智能LED照明网络：智能建筑中集成智能照明

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今天的LED照明不仅仅是照亮暗处的空间。在连接的智能网络中结合低电压基于IP的基础设施，LED照明成为强大的系统网络的一部分，可以协同工作来收集，分析，管理，控制和响应设定目标和实时传感器反馈。所产生的“智能建筑”的运营绩效更为全面，因为它可以动态地应对运营问题，从而提高效率并节省电力和成本。
集成智能照明如何与其他系统配合使用？需要什么技术来整合系统并最大化利益？本文探讨了连接的智能照明，并讨论了基础设施技术。
智能LED照明网络 连接智能LED网络的基本前提是将照明控制从集中式和相对通用的方式转移到建筑空间的大部分区域，并将其转变为根据建筑物内较小部分的特定需求量身定制的解决方案。此外，由于照明是智能网络的一部分，所以照明与网络上的其他组件集成并可以响应。这在商业办公楼，保健设施，仓库，制造和工业设施以及类似的大型或多用途空间尤其有价值，其中一次性全面的方法无效或低效。
想象一下，通过自动加热，通风和空调（HVAC）控制的建筑物。HVAC监控和调节温度，使周围环境适合人体舒适和机器性能，以及最佳的效率和成本。连接的智能LED照明网络将允许照明被同步到这些相同的目标集合中。这将积极地将照明响应与环境气候控制相结合 因此，连接的智能照明网络增加了网络用户调整光线的能力，以提高人的生产力，积极的心情，集中和幸福感。
LED照明和PoE 智能LED照明网络的关键技术是上网电力（PoE），将物联网（IoT）资产的低压布线和设备带入LED灯具。PoE由于基于IP的基础设施平台的成功而简单易用。通过使用PoE作为LED照明电源和控制系统的动脉，将照明作为物联网资产并入建筑物。除了在单层基础设施上提供电力和数据的巨大优势，PoE也比铜缆成本低。正如图1所示，PoE系统架构包括以下设备，在接下来的部分中讨论：

PoE网关

LED灯具

LED灯

LED智能驱动

LED电缆线束

传感器

无线开关和调光器

图1： PoE系统架构包括网关，灯具，灯，驱动器，电缆线束，传感器，无线开关和调光器。（来源：MolexTranscend®网络连接照明）
PoE网关 虽然计算机和网络接口控制PoE网络的管理层，但是任何集成的LED照明系统的启动都极大地依赖于设备层和用于制作网络的系统组件的级别。PoE网关是系统核心的设备。这些网关连接，控制和供电操作LED的灯具灯具。它们能够控制LED照明功能，包括调光，色彩调节和传感器报告。这些网关能够提供高达60W的功能。在需要更多瓦数的情况下，如高空照明，仍然需要交流线路电压（120V AC -277V AC），其中可通过无线线路电压继电器控制设备。
在知识产权行业，源自高级电信计算架构（ATCA或AdvancedTCA）的标准呼出了48V DC。由于这个标准，提供配置为以下配置之一的POE网关是很自然的：

不受监管的48V DC

恒定电压24V DC / 48V DC

恒流

也可以使用符合IEEE802标准的无线PoE网关。它们以标准频率（902MHz，北美; 868MHz，欧洲）运行。通常它们的有效范围约为15m。它们使安全的双向通信能够控制多个无线设备的状态，而无需设计人员考虑与其他设备发生干扰的原因。
LED灯具 LED灯具本身是系统的关键和有用的组件。其核心在于，灯具依赖于特定照明LED本身的选择。在没有智能连接和联网的LED照明系统中，所用的LED代替传统的灯。LED相对于白炽灯或荧光灯的固有优越的技术效率提供了效率优势。然而，连接的智能照明系统将整个系统棘轮一级。他们采取和添加PoE网关，照明控制传感器和先进的网络管理软件系统，以提供一个总体环境，为系统增加重要的反馈和控制。这种增强使得光源本身以人为本，能够基于数据，分析，
LED灯 LED制造商通过提高其功效（lm / W）并降低每个流明的成本（$ / lm）来不断改进LED。LED制造商为灯具制造商提供优质产品的例子比比皆是：

照明LED领导者Cree创造了XLAMP XHP70.2极限大功率LED，通过高流明密度，可靠性和色彩一致性，降低了系统成本。在7.0mm x 7.0mm封装中改善流明密度，电压特性，可靠性和光学性能。

Lumileds开发了LUXEON MX LED模块，该模块是高功率，多模发射器，可为高湾和户外应用提供经济高效的高可靠性灯具。它在12V DC配置中具有高达150lm / W的功效，可在85°C时产生高达1200流明。

欧司朗光电半导体公司生产DURIS E 2835 LED，它将良好的效能和宽视角结合在紧凑型2.8mm x 3.5mm塑料引线芯片载体（PLCC）封装中。这些表面贴装LED可用于2700K至6500K的相关色温（CCT）。

其他有用的产品包括：

浪涌保护器：Littelfuse制造了PLED6N开放式LED保护器，当LED串中的LED作为开路故障时，该保护器提供开关电子分流路径。其低高度轮廓（1.1mm）使其与1W额定LED兼容，标称350mA电流为3V DC（1W）。

连接器：Molex通过Molex Lite-Trap TM和Mini Lite-Trap TM SMT线对板连接器系统，按钮类型，带来连接器创新。这些提供高达2.65mm的外形高度，易于拆线，低导线插入和针对薄型LED照明模块应用的高线保持力。其超薄型材防止LED照明应用中的阴影。

LED驱动器： 德州仪器制造TPS92515 / TPS92515-Q1 2A LED驱动器，提供集成低电阻N沟道MOSFET的紧凑型单片开关稳压器。适用于高效率，高带宽，PWM和/或模拟调光很重要的高亮度LED照明应用。英飞凌是MOSFET的全球领导者。此外，英飞凌提供的CoolMOS ® CE由此其优异的效率，易于使用，并且在一个有吸引力的成本的EMI性能使该系列的选择的产品，用于LED驱动器或LED管。它们可以应用于降压，反激，PFC和LLC拓扑。

智能LED驱动器 智能LED驱动器为LED发动机提供适当的电源和调节信号。在从PoE网关接收到控制数据和电源后，LED驱动器可以根据从连接的网络发出的协调的设计，控制和管理系统来响应信息和驱动任务。目前，它们可用于单通道或双通道配置，可在12V DC -42V DC输出电压和45W的最大输出功率下以恒定电流驱动LED照明灯具。它们可以以菊花链方式连接在一起，从而可以从单个PoE网关驱动多达八个设备。
LED电缆线束 LED电缆线束尚未成为连接智能LED驱动器的手段，以便提供控制LED照明灯具，传感器和执行器所需的低压配电和数据通信。在这些LED电缆线束成为行业标准之前，设计和制作的绝佳方法是使用Molex为此应用提供的出色解决方案：他们的新型Micro-Fit 3.0互连系统（图2）。该系统旨在满足高接触密度信号或电源连接器的需要。它们采用小型3.00mm（0.118“）的间距制造，但它们保留了大型电源连接器上的许多功能，可承载5.0A的电流。这些连接器的可靠性，耐用性和易用性得到了证实。