智能传感

传感器如何为智能照明体系创造更多必要

2025China.cn   >2019年05月17日

  传感器如何为智能照明体系创造更多需要

  统统都变“聪慧”了。分外是与物联网(Internet of Things,IoT)相干的事物,其弘大的市场睁开潜力早已被预言。网络的全新可能及由此而来的庞大数据,供给了有数的产品愿景。举例来说,早餐时,厨房设备会准备新鲜的咖啡和热面包;洗衣时,洗衣机遇在赤色袜子将统统白色衣服染成粉赤色之前主动停止洗衣;别的另有可以或许或许主动顺应环境的照明体系—不管是在家里、购物中央或街上。

  跟着发光二极管(LED)的导入,思虑和设计过程有了翻天覆地的睁开。为了能应用更有用的节制体系,咱咱咱们必需学习电子学的新知识,必要产出新设计和新功效。利用聪慧办法发挥光的用途,其间的可能性几乎是无穷无尽。

  例如,灯具是抱负的传感器节点。每个房间都有灯,而些灯具通常是位于中央地位。透过传感器添加更多的聪慧是件容易的工作,如光线品格、温度、湿度、空气品格或存在等。这些数据可颠末中央收集并传送至室内的其余网络设备,而只要在收集到正确的数据时,体系才会做出相对应的反应。

  正确的组合是非常重要的:如何在实体世界和数字世界之间树立桥梁?将传感器放进灯具里又有哪些请求?

  资料收集及“智能”用途:创造意识

  检查多数修建物的基本构成元素,包含墙壁、门、窗户、家具或聚会地区、空调或通风体系和照明设备等,鉴于电气网络散布及每个房间都有灯具的事实,灯具的确切是理所当然的“热门”。为什么?因为灯具具有所需的统统:电力、房间的中央地位,和人。

  到底要侦测什么?这是制作商的考虑,他咱咱们得应用独特知识来制订出售战略,而这战略不能很快地被复制。

  空气品德和湿度是可以或许或许被加入修建主动化的抱负参数,如斯能节省能源并增进体系的效力。不过,主动的照明节制也能确保员工在全体工作日充斥活气及弹性,让员工不停对峙斗志。针对能源之星及其余国际模范的很多尺度,智能型传感器及节制概念已越来越重要。

  当然,采纳传感器技术将增长灯具的物料(BOM)本钱。然而,咱咱咱们在这里应该要问的是:“这可以或许或许创造什么样的附加价值?”、“哪些特机可以或许或许开拓新市场?”检测空气中的挥发性无机化合物(Volatile Organic Compound,VOC)、火警侦测的预警体系,或是人本照明(Human-centric lighting,HCL)的完备光谱?手持装配没Ф硬件的抱怨较少,但是却 会因为装配挥写感器,导致应用程序无法开启新的可能性而觉得不满。

  侦测:收集数据

  要将聪慧带进设备中,正确的传感器是重要因素。移动引发反应-收集数据让用户能以特定的办法做出反应。奥地利微电子(AMS)供给直觉式的解决计划:Smart Light Manager和Smart Light Director。借助此一传感器解决计划,不只能侦测光线,而且能单独地对色温和亮度差异间接做出反应。同时,该体系还能被做为传感器桥接接口,进而衔接更多的传感器。

  图1 灯具中的传感器技术做为物联网的中枢组件。

 

  例如上述提到的温度测量、存在测量、湿度测量、空气品格测量(VOC)或气压测量等选项。此数据可被用于光线品格或房间自己:基于传感器测量数值的主动亮度节制,能在窗口有足够阳光透进来时将灯调暗,或许可以或许主动测可虏⒓以节制,以实现主动式的日光节制。其余传感器数据则被传送衔接的设备,并被用于修建物主动化:空气品格数据可以或许传送至通风体系,以实现主动节制选项。

  图2 Smart Light Manager AS7211用于光源侦测节制和调剂的整合型传感器;Smart Light Director AS7225的微节制器则具有间接I2C输入。

 

  包含I2C接口或UART衔接等在内的工的7犊杉蚧接和扩大体系。UART还能采纳RS-485网络接头做为数据通讯接口,如斯能非常疾速地应用。这就供给了一个简略的解决计划,此中还包含卖力收集和处理数据的节制中央,还苁俏尴或是有线。

  主动式节制:利用数据

  传统照明产业较喜欢模范产品,因为能抉择开箱即用,也能组装成设计产品,拥有设计、输入和效能方面的专业知识(know how)就已足够。然而,跟着物联网导入固定设备的必要赓续睁开,工程师越来越必要问自己这些成就:在不太了解色度测量、节制技术甚至光学方面技术的环境下,有哪些组件可以或许或许轻松实现偏向?必要多少专业知识能力促成物联网项目?和产品蕴含了多少知识?

  智能和整合型传感器解决计划可实现此任务,像是相干色温(Correlated Color Temperature,CCT)节制、色彩节制、亮度办理等。举例而言,可以或许在几个灯具之间建置静态日光节制体系,或许是根据来自窗口的入射光来调剂亮度(Lux)。人本照明或是节能项目能疾速履行。别的,这些解决计划能供给弹性,让具有创造性思维的开拓职员可以或许随心应用自己的知识,想要发挥自己的调光专长并利用实际的传感器数据?统统都没成就。

  有一种办法是借助奥地利微电子Smart Lighting Manager的整合型脉冲宽度调变(PWM)输入0~10V,间接影响输入值。若想要更“聪慧”也行,可以或许或许透过校准的反馈回路来主动履行调光或调剂。房间里的统统灯具都要运行5,000K?没有成就,整合型传感器能检测电流值并停止静态调剂。不管是否应用分歧供货商的LED,还是发生LED色彩输入跟着光阴老化的现象,只要暖白色和冷白色组合中的LED仍然可以或许或许到达这个温度,传感器就能供给相对应的CCT调剂。

  但是,如果已采纳了自己的微节制器,而且想自己利用这些知识,那又该怎么做?如果是如许,则奥地利微电子的Smart Light Director便是产品首选。此解决计划能利用间接I2C接口将相对应纳戎导浣铀偷降ザ的节制器。制作商可自行采纳静态节制,例如Dali等。

  图3 疾速并简略地组合传感器和照明。

 

  网络:数据的智能处理。

  照明市场的战争有一个众所周知的重点:价钱压力。有越来越多的低本钱供货商将新解决计划带进市场,但他咱咱们而不太关怀品格请求。不过,具有智能的连网体系不只能创造独特的功效,还可以或许或许透过偏向性知识和同伴来开启新市场,而且推动持续睁开。

  采纳开箱即用的网络概念,可以或许或许将“本地端”的侦测和节制功效间接传送至云端,因此可以或许或许间接解决灯具联网的成就。图4显示透过整合的UART接口接口,透过蓝牙低功耗(BLE)、Wi-Fi或ZigBee,就可以或许或许疾速衔接至一样平常的输入设备。简略的AT指令有利于装配之间的通讯,并确保应用模范化代码就能在很短的光阴内树立连结,此中包含蓝牙(BLE/Smart)、Wi-Fi和ZigBee等典型无线组件及有线以太网络的复杂堆栈和协定。

  图4 传感器技术成为实体空间与数字世界(云端)之间的桥梁。

 

  参考代码可用于简化照明和网络之间的复杂通讯。透过UART接口,还可应用数字可寻址调光接口(digital addressable lighting interface,DALI)或经典的RS-485。参考设计还显示应用基于Android移动装配或iPhone,就可以或许或许疾速解决Set_Lux_Target、Read_Lux_Level或Set_Luminaire_Output_Level等典型指令。即使是图形用户接口(GUI)的实现也是非常疾速和容易的。

  因此,在很短的光阴内就能树立实体空间及数字世界的桥梁—也便是物联网照明解决计划。应用智能照明整合套件——智能光整合套件(Smart Light Integration Kit,SLIK)就可以或许在24小时内树立原型。

  总结

  一旦“开箱即用”的新设法主意遭到瞩目,未来的照明设计师就可以或许或许在价钱、效能和功效之间停止抉择。然而,成就在于如何能在竞争中锋芒毕露?具有数字附加价值的云端解决计划有助于解决这个成,应用者自己就能看出这些新获得的数据该如何被主动应用。习惯改变了,新的应用程序(App)出现或客户需要赓续变更,只要那些可以或许或许积极应对此改变的人,才得以拥有真正的客户优势。

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