電子設(shè)備是如今市場上推出的幾乎每個(gè)光源或燈具的組成部分。電源管理、開關(guān)和調(diào)光控制、混色、系統(tǒng)監(jiān)控以及用戶界面中都使用電子電路。電子鎮(zhèn)流器中也使用數(shù)字和模擬集成電路，這些鎮(zhèn)流器用于高強(qiáng)度放電燈、節(jié)能燈、LED照明、白熾燈調(diào)光器和控制設(shè)備。
為了巧妙地使用燈內(nèi)電子產(chǎn)品，使其能夠執(zhí)行除簡單開關(guān)切換之外的其它任務(wù)，需要用一個(gè)接口在各設(shè)備(如燈具和傳感器)之間進(jìn)行通信，并配置一個(gè)控制器。當(dāng)前正提倡使用不需專用布線的新接口，因此價(jià)格更低，更易于安裝。但是目前它們做好實(shí)施準(zhǔn)備了嗎?
為什么傳統(tǒng)照明接口已過時(shí)?
照明燈具調(diào)光控制實(shí)施中最容易的一種方式是采用傳統(tǒng)的0V至10V協(xié)議。這項(xiàng)簡單技術(shù)易于實(shí)施，但有其缺點(diǎn)。
首先，必須分別控制每個(gè)光源。在包含許多燈泡的系統(tǒng)中，這需要使用大量線纜。
其次，該協(xié)議只支持單向通信，且只支持調(diào)光-系統(tǒng)不能獲得燈泡相關(guān)信息。為解決這些不足，開發(fā)出了照明用數(shù)字網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：首先是DMX512A-RDM，其使用菊花鏈在一根總線上連接多達(dá)512個(gè)設(shè)備，且為雙向通信。同樣，數(shù)字式可尋址照明接口(DALI)支持最多64個(gè)設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)設(shè)備都有個(gè)別地址和組地址。廣播信息能控制場景或光源組。
DALI提供的數(shù)據(jù)速率為1200baud，而DMX512A提供的為250kbaud。然而DALI適用于建筑物(需要光源數(shù)字管理)中使用的照明系統(tǒng)，如現(xiàn)代化的辦公樓和酒店，或需要監(jiān)控功能的地方。DMX512A是專業(yè)照明環(huán)境的理想選擇。
但是DALI和DMX512A網(wǎng)絡(luò)都仍然需要將它們自己的布線基礎(chǔ)設(shè)施與電源隔開。這使照明設(shè)施成本顯著增加。在已經(jīng)布有電力線(電力線靠近照明設(shè)備布線)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上增加控制布線可能并不可行。
這樣就出現(xiàn)了推出不需任何其它布線的照明控制協(xié)議的熱切期待。
如何消除獨(dú)立控制布線?
傳統(tǒng)照明配線接口技術(shù)成熟，是針對其預(yù)期應(yīng)用的久經(jīng)考驗(yàn)的解決方案：調(diào)光、舞臺(tái)照明以及大型建筑中的照明管理。
但是它們的局限性使它們在有些環(huán)境中并不適用：
1.如前文中提及的已經(jīng)有電線但沒有控制布線的地方。
2.要求只通過一個(gè)控制點(diǎn)操作大量燈的地方。
3.需要以高數(shù)據(jù)速率進(jìn)行雙向通信的地方，例如從溫度傳感器或光線傳感器發(fā)送數(shù)據(jù)。
4.需要混色的地方
當(dāng)前看似可獲得商業(yè)支持的兩項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)提供答案：無線通信，采用無許可證的ISM頻率波段;電線通信，在現(xiàn)有主電源布線上實(shí)施。
但是照明業(yè)界真準(zhǔn)備采用該技術(shù)了嗎?無線照明網(wǎng)絡(luò)的特定操作要求如何?
無線照明控制
其必須：
1.支持長距離范圍內(nèi)的許多節(jié)點(diǎn)
2.運(yùn)行功率低，包括備用模式時(shí)的功率。使用的無線開關(guān)或傳感器未與主電源連接的系統(tǒng)尤其如此。
3.啟動(dòng)時(shí)快速連接設(shè)備
4.照明設(shè)備總成本基本不增加
兩種最有名的無線協(xié)議(Bluetooth和WiFi)都不符合這些要求。它們提供的節(jié)點(diǎn)范圍及數(shù)量有限，并且電流消耗過多。啟動(dòng)時(shí)需花很長時(shí)間連接設(shè)備。
幸運(yùn)的是，有多種可供選擇的其他RF(射頻)協(xié)議(ZigBee等)，每個(gè)都有自己的長處和不足。照明控制設(shè)備制造商肯定將能夠找到符合上述要求，并且將在預(yù)期應(yīng)用條件下運(yùn)行的一種協(xié)議。
基本上共有兩類應(yīng)用，每類都需要不同的工作條件：室外照明和室內(nèi)照明。對于像路燈之類的室外應(yīng)用，該協(xié)議必須在節(jié)點(diǎn)之間提供很長的距離，同時(shí)支持細(xì)長網(wǎng)絡(luò)。
室內(nèi)應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)彼此距離很近，它們之間的工作范圍不重要。但是無線電協(xié)議應(yīng)能夠形成一種樹狀或網(wǎng)狀拓?fù)?。從而允許對網(wǎng)絡(luò)的整個(gè)范圍進(jìn)行擴(kuò)充，而各個(gè)節(jié)點(diǎn)都有效地發(fā)揮中繼器的作用。
網(wǎng)狀拓?fù)涓鼜?fù)雜，它為信號提供多條通道，并與網(wǎng)狀協(xié)議中經(jīng)常出現(xiàn)的自修復(fù)功能協(xié)同工作，因而即使有些網(wǎng)點(diǎn)出現(xiàn)故障也能使網(wǎng)絡(luò)保持運(yùn)行狀態(tài)。而網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)管理相對復(fù)雜些，因而消耗的處理器資源更多;因此發(fā)現(xiàn)更簡單的樹狀拓?fù)渫ǔ８m合于照明控制網(wǎng)絡(luò)。
節(jié)點(diǎn)之間的范圍主要取決于發(fā)送功率、接收靈敏度、頻率和傳遞條件。所有其它條件都相同的情況下，頻率較低(《1GHz)的系統(tǒng)的范圍更大，穿透磚石和其他障礙的能力更強(qiáng)，但會(huì)消耗更多的電力。2.4GHz系統(tǒng)提供的優(yōu)點(diǎn)相反：尺寸更小、功耗更低、數(shù)據(jù)速率更高并且網(wǎng)絡(luò)管理速度更快。
共享電源布線
實(shí)施復(fù)雜照明控制網(wǎng)絡(luò)(無專用控制網(wǎng)絡(luò)布線)的另一種方法是采用電力線通信(PLC)，其可托管在電源布線上。公用事業(yè)公司已經(jīng)開創(chuàng)了PLC的使用，它提供一種在電網(wǎng)上訪問電表和其它器具的方法。但是PLC也可用于在建筑內(nèi)提供低數(shù)據(jù)速率通信，由此控制主電源上連接的燈具。
該技術(shù)的范圍取決于所用調(diào)制方案、線路阻抗和噪聲，但是極有可能當(dāng)節(jié)點(diǎn)之間距離太大、或者條件對于無線信號而言過于惡劣時(shí)才值得對PLC進(jìn)行評估(例如有金屬墻的建筑)。
照明業(yè)界采用PLC的最大障礙是沒有普遍接受的、用于照明控制或家庭自動(dòng)化的PLC規(guī)格。最流行的標(biāo)準(zhǔn)是KNX，它能將電力線以及其它介質(zhì)用于家庭和建筑自動(dòng)化功能;但局限于1.2kbits/s以下的數(shù)據(jù)速率。
或者，照明控制設(shè)備制造商可采用由PLC調(diào)制解調(diào)器和芯片系統(tǒng)(SoC)制造商開發(fā)的技術(shù)。例如，Yitran公司的IT700調(diào)制解調(diào)器采用高級DCSK調(diào)制，可提供速度高達(dá)7.5kbits/s的穩(wěn)定通信，另還為命令和控制應(yīng)用采用其Y-Net協(xié)議堆棧。
Microchip基于其dsPIC33F系列微控制器推出一種PLC軟調(diào)制解調(diào)器參考設(shè)計(jì)，可提供高達(dá)7.2kbits/s的數(shù)據(jù)速率。CypressSemiconductor也推出一系列PLC設(shè)備，它們都將Cypress的電力線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議堆棧集成在作為PHY的同一設(shè)備上。
結(jié)論
由于為了支持DALI及其它已確立的照明控制標(biāo)準(zhǔn)而安裝并行布線基礎(chǔ)設(shè)施需要很高成本，因此目前不需任何附加布線的備選方案進(jìn)入主流市場的時(shí)機(jī)已經(jīng)來臨。
對于創(chuàng)新型照明設(shè)備制造商而言，PLC仍然正處于開發(fā)階段時(shí)，是一次占據(jù)市場份額的機(jī)遇。相反，RF技術(shù)已經(jīng)在建筑自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)廣泛應(yīng)用，其提供的數(shù)據(jù)速率和網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)明顯足以滿足照明控制應(yīng)用的要求。
照明規(guī)格制定機(jī)構(gòu)寄望于實(shí)施更多控制應(yīng)用，以改進(jìn)用戶體驗(yàn)并降低能量消耗，這使制造商也從中受益，制造商們能讓終端用戶相信RF鏈接在完全安裝時(shí)將會(huì)非常穩(wěn)定。
