡進行照明控制。

圖1 安森美半導體用于智能LED街燈的調(diào)制解調(diào)器、電源及傳感器方案概覽

　　1 符合嚴格國際標準、獲得市場驗證的PLC調(diào)制解調(diào)器

　　電力線通信有助于公用事業(yè)公司為其配電網(wǎng)絡增加更高級別的功能，從而讓消費者更能掌自己的能耗。安森美半導體提供一系列領先擴頻型頻移鍵控（S-FSK）PLC調(diào)制解調(diào)器，如AMIS30585、AMIS49587和NCN49597等。其中，AMIS-30585和AMIS-49587均基于ARM7內(nèi)核微控制器（MCU），僅支持AC工作，每通道最大波特率分別為1.2k和2.4k；新推出的NCN49597基于ARMCortexM0內(nèi)核MCU，同時支持AC及DC工作，每通道最大波特率達4.8k，支持CenelecA、B、C及D波段，且提供可編程軟件。還預計將于2012年下半年推出在NCN49597基礎上還集成功率放大器功能的NCN49599PLC調(diào)制解調(diào)器?！　∵@些強固的窄帶PLC調(diào)制解調(diào)器嵌入了PHY+MAC，符合嚴格的國際標準（FCC、CENELEC、IEC61334-5-1），可在低壓和中壓網(wǎng)絡上運行，提供最佳的物料單（BOM）成本和極低的能耗。

　　2 KNX收發(fā)器及評估板

　　KNX是一個符合智能樓宇標準、基于開放式系統(tǒng)互連（OSI）的網(wǎng)絡通信協(xié)議。KNX是融合了此前的3個標準，包括歐洲家庭系統(tǒng)協(xié)議（EHS）、BatiBUS和歐洲安裝總線（EIB或Instabus）。KNX支持的開放標準包括：EN50090歐洲標準、ISO/IEC14543-3國際標準、GB/Z20965中國標準、ANSI/ASHRAE135美國標準。

　　安森美半導體提供的KNX收發(fā)器有：NCN5120、NCN5121、NCN5110和NCN5111等，可用于連接電器和傳感器，為建筑物內(nèi)9600波特KNX雙絞線（TP）總線提供溫度及光線控制。雙絞線總線可提供數(shù)據(jù)通信和電力供應。

表1 安森美半導體KNX收發(fā)器

圖2 KNX網(wǎng)絡通信架構

　　值得一提的是，安森美半導體與恩智浦（NXP）半導體最近聯(lián)合推出了用于高能效雙絞線網(wǎng)絡的評估板及完整參考設計。此評估板采用NXP的低功耗Cortex-M0微控制器LPC1227及安森美半導體的NCN5120接收器-發(fā)射器IC，幫助建筑物自動化客戶簡化設計流程，將即可應用的高能效KNX雙絞線方案，用于照明開關及控制、供暖通風空調(diào)（HVAC）控制、百葉窗及占用情況（occupancy）檢測等應用。

　　3 運動檢測器無源紅外控制器（PIR）

　　安森美半導體的NCS36000無源紅外控制器用于照明和占用情況感測市場，可放大和調(diào)節(jié)來自PIR傳感器的信號。該器件的工作電壓為3.0V—5.75V，集成了低噪聲2級放大器，有內(nèi)部參考電壓驅(qū)動傳感器;采用帶外部RC的內(nèi)部振蕩器；具有單脈沖或雙脈沖檢測功能；數(shù)字濾波器可最大限度地減少誤報；直接驅(qū)動LED和繼電器。該器件是一個非常靈活的解決方案，客戶可以自定義數(shù)字濾波和模擬處理，適用于各種傳感器，BOM成本低于同類分立式解決方案。　　4 環(huán)境光及距