人類是充滿智慧的,所以我們發明了能夠為自己提供照明的裝置。在世界各地大大小小的城市、城鎮和村莊,人們利用自己創造的照明設備把黑暗的地方照亮。我們所處的文明社會各個方面都有著千絲萬縷的聯系,這是一種社會秩序,推動著社會向前發展。這些照明設備能夠將各個地方照亮,為我們提供一個更加光明的未來。
曾幾何時人們采用的是簡單的蠟燭來照明。如果要照亮一個大的房間并保持良好的照明條件,一定要花一番功夫。
然而目前物聯網技術發展是能夠開發一個智能互聯照明系統,我們可以通過有線或者無線通信的方式將數據安全傳輸給智能照明系統。本文闡述的內容就是智能互聯系統如何幫助我們實現一個光明的未來。
智能互聯照明
一個變革的時代即將到來,物聯網革命正初露端倪。智能傳感器技術和射頻(RF)無線互聯相結合,會衍生出新的方式來感知和采集數據,并通過網絡實現數據的傳輸。物聯網使工業和個人(家庭)可以使用的建筑自動化系統成為可能,城市里的建筑和自動化設施正日益智能化。具體來說是通過協調和集成的方式設計電子系統,實現模仿甚至改進人類智能,從而實現一種具有一定智能水平的自動化系統。在這種情況下智能意味著具備能夠完成一定任務的能力或者實現某一特定目標的能力。這些技術發展的目標是開發出一個更加智能且強大的系統,從而改善人們的生活條件,同時降低成本并減少對環境帶來的負面影響。
互聯照明系統包括三個關鍵的組成部分:
光源,比如燈泡或LED燈
燈具和機電組件,用于光源的連接并確保安全
光源開關或控制器
在過去幾年經歷了從傳統光源到發光二極管(LED)的快速發展,LED光源的采用是一個巨大的成功,是軟件控制、智能、數字化以及互聯照明系統發展的自然趨勢。過去我們使用的是簡單的上/下或按鈕開關,現在我們把物聯網和電子控制照明產品結合起來,使得智能互聯的照明系統成為可能。
智能互聯照明系統主要部署在智能建筑中,把包括運動傳感器在內的多個電子系統和平臺與各種照明控制方法相集成,從而為所有燈光控制需求提供解決方案。通過接入物聯網,采用開放可配置的基礎設施,我們可以采集數據并利用這些數據進行智能決策和高效運營。軟件的高度靈活性、數字化設計和控制的簡單性為智能照明系統提供了優勢。目前領先的電子元件供應商正在為智能照明產品開發LED、LED驅動器、傳感器、電力電子和電子控制設備。這是一個明顯的趨勢,這些制造商正在努力確保他們的產品能夠成功的與建筑自動化行業相融合。
按這種方式建立的自動化照明系統稱為智能照明,未來企業與業主將越來越多的利用互聯照明和物聯網提供的優勢。智能照明允許自動和采用程序來控制照明的亮度和顏色,同時確定何時對交通或建筑內照明條件進行調整,為用戶和業主提供更優化的體驗。無論是辦公室照明、家庭照明,還是路燈、交通燈、行人燈,現代城市景觀中隨處可見的自動化智能照明,智能照明正迅速成為智能城市和智能自動化建筑的主流(圖2)。
圖2:中國上海的現代化智能建筑,利用照明系統的創新更明顯(來源:貿澤電子)
有線和無線的通信方式
智能照明系統的控制要求有可靠的通信連接,將智能照明和物聯網結合在一起的網絡通信方式目前主要有兩種:有線和無線。此外這兩種主要的組網方法可以應用于各種協作組合中,使用各種通信方法和協議,比如藍牙mesh網絡;當然采用哪種方式主要取決于應用需求和工程師的選擇。
有線網絡依賴于網絡中各節點之間直接的物理電氣連接;無線網絡不需要設備之間的物理連接、不需要硬連線,可以便捷地使用網絡內的設備。兩種方法都有優點和缺點,聰明的設計工程師會考慮對整個應用哪個是最好的,并可能設計出一種解決方案既能利用這兩種網絡方法各自的優勢,又能避免它們各自的不足之處。
工程師結合物聯網的智能互聯照明系統要求,了解系統設計、網絡速度、帶寬以及低延遲規范等內容,按照特定的規格參數硬連接系統無疑具有最好的性能,但是照明裝置和開關之間需要硬連接,這無疑降低了靈活性。無線設計的結合可能會犧牲一些性能,但是提供了配置和管理的靈活性,這些是在硬連接設計的限制下無法實現的,然而RF無線技術性能的持續改進提供了以前無法想象的性能和靈活性。
智能照明控制和物聯網通常會采用無線拓撲網絡,不同網絡節點之間可以互相通信(圖3)。這種所謂的“多對多”的拓撲結構提供了豐富的智能照明控制功能:主要是因為它們的冗余節點互聯可以防止單點故障,同時保證低延遲、高速度和更高的效率。Zigbee和藍牙是兩種流行的協議。
圖3:網狀網絡連接為智能照明控制系統提供了激動人心的發展潛力
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原文標題:原創深度:智能互聯照明和物聯網(一)
文章出處:【微信號:Mouser-Community,微信公眾號:貿澤電子設計圈】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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