當今的LED照明不再僅限于照亮黑暗的空間。與互聯智能網絡中基于低壓IP的基礎設施相結合后，LED照明已成為強大系統網絡的一部分，這些系統協同收集、分析、管理、控制和響應設定的目標和實時傳感器反饋。由此形成的“智能建筑”在性能上更有優勢，它可以動態響應運行問題，大幅提高效率，并節省電力和成本。

集成的智能照明如何與其他系統配合工作？ 集成系統并實現收益最大化將需要哪些技術？ 本文將剖析互聯智能照明，并探討基礎設施技術。

智能LED照明網絡

互聯智能LED網絡的基本前提是，讓照明控制從大面積建筑空間內的集中化和相對統一布局，轉變為滿足建筑內各空間分區的特定需求。此外，由于照明并入了智能網絡，那么，照明就可以與網絡上的其他組件集成和聯動。這在商業辦公樓、醫療保健設施、倉庫、制造和工業設施以及類似的大型或多用途空間中尤其有價值，在這些地方，一刀切的方法是無效或低效的。

例如，一座具有自動供暖、新風和空調 (HVAC) 控制的建筑。HVAC監控并調節溫度，使環境適合人體舒適度和機器性能，并保證最佳效率和最低成本。互聯智能LED照明網絡將實現照明與上述各目標的統一， 形成照明與環境氣候控制聯動。因此，通過互聯智能照明網絡，網絡用戶能夠更好地調節光線，讓其更有益于提升人類生產力、積極情緒、注意力和幸福感。它可以通過調節光線，讓光線與人類自然生理周期同步，并根據透過外部窗戶的陽光量減少或增加所需的光線，發揮潛在優勢。

LED照明和PoE

智能LED照明網絡背后的關鍵技術是以太網供電 (PoE)，它帶來了將物聯網資產連接到LED燈具的低壓布線和設備。隨著基于IP的基礎設施平臺取得成功，PoE變得簡單易用。通過將PoE用作LED照明電源和控制系統的動脈，將照明作為IoT資產集成到建筑物中。除了在單層基礎設施上同時提供電源和數據的巨大優勢外，PoE還比銅纜便宜。LED照明網絡PoE系統架構包括以下設備，將在下一節中討論：

PoE網關

LED照明裝置

LED燈

LED智能驅動器

LED電纜線束

傳感器

無線開關和調光器

PoE網關

雖然計算機和網絡接口控制PoE網絡的管理層，但集成式LED照明系統的啟動在很大程度上取決于設備層和用于構建網絡的系統組件的級別。PoE網關是系統的核心設備。這些網關連接、控制和驅動LED照明裝置的亮度。它們可以控制LED照明功能，包括調光、顏色調節和傳感器報告。這些網關能夠提供高達60W的功率。需要更高功率時，例如高頂棚照明，仍然需要交流線路電壓 (120VAC–277VAC)，這時可以通過無線線路電壓繼電器來控制設備。

在IP行業，源自高級電信計算架構（ATCA或AdvancedTCA）的標準要求48VDC。為滿足該標準，自然就需要提供采用以下配置之一的POE網關：

非穩壓48VDC

恒壓24VDC/48VDC

恒定電流

也可以使用符合IEEE 802標準的無線PoE網關。它們以標準頻率工作（北美902MHz；歐洲868MHz）。其有效范圍通常約為15m。它們支持通過安全雙向通信來控制多個無線設備的狀態，設計人員無需擔心與其他設備發生干擾。

Silicon Labs是提供芯片、軟件和解決方案的知名供應商，致力于實現更智能、更互聯的世界。他們的技術屢獲殊榮，正不斷塑造物聯網的未來，助力樓宇和家庭自動化互聯。他們提供業界集成度超高的PoE設備， 其功能豐富的高效產品主要面向智能照明、IP攝像頭、無線接入點和IP電話等。

Silicon Labs Si3404以太網供電 (PoE) 設備是符合IEEE 802.3 1類標準的15W PoE用電設備 (PD) 接口和脈寬調制 (PWM) 開關穩壓器（圖1）。通過為設備集成、最低的總體BOM成本、效率和可靠性設定新的標準，Si3404使得設計人員能夠在以太網產品中添加PoE功能。包含在支持PoE的系統設計中時，Si3404將通過以太網銅線非屏蔽雙絞線 (UTP) 電纜提供的高壓（通常為±48V DC轉換為穩壓的低壓DC電源。此外，Si3404還將所有必需的IEEE 802.3檢測，分類和熱插拔接口與完整、高效的PWM開關穩壓器結合在一起。只需添加輸入二極管電橋，即可實現一流的集成面積比PoE PD解決方案。

PoE+技術可提供30W功率，支持更苛刻的應用任務。Silicon Labs的Si3406以太網供電加 (PoE+) 設備系列是建筑和家庭自動化環境中支持PoE+的物聯網產品的理想供電設備接口解決方案。Si3406穩壓器的開關頻率可通過簡單的外部電阻值調節，以幫助避免無用的諧波。集成的同步驅動器可以控制次級側場效應晶體管 (FET) 以提高功率轉換效率。該系列的電流模式控制開關穩壓器支持多種隔離和非隔離電源拓撲。集成的功率開關FET與穩壓器互補。這種靈活性以及Silicon Labs全面的PoE PD參考設計使開發人員可以更輕松地部署關鍵電源子系統。

LED照明裝置

LED照明裝置本身是系統的一個關鍵支持組件。從核心上講，照明依賴于特定照明LED本身的選擇。在未進行智能互聯和聯網的LED照明系統中，使用LED代替傳統燈具。相對于白熾燈或熒光燈，LED固有的卓越技術具有效率優勢。而互聯的智能照明系統讓整個系統的效率更上層樓。他們采用并添加PoE網關、照明控制傳感器和高級網絡管理軟件系統，以提供一個整體環境，為系統增加重要的反饋和控制。這種增強使燈具本身以人為中心，并能夠根據網絡用戶的數據、分析和決策標準進行控制。

LED燈/機械/電子/連接

LED制造商通過提高功效 (lm/W) 和降低每流明成本 ($/lm) 不斷改進LED。為燈具制造商提供優質產品的LED制造商的例子比比皆是。LED可以通過高流明密度、可靠性和顏色一致性來降低系統成本。流明密度、電壓特性，可靠性和光學性能一直在不斷提高。通常使用大功率、多晶粒發射器，為高架和戶外應用提供經濟高效，高可靠性的燈具。 這些配置中的LED可以提供高達150lm/W的功效。通常使用相關色溫 (CCT) 為2700K至6500K的LED。另外，在LED串中的LED出現開路故障時，電涌保護器可用來提供電子分流路徑。連接器可為薄型LED照明模塊應用提供輕松的電線拆除，較低的電線插入力和較高的電線保持力。

帶有單片開關穩壓器的LED驅動器可用于效率、高帶寬、脈寬調制和模擬調光非常重要的高亮度LED照明應用。驅動器以誘人的成本提供出色的效率、易用性和抗電磁干擾性能，對于各種互聯智能LED照明網絡來說都是理想的選擇。LED電纜線束尚未成為連接智能LED驅動器的標準電線，用以提供控制LED照明設備、傳感器和執行器所需的低壓配電和數據通信。人們應該設計和使用在可靠性、耐用性和易用性方面得到證明的連接器。

智能LED驅動器

智能LED驅動器為LED引擎提供適當的電源和穩壓信號。從PoE網關接收控制數據和電能后，LED驅動器可以根據來自所連網絡的協調設計、控制和管理系統來響應信息和驅動任務。目前，其具有單通道和雙通道兩種配置，能夠以12VDC-42VDC的輸出電壓和45W的最大輸出功率驅動恒流LED照明燈具。它們可以通過菊花鏈串接在一起，一個PoE網關最多可以驅動八個設備。

傳感器

傳感器是實現數字建筑的控制回路的必要組成部分。傳感器無線或有線均可，可以通過PoE網關部署和供電，或者集成到LED照明設備中。

無線環境光傳感器是這種布置中常用的設備。它們通過收集光和能量自我供電，因此具有很高的經濟效益和可靠性。其能夠測量可用的自然光水平，并向中央主機報告，使網絡能夠進行實時調整和決策。

在LED照明網絡中，常用的其他傳感器類型包括空氣質量、色溫、濕度、被動紅外 (PIR) 運動/存在、開/關、接近度、功率和溫度傳感器。

無線開關和調光器

自供電無線墻壁開關和調光器采用能量收集技術與PoE網關進行無線通信，方便對照明、溫度和各種電氣負載的控制。本地開關/調光墊采用自供電方式，不需要電池，只需簡單地按下搖桿就能產生足夠的能量向網關設備發送無線信號。

結論

智能和網絡化的LED照明系統正在形成新的方式，將LED照明應用于智能建筑和信息技術領域。這些照明系統需要多種技術，包括網關、燈具、光、智能驅動器、電纜線束、傳感器、無線開關和調光器。未來無限光明，系統級智能與我們的工作環境完美融合，打造未來的智能建筑。

審核編輯：郭婷