智能LED照明关键设计元素，您都掌握了么（二）

通信

　　下面，我们讨论LED的智能通信。耳朵和喉咙是接下来实现LED照明智能化的最重要功能。通过将照明灯简单组网，即可通过网络控制灯的开、关，或者调光，这种操作将降低能耗。通信也为断电、维护和应急提供快速反馈，该信息将节省总体系统维护成本。无线和有线通信能够在不同环境下很好地工作，取决于网络规模和拓扑。无线比较适合于小型室内以及大型室外应用，后者需要具有连续视线、可用的频带以及裕量足够的传输功率。电力线通信（PLC）利用现有电力线实现通信。PLC非常适合于大型市政类照明装置、隧道、室内停车场等由于物理位置或建筑墙壁的原因而无法使用自然光的环境。所有通信引用中，可靠性是关键所在。如果通信发生故障，系统就毫无益处。

　　无线应用中，信号传输方式可能是Wi-Fi、ZigBee或其它往往属于，但不仅限于工业、科学和医疗（ISM）射频的标准协议。限制功耗提供了网络灵活性，如果端点使用电池时则至关重要。图2所示是一种独特的应用，其中照明灯开关上配备有能量收集射频（RF）收发器。系统收集用于拨动开关的能量，产生可使用的直流电压，支持照明灯具的无线电通信（《1GHz RF）。只要信号能够覆盖光源，该开关可置于房间内的任何地方。无需连接照明开关，室内设计更灵活，照明控制更可靠。

　　图2：楼宇自动化应用，其中的照明开关具有一个无需接线的能量收集射频收发器，用以控制LED照明。

　　PLC照明控制方法利用现有的供电线路，不失为高性价选择。由于通过维护很好的现有供电线路实现通信，PLC避免了许多麻烦，例如共用通信频率、恶劣天气时的性能以及网络维护。范围、速度和可靠性是设计PLC的关键。

　　电力线的噪声极大，影响系统通信的可靠性。G3-PLC通信是一种基于OFDM的新型PLC标准，可实现电力线的可靠通信。该标准支持高达300kbps的速度、网状组网以及高噪声环境下的可靠模式非常适合LED控制网络。基于OFDM、PLC控制的照明网络类似于现有的G3-PLC。

　　图3所示为Nyx Hemera Technologies公司用于隧道照明的PLC装置4，该系统已经节约了25%的电能，维护成本降低30%。该大型设施系统支持最多1022盏照明灯，通信距离长达3km。

　　图3：采用PLC的市政路灯网络示例。

　　电能测量

　　智能LED灯还需要具备电量计算能力。从智能电表到电压控制器再到电动汽车充电器，每个智能电网装置都具有电能测量功能，实时为电力公司和用户提供准确的用电信息。发回耗电量的大多数照明装置提供关于建筑及市政照明环境的详细信息，可确保电力公司的收费与耗电严格一致。通过调光或在不使用时关闭照明灯，及时、准确地响应用户需求。此外，特定照明灯的耗电波动说明需要进行系统维修、维护或更换。毫无疑问，许多照明灯处于难以触及的区域，优化维护可节省费用。为生成智能电网中的有用数据，电能测量设计必须在较宽的电流范围保持高精度测量。不仅如此，限制或消除校准时间也会降低总体系统成本。图4所示为一种灵活的LED照明参考设计，具有电能测量功能。5电能测量芯片也提供系统调光和DALI接口。

　　目前许多城市安装了非智能LED照明灯，这为改善LED照明设施性能的集成模块提供了巨大的商机。为实现可升级，这些系统需要连接到智能照明系统。如果LED的成本和容量一定，简单更换相对较新和效率较高的LED，性价比较低。简单接口，例如DALI，允许将来增加ALS、通信和电能测量功能。

　　图4：完整的智能LED照明参考设计，具有电能测量、环境光检测和通信功能。

　　最后的胜者

　　这对我们意味着什么？消费者从观念上对LED照明的认可和转换是一个长期过程。显而易见，LED照明具有改变照明方式以及节省巨大电能的潜力。增加“智能” 照明的关键元素——ALS、通信和电能测量——将使LED更加强大，更具吸引力。智能化LED提供的测量数据能够进一步降低照明系统的能耗，降低运营和维护成本。增加智能化设计，LED将充分发挥潜力，在已经如火如荼的竞赛中击败传统照明。