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LED照明的基本數(shù)字特性大大增強了可控性，可用于實現(xiàn)各種各樣的照明效果，從調(diào)光和顏色變化到占用行為。照明已經(jīng)變得智能且響應(yīng)迅速，但是當與新興的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）結(jié)合使用時，如果實施更多的傳感器，則可以支持更強大的功能。例如，配備攝像頭，接近傳感器或空氣質(zhì)量傳感器的路燈可以幫助管理智能城市。嵌入家用燈具的傳感器可以加強危險檢測或緊急呼叫。
現(xiàn)在需要解決的問題是如何將新一代的智能燈引入到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中。物聯(lián)網(wǎng)是一個快速發(fā)展的領(lǐng)域，但今天適合新LED照明的業(yè)主希望在升級之前長時間運行燈光，以便最大限度地提高投資回報。對于具有多功能和可升級傳感器接口的新型智能照明來說，時間可能恰到好處，隨時可以利用云計算的發(fā)展步伐為用戶帶來更大的價值。
照明和物聯(lián)網(wǎng)
智能照明廣泛地被理解為涵蓋燈的響應(yīng)的自動化，諸如調(diào)光或開/關(guān)控制，以增強用戶的舒適度并節(jié)省能量。可以使用環(huán)境光線傳感器（ALS）來檢測可用的自然光量，從而可以相應(yīng)地調(diào)整燈的輸出。它必須位于燈附近，以提供有關(guān)環(huán)境條件的相關(guān)指示，但也應(yīng)盡量減少對燈本身的照射，以防止虛假調(diào)光和增亮。
美信集成已經(jīng)顯示了如何將ALS喜歡的設(shè)計MAX44009到室外燈具，如在圖1所示的系統(tǒng)是基于Microchip的 PIC18LF4520微控制器。MCU與傳感器之間的直接雙線連接使硬件相對簡單。參考設(shè)計將ALS安裝在獨立的PCB上，以實現(xiàn)最佳的傳感器定位。
圖1：集成ALS來創(chuàng)建智能照明燈具。
如圖2的流程圖所示，智能照明控制器軟件測量環(huán)境光線，跟蹤時間，并允許通過簡單的用戶界面對Lux閾值和早晚接通時間進行編程。這包括一個帶有兩個7段顯示器和指示燈的按鈕。Maxim應(yīng)用筆記AN5320中提供了十六進制格式的控制器軟件。
圖2：ALS增強照明的軟件控制流程圖。
ALS對于監(jiān)測靠近它所管理的燈的環(huán)境光的強度是有價值的。另一方面，使用PIR傳感器進行占有率檢測可用于在辦公室，零售空間，工廠單位或家庭等區(qū)域打開或關(guān)閉相對較遠的燈。PIR傳感器可以直接連接到燈，類似于ALS傳感器。或者，傳感器陣列可以支持更先進的功能，例如當乘員走過時照亮走廊的分段，或者當工作人員進入以從特定位置檢索貨物時選擇性地照亮倉庫中的區(qū)域。
接近傳感器作為云連接的物聯(lián)網(wǎng)終端
德州儀器（TI）提出了一種實現(xiàn)PIR傳感器的方法，即將云端連接的物聯(lián)網(wǎng)端點發(fā)送到云端應(yīng)用。
TI的參考設(shè)計基于CC1310 SimpleLink™超低功耗低于1 GHz的無線微控制器。選擇用于調(diào)節(jié)模擬PIR傳感器信號的LPV802雙運算放大器和TLV3691雙比較器是為了最大限度降低總體功耗而設(shè)計的納米功率器件，使傳感器可以獨立于紐扣電池運行數(shù)年。TLV3691比較器作為一個窗口，區(qū)分運動和噪聲，并在檢測到運動時為CPU產(chǎn)生中斷。這使得MCU能夠在省電模式下工作，以延長電池壽命，并且僅在需要將消息發(fā)送回遠程主機時才被喚醒。圖3顯示了傳感器節(jié)點的功能框圖。
CC1310是一款支持各種無線協(xié)議的多標準設(shè)備，配備了wM-Bus和IEEE 802.15.4g協(xié)議棧。該參考設(shè)計使用基于IEEE 802.15.4協(xié)議棧的應(yīng)用來處理網(wǎng)關(guān)和傳感器節(jié)點之間的傳感算法和低于1 GHz的通信。
圖3：運動傳感器的TI參考設(shè)計，如云連接的IoT端點。
通過物聯(lián)網(wǎng)獲得更多智能照明
通過將傳感器連接到云端，可以以多種方式使用數(shù)據(jù)，而不僅僅是管理照明或其他服務(wù)，例如加熱或通風。它也可以用來監(jiān)視使用模式，例如識別活動大于或小于正常的區(qū)域或時間。先進的安全應(yīng)用也是可能的。鑒于PIR傳感器可以直接用于激活入侵者警報，云應(yīng)用程序可以協(xié)調(diào)更復(fù)雜的響應(yīng)，如向主要人員發(fā)送SMS警報，時間戳和記錄入侵，然后執(zhí)行受控鎖定。
與智能照明相關(guān)的數(shù)據(jù)的這種增強的使用可以支持各種各樣的照明場景。燈罩可以提供理想的位置來定位傳感器，因為它們通常安裝在正在進行活動的區(qū)域的上方，并且具有寬闊且無阻礙的視野。諸如CMOS相機之類的視覺傳感器也可以從燈的光線中獲益以捕獲高質(zhì)量的圖像。
傳感器豐富的照明可以在內(nèi)部或外部應(yīng)用。在智能城市中，路燈可以監(jiān)控交通流量和道路使用情況。云應(yīng)用程序可以提取有關(guān)道路工作效果，交通燈序列變化以及協(xié)調(diào)關(guān)閉路燈的有價值的信息，從而優(yōu)化節(jié)能而不影響公民的安全。路燈也是定位相機或其他傳感器的理想場所，用于檢測車輛，監(jiān)控受控停車區(qū)域并指導(dǎo)執(zhí)法人員。相反，停車信息可以作為服務(wù)提供給司機，幫助找到可用的停車位，以減少擁堵，避免不必要的廢氣排放。
智能連接照明還可以與家庭或工作場所中的傳感器組合，以在緊急情況下提供額外的視覺指示。這對于有聽力障礙的人可能是有用的，或者向建筑物外面的人表明可能需要幫助。
利用數(shù)據(jù)
在整個智慧城市，燈具維護難以管理，實施起來很昂貴。當連接到物聯(lián)網(wǎng)時，配備有檢測其自身故障的燈可立即通知相關(guān)維護機構(gòu)需要更換或維修。傳感器可以設(shè)計用于檢測其他故障，例如需要更換或清潔的損壞或骯臟的鏡頭。
通過智能照明收集的數(shù)據(jù)可以為公用事業(yè)公司提供有價值的信息，幫助規(guī)劃服務(wù)并確定高峰需求時間框架 功耗數(shù)據(jù)對于政府機構(gòu)的能源調(diào)查也是有用的。
是否所有照明都準備好了物聯(lián)網(wǎng)？
已經(jīng)提出了將各種類型的傳感器構(gòu)建為先進燈具的許多機會，并且隨著物聯(lián)網(wǎng)的功能和覆蓋范圍的不斷擴大，許多其他機構(gòu)將來可能會變得明顯。很容易設(shè)想一個時間，大量的燈可能需要升級附加的傳感器。
IoT-Ready™聯(lián)盟已經(jīng)建議，定義標準化傳感器接口的時機是正確的，以使升級盡可能簡單。該組織認為，目前安裝的LED燈具的使用壽命約為15年，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在迅速發(fā)展，并將推動LED燈具在典型使用壽命期間的多次升級。這表明，改變整個夾具以添加新的物聯(lián)網(wǎng)連接功能將是不經(jīng)濟和不必要的昂貴。通過準備新的LED燈與IoT集成，可以避免這種費用。該聯(lián)盟的目標是建立一個具有成本效益，低影響力的傳感器更換手段，使其可以輕松添加或升級。為了實現(xiàn)這一目標，該組織打算定義電氣接口，連接器和機械外形因素。
這一舉措是否會在主要的照明廠商和設(shè)計師中引起關(guān)注還有待觀察。另一方面，一些公司可能會“一個人去”，開發(fā)一個專有的解決方案，然后游說，使其規(guī)范成為事實上的標準。無論哪種方式，如果可以輕松連接到云的新型傳感器豐富的燈具開始進入市場，則業(yè)界對“智能照明”這一術(shù)語的理解可能是升級所致。
結(jié)論
像許多新的創(chuàng)新一樣，智能照明在短期內(nèi)提供了令人矚目的好處，盡管這些功能可能會在未來發(fā)揮更大的作用。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在快速發(fā)展，照明行業(yè)需要迅速跟上步伐。