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连接智能LED照明网络:智能建筑集成智能照明

轩智传媒 2018-12-06 16:32:16

目前,LED灯除了照明,还有更多用处。当与连接智能网络低电压基于IP的基础设施结合后,LED照明将成为强大系统网络的一部分,可协同工作以收集、分析、管理、控制及响应设定的目标和实时传感器反馈。由此产生的“智能建筑”在操作性能上更全面,因为它可以动态地响应操作问题,从而提高效率,同时节约电能和成本。


集成智能照明如何与其他系统协同工作?需要什么技术来整合系统及使效益最大化?本文将就连接智能照明及基础设施技术进行深入探讨。


智能LED照明网络


连接智能LED网络的基本前提是,照明控制从一个集中且相对普遍的穿过大部分建筑空间的方式,转移到另一个解决方案,这个方案则针对建筑物内较小的有特定需求的部分。更重要的是,因为照明是智能网络的一部分,其集成(且可以响应)网络上的其他组件。这一点尤其适用商业办公大楼、医疗设施、仓库、制造和工业设施以及类似的大型或多用途空间,在这些空间中,一体适用的方法行不通或效率低下。


请设想使用自动加热、通风和空调控制(HVAC)的建筑。HVAC可以监测和调整温度,使环境符合人体的舒适度和机器的性能,以及满足最佳的效率和成本。连接智能LED照明网络将允许光照与这些相同的目标同步。这伴随着光照对环境温度控制的响应。因此,连接智能照明网络将使网络用户通过调整光照来提高生产力、积极情绪、专注意识和幸福感。它还具有潜在的优势,可以同步人类生理周期来调节光照,并根据窗外的日光照射量来增强或降低所需的光照。

 

LED照明与PoE


智能LED照明网络的关键技术是互联网供电(PoE),其低电压的电缆和设备将物联网(IoT)与LED设备连接起来。PoE之所以简单易行,是因为基于IP的基础设施平台大获成功。通过使用PoE作为LED照明供电和控制系统的主干,照明被并入建筑物中,作为物联网资产。除了给单层基础设施供电及提供数据这一巨大优势之外,PoE的成本也比铜电缆低。如图1所示,PoE系统架构包括以下设备,在下一节中我们进行讨论:

  ·PoE网关

  ·LED照明器具

  ·LED灯

  ·LED智能驱动程序

  ·LED电缆束

  ·传感器

  ·无线开关和调光器


  图1:PoE系统架构包括网关、装置、灯、驱动程序、缆绳、传感器、无线开关和调光器。(来源:MolexTranscend网络连接照明)

  

PoE网关


当计算机和网络接口控制PoE网络的管理层时,任何集成LED照明系统的启动很大程度上依赖设备层和用于制造网络的系统组件层。PoE网关是系统核心的设备。这些网关可以连接、控制及给照明器具供电。它们能够控制LED照明功能,包括调暗、调色和传感器报告。这些网关传输性能高达60W。若需要功率更高,如天井灯,则需要AC线路电压(120VAC–277VAC),而这里设备可以由无线线路电压继电器控制。


在IP行业,先进电信运算结构(ATCA或AdvancedTCA)的标准是48VDC。由于这个标准,很自然地为POE网关进行了以下配置:

  ·未约束的48VDC

  ·恒定电压24VDC/48VDC

  ·恒定电流


也可以使用符合IEEE802标准的无线PoE网关。它们在标准频率上运行(北美是902MHz,欧洲是868MHz)。一般来说,有效范围是15m左右。它们允许安全的双向通信用于多个无线设备的控制状态,而设计人员无需关注其它设备的干扰。


LED照明器具


LED照明器具本身是系统关键的支持组件。器具依赖特定LED照明的选择。在没有智能连接和联网的LED照明系统中,LED是传统照明的替代。相对于白炽灯或荧光灯,LED固有的优越性能展示了效率优势。然而,连接智能照明系统提升了整个系统的层次。它们采用并添加了PoE网关、照明控制传感器和先进的网络管理软件系统,为系统提供了大量的反馈和控制。这种强化使照明本身以人为中心,并且能够根据网络用户的数据、分析和决策标准进行控制。


LED灯


LED制造商不断提升功效(lm/W),并减少每流明($/lm)的成本。LED制造商为照明器具供应商提供卓越产品的案例有很多:



Cree是照明LED的行业领导者,创造了XLAMPXHP70.2超高功率LED,其通过高流明密度、可靠度和颜色一致性来实现低系统成本。它在一个7.0mmx7.0mm的封装内,对流明密度、电压特性、可靠性和光学性能进行了改进。


Lumileds研发了一款高功率、多模发射器的LUXEONMXLED模块,使天井灯及其它户外应用程序更具成本效益且性能更可靠。其在12VDC配置内功效高达150lm/W,可以以85°C产生1200流明。