【導讀】智能住宅、辦(ban)公(gong)室(shi)和(he)工(gong)廠(chang)的(de)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)正(zheng)在(zai)不(bu)斷(duan)尋(xun)求(qiu)新(xin)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)提(ti)高(gao)用(yong)於(yu)提(ti)供(gong)和(he)管(guan)理(li)建(jian)築(zhu)設(she)施(shi)的(de)係(xi)統(tong)能(neng)效(xiao)。在(zai)過(guo)去(qu)
，數(shu)據(ju)和(he)電(dian)力(li)網(wang)絡(luo)是(shi)分(fen)開(kai)安(an)裝(zhuang)的(de)，目(mu)的(de)是(shi)為(wei)了(le)各(ge)自(zi)執(zhi)行(xing)明(ming)顯(xian)不(bu)同(tong)的(de)功(gong)能(neng)，但(dan)這(zhe)需(xu)要(yao)在(zai)建(jian)築(zhu)結(jie)構(gou)內(nei)安(an)裝(zhuang)兩(liang)種(zhong)完(wan)全(quan)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)纜(lan)類(lei)型(xing)。現(xian)在(zai)
，以(yi)太(tai)網(wang)供(gong)電(dian)(PoE)的發展提供了一種方法
，讓一些設備(如攝像頭、電話、無線路由器)從其數據電纜中獲取電力
，以減少對交流電力電纜的需求。照明作為PoE的一個潛在應用領域，正獲得越來越多的關注。

在zai這zhe篇pian文wen章zhang中zhong，我wo們men探tan究jiu互hu聯lian照zhao明ming係xi統tong在zai智zhi能neng建jian築zhu係xi統tong的de部bu署shu和he管guan理li中zhong可ke以yi發fa揮hui的de作zuo用yong，並bing考kao慮lv照zhao明ming和he建jian築zhu自zi動dong化hua之zhi間jian的de潛qian在zai關guan係xi。我wo們men還hai介jie紹shao設she計ji的de標biao準zhun方fang法fa
，並bing闡chan釋shi了le如ru何he實shi現xian互hu聯lian照zhao明ming係xi統tong的de新xin應ying用yong，和he大da大da簡jian化hua設she計ji。

圖1：智能照明在建築自動化中起著關鍵作用

互聯照明和建築自動化

在建築物內，無論是住宅、辦公樓還是工廠，照明都無處不在。近來，低能效的白熾燈和鹵素燈已基本被低功耗、更高效的LED 取代。但照明的供電方式並沒有明顯的改變，電源線仍被鋪設到要安裝燈具的地方。

由於LED需要直流電，燈具必須含一個AC-DC變壓器，可能還有一個DC-DC 轉換器，為 LED 提供所需的電壓水平


，並最終控製電流。這種方法雖然提供了一個有效的照明方案，但燈具隻負責單一的功能——照明，完全忽略了它們承載著智能建築一係列其他功能。

第一步，利用燈具的普遍性，提供數字聯接。將單個燈具數字化，然後將它們互聯成一個統一的係統，作為在整個建築內托管物聯網(IoT)應用的骨幹。在一個互聯照明係統中，每個燈具都有個獨一無二的IP地址
，可以通過建築物的數據網絡進行雙向數據通信。互聯照明顯然是在房屋、辦公室和工廠中傳輸IoT數據的備選方案，因為電力和數據通信網絡已經到位。這種方法將介許聯網的燈具承載無數應用的其他傳感器功能。

互聯照明係統整合不司類型的智能傳感器(溫度

、濕度
、接近度、空氣質量等)。可(ke)用(yong)來(lai)同(tong)時(shi)捕(bu)獲(huo)建(jian)築(zhu)物(wu)內(nei)各(ge)房(fang)間(jian)的(de)人(ren)員(yuan)占(zhan)用(yong)情(qing)況(kuang)和(he)其(qi)他(ta)環(huan)境(jing)指(zhi)標(biao)的(de)數(shu)據(ju)，這(zhe)些(xie)數(shu)據(ju)將(jiang)作(zuo)為(wei)智(zhi)能(neng)建(jian)築(zhu)自(zi)動(dong)化(hua)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)操(cao)作(zuo)輸(shu)入(ru)。這(zhe)些(xie)信(xin)息(xi)可(ke)用(yong)幹(gan)協(xie)助(zhu)空(kong)間(jian)優(you)化(hua)
、提高運營效率。並有助於最大化建築環境對住戶的舒適度。該係統所收集的關於住戶行為的信息也可用於能源管理。

實施互聯照明係統

為燈具提供數字聯接的一種方法是集成一個Wi-FiTM無線電。然而
，由於無線射頻(RF)xinhaoshoudaobutongchengdudeshuaijian
，zhequjuegantamendeweizhihetamenyuzuijindejierudianzhijiandejianzhucailiaoleixing，zhekenengduishujutongxindesuduhekekaoxingchanshengbuliyingxiang。

一個更好的方法是為每個燈具提供一個以太網接口，但這需要將Cat5/6雙絞線布線到每個燈具的位置，從而導致布線量增加一倍(假設已計劃了主線布線)
，並增加相關的成本和安裝工作量。

理想的情況是，互聯照明方案應該隻需要一根電纜，既能傳輸電力(用於LED攝像頭和智能傳感器)，又能將相同設備的數據雙向傳輸到遠程控製器。這將有一個很大的好處，那就是不需要為每個燈具鋪設單獨的電源線。PoE能傳輸直流電壓為設備供電
，和以實施的以太網標準的速度傳輸數據，非常適用於此用途。

全整合的方案

目前
，PoE聯接的燈具使用一個單獨的LED光源驅動IC和一個PoE接口IC，通過以太網提供電源。安森美(onsemi)的NCL31010將這兩個器件集成到單個封裝中，可作為完全聯接和管理的照明係統的基礎。

圖2：安森美的NCL31010 Po接口LED驅動器

該器件符合PoE標準(能夠提供超過90瓦的係統功率)，並通過了IEEE802.3bt/at/af標準認證。其降壓LED驅動器的能效為97%，支持高帶寬高線性模擬和PWM 調光(低至零電流)
，采用擴頻技術

，有助於降低傳導和輻射EMI。兩個輔助DC-DC轉換器也可用於為微控製器和額外的外圍器件如傳感器供電。該器件還包括高精度計量和診斷功能，以測量輸入和輸出電流和電壓
、LED或係統溫度、DC-DC電壓和電流。

該器件的一個應用是低數據速率的可見光通信(VLC)。在這種應用中，數字數據被調製到燈具發出的LED光上，使其能夠被用作室內定位係統的定位信標(例如YellowDotTM)，而VLC中的調製數據是人眼察覺不到的。

麵向未來的照明

基於PoE的互聯照明為所有類型的未來智能建築提供最靈活和高效的照明方案
，LED 燈具通過數據網絡控製，並通過數據電纜供電。智能建築把傳感器、智zhi能neng燈deng具ju和he智zhi能neng控kong製zhi係xi統tong組zu合he起qi來lai，將jiang提ti供gong傳chuan統tong照zhao明ming方fang案an不bu能neng達da到dao的de舒shu適shi度du和he能neng效xiao水shui平ping。從cong事shi智zhi能neng建jian築zhu係xi統tong管guan理li的de建jian築zhu開kai發fa公gong司si和he運yun營ying商shang也ye將jiang從cong中zhong受shou益yi，因yin為wei在zai施shi工gong階jie段duan和he建jian築zhu完wan全quan入ru住zhu運yun行xing後hou，成cheng本ben大da幅fu降jiang低di。

來源：Onsemi

作者：Mike Sandyck  

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