復(fù)雜照明網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)施辦法 - 傳統(tǒng)照明布線(xiàn)與無(wú)線(xiàn)照明控制相關(guān)技術(shù)問(wèn)題

　　網(wǎng)狀拓?fù)涓鼜?fù)雜，它為信號(hào)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(duì)復(fù)雜些，因而消耗的處理器資源更多；因此發(fā)現(xiàn)更簡(jiǎn)單的樹(shù)狀拓?fù)渫ǔ８m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。

　　然而，照明控制設(shè)備制造商評(píng)估 RF 技術(shù)時(shí)需要考慮各種因素：

　　? 協(xié)議特點(diǎn)、拓?fù)?v 復(fù)雜性的選擇，以及處理器資源上的漏電。

　　? 頻率 v 范圍，以及功率消耗

　　決定了這些高級(jí)要求后，設(shè)備設(shè)計(jì)人員必須具體考慮采用哪種協(xié)議。ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)是最流行的且符合照明網(wǎng)絡(luò)要求的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型。 主要規(guī)格包括：以 sub-GHz 和 2.4GHz 頻率運(yùn)行；數(shù)據(jù)速率高達(dá) 250kbits/s；范圍 100m（露天，功率 0dBm ，頻率 2.4GHz）；并且支持樹(shù)狀和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。

　　IC 和模塊中都提供有 ZigBee 解決方案（見(jiàn)表1）。 商業(yè)使用本規(guī)范不收取費(fèi)用 - 制造商必須屬于 ZigBee 聯(lián)盟，最終產(chǎn)品必須

　　經(jīng)過(guò)認(rèn)證，并保證來(lái)自不同供應(yīng)商的設(shè)備可互操作?？蓮恼彰骺刂茀⒖荚O(shè)計(jì)開(kāi)始，加快開(kāi)發(fā)過(guò)程。 FreescaleSemiconductor 和 Future Electronics 可提供特別有用的開(kāi)發(fā)板：

　　
?

　　? Freescale 的照明參考設(shè)計(jì)支持 DALI 和 DMX512-A/RDM協(xié)議，并通過(guò)一塊單獨(dú)的通信板為 ZigBee 提供支持。這個(gè)接口連接到 Tower 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)內(nèi)的 Kinetis MCU主板。

　　? Future Electronics 的無(wú)線(xiàn)照明和控制參考設(shè)計(jì)可在802.15.4 網(wǎng)絡(luò)上實(shí)施對(duì)紅色、綠色、藍(lán)色和白色 LED 的無(wú)線(xiàn)控制。 該套件包含一個(gè)控制器板、幾個(gè)遠(yuǎn)程燈板和一些收發(fā)器板。

　　使用芯片制造商開(kāi)發(fā)的專(zhuān)有協(xié)議可免去 ZigBee 許可證費(fèi)（見(jiàn)表 2）。 NXP 提供 JenNet 協(xié)議，該協(xié)議在 2.4GHz 波段內(nèi)運(yùn)行，能組建樹(shù)狀、星狀和線(xiàn)性自修復(fù)網(wǎng)絡(luò)，最高包含500 個(gè)節(jié)點(diǎn)。 Microchip 的免費(fèi) MiWi 堆棧同時(shí)以 sub-GHz和 2.4GHz 兩種頻率，在 PIC 微控制器和 Microchip 收發(fā)器上運(yùn)行。

　　共享電源布線(xiàn)

　　實(shí)施復(fù)雜照明控制網(wǎng)絡(luò)（無(wú)專(zhuān)用控制網(wǎng)絡(luò)布線(xiàn)）的另一種方法是采用電力線(xiàn)通信 （PLC），其可托管在電源布線(xiàn)上。公用事業(yè)公司已經(jīng)開(kāi)創(chuàng)了 PLC 的使用，它提供一種在電網(wǎng)上訪問(wèn)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(xiàn)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(duì)于無(wú)線(xiàn)信號(hào)而言過(guò)于惡劣時(shí)才值得對(duì) PLC 進(jìn)行評(píng)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(méi)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(xiàn)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(kāi)發(fā)的技術(shù)。 例如，Yitran 公司的 IT700調(diào)制解調(diào)器采用高級(jí) 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。Cypress Semiconductor 也推出一系列 PLC 設(shè)備，它們都將Cypress 的電力線(xiàn)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(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施需要很高成本，因此目前不需任何附加布線(xiàn)的備選方案進(jìn)入主流市場(chǎng)的時(shí)機(jī)已經(jīng)來(lái)臨。

　　對(duì)于創(chuàng)新型照明設(shè)備制造商而言，PLC 仍然正處于開(kāi)發(fā)階段時(shí)，是一次占據(jù)市場(chǎng)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(mǎn)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(hù)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(hù)相信 RF 鏈接在完全安裝時(shí)將會(huì)非常穩(wěn)定。