标签: 无线照明

一、引言 从智能手机，智能穿戴等，纷繁芜杂，各种智能硬件，粉墨登场，照明及大楼领域，亦有智能照明和智能楼宇。智能照明实际就是根据某一区域的功能、每天不同的时段、室内外光亮度或该区域的用途来自动控制照明，甚至暖通等大楼系统及设备，也即根据用户需求，制定照明控制策略，以适应任何场景，保证能源使用得当，同时满足用户的高灵活性及对其环境的控制。 本文为探讨交流文档，文中引用业界一些参考材料，在此一并致谢!对于不足或谬误之处，请各位看官斧正批判。 沟通交流: karllichina@sina.com, QQ 745042263, TEL 13376067858 完整全文见附件 二、智能照明简介     三、无线智能照明控制系统 常见可用于无线照明控制系统的通信技术和协议有：蓝牙、WIFI和ZigBee等。其中蓝牙和Wifi均为点到多点的星形网络结构（注：近期CSR公司推出私有的蓝牙Mesh网络协议栈，但尚未标准化）。Zigbee则是网状网。常见的无线通信协议栈，标准化的ZigBee应该说最适合于大规模的无线照明网络，起码目前为止，是这样的。 ZigBee联盟对于智能照明提供三种不同层次的协议应用：1.ZLL（ZigBee Light Link  -–较小规模的，面向家庭等的简单照明应用；2.ZHA（Zigbee Home Automation）/ZBA（ZigBee Building Automation）--家庭和大楼自动，在这里，照明系统可以和家庭/大楼的暖通等系统集成。 由于网状网络信息更新时间间隔较长，以及大规模的复杂性，NXP公司推出了类似于ZigBee协议的JennetIP协议栈，应用于无线照明领域，该系统具有设备状态更新快、反应迅速、单网规模大的优点，几乎现有的智能照明大规模应用案例，均采用该系统。JenNet-IP是一种增强型6LoWPAN网络层，特别针对以IEEE 802.15.4标准为基础的超低功耗网络所设计，适用于住宅和工业应用。 四、智能照明系统网络组成 JenNet-IP 是 NXP 专门面向住宅、商业和工业等物联网应用推出的端到端 IP 连接无线 网络协议栈，最大特点是可以自组网和通过 IP 地址对端点的访问和操作。主要特点包括如 下内容。 1 节点类型 节点类型分为 Coordinator、Router 和 EndDevice。 Coordinator：网络的建立者，一个网络只能有一个，允许其他节点加入。 Router：Router 能加入到 Coordinator 和 Router，也可以允许 Router 和 EndDevice 加入，并能转发数据，起中继作用，Router 不能睡眠。 EndDevice：EndDevice 能加入到 Coordinator 和 Router，但不能允许其他加入，有睡眠功能，能实现低功耗。 2 无线频率 使用的无线频率范围为 2405MHz-2480MHz，每 5MHz一个信道，每个信道带宽为 2MHz， 从信道 11 至信道 26，一共 16 个可用 信道。信道划分如下图 所示。                                                                                       3      网络拓扑结构 JenNet-IP 的网络拓扑结构为树状拓扑结构，拓扑结构如下图 所示。         4    JenNet-IP 协议栈的构成 图    拓扑结构图   对于物理层和MAC层是基于IEEE802.15.4 标准，而网络层则较复杂，分别由JenNet、 6LoWPAN、IP、UDP组成，应用层通过JIP所定的API函数实现对网络层的访问完成通信功 能。JenNet-IP 协议栈的构成如下图 所示。     图  JenNet-IP 协议栈结构图   5    路由技术   路由技术分为 Route Over 和 Mesh Under，JenNet-IP 采用了 Mesh Under。Route Over 的 路由计算是在 IPv6 层之上，而 Mesh Under 的路由计是在 IPv6 层之下，采用 Mesh Under 技 术的优点是 MAC 层数据包中带有 MAC 地址，路由可以直接投递数据包，减少通信量，提高通信效率。   5.1 Rout e Over   其通信流程是，应用层的数据包先转为 6LoWPAN层数据包，再一包一包发送，而中继 路由先一包一包接收 6LoWPAN包再合成路由数据包，再判断要传递给哪个节点，然后将路 由数据包先转为 6LoWPAN层的数据包，再一包一包发送，而目的节点先一包一包接收 6LoWPAN包再合成应用应用层数据包。Route Over流程图如下图所示。     图    Route Over Mes h Under 其通信流程是，应用层的数据包先转为 6LoWPAN层数据包，再转为MAC层数据包转发 出去，数据包中带有MAC地址，而中继路由接收到MAC层包后判断目的节点，再转发出去， 目的节点收到MAC包后，再转换为 6LoWPAN包，再转换为应用层的数据包。Mesh  Under 流程图如下图 所示。     图 Mesh Under   6 加密安全 一共有两个密码，分别为 Network Key 和 Commissioning Key。 Network Key：Network Key 是所有的节点必须有并且是一样的，用于内部网络通信； Commissioning Key：Commission Key 是在节点加入网络时候验证权限使用。 五、产品 南京元阳科技提供全套设备及解决方案，包括：智能照明灯具侧联网控制器、网关（ZigBee/JenNet IP）、遥控器、PWM/线性调光LED驱动电源、PC软件及App（Android/IOS）、各种LED灯具。其主要特点： 1.   支持大型照明灯具联网(LAN/Internet)，同一网关灯节点数高达500+； 2.   支持当前最先进的数字PWM调光和线性调光，白灯彩灯统一调节； 3.   支持占位传感器和亮度传感器联网，实现自动人员存在检测和自动亮度调节； 4.   可与空调、供热系统等结合，实现智能建筑（Smart Building）； 5.  无线互联，可局域网或Internet互联，智能手机App/PC/平板访问控制。    

概述:     在LED照明应用领域，无线技术开始逐渐被整合到整体解决方案中，配合智能家居的概念，无线灯控、无线调光等无线集成控制手段愈来愈收到青睐。在欧美市场，已经有成熟的中央监控照明系统，而中国的照明市场并不成熟，仅限于开和关等简单的操作流程，因此极具开发空间。     一个精心设计的照明系统是一套智能家居非常重要的组成部分。 它可以毫不费力地设置你在屋内的舒适度、节省你的能源、呵护你的安全、节约你的时间......，无论对于哪种形式的家庭自动化系统，它都具有不可替代的地位。 选择合适的照明控制系统 能源管理    一个智能照明控制系统可节省电力，降低费用，节约能耗，维护环境。 当你离家时，你只需简单到按一个按钮，甚至连按钮也无需按下，只要带着你的授权手机离开即可，我们设计的系统会自动关闭你可能忘掉的某个角落的电灯并关闭所有应该关闭的电器，这将大大减少你的家庭能耗，避免不必要的能源浪费。    无线智能照明控制及能源管理系统是采用无线双向传输、微处理器控制等技术开发的一套智能系统产品。主要适用于家庭居室（别墅、排屋）、会议室、宴会厅、酒店客房及其他娱乐场所的各种灯具（白炽灯/节能灯/日光灯/射灯）、各种电扇（换气扇/排气扇）、电视机、电动窗等电器设备。采用无线控制方式遥控这些受控设备电源的开启和关闭、可实现特定要求的工作或休息环境下的场景控制。    如果您对我们的方案感兴趣，请联系我，电话：0755-82973805-859，QQ：332857102 无线智能照明控制及能源管理系统接入配置总图   无线智能照明控制及能源管理系统功能及特点 无线遥控 遥控器与执行部分无线通信，可穿过墙体等障碍物的遥控操作，不受任何方向影响； 安装方便 无须重新布线就可以轻松控制各种灯光及电器，系统后期的维护和调试不需要专业人员和专业软件，由使用者本人就可以轻松掌握，十分利于推广。 集中显示 在遥控面板上可集中显示所有被控对象的工作状态； 集中控制 在任何一个地方均可使用遥控器来控制家中不同地方的灯具； 多点控制 多个遥控面板可一起使用，控制同一处灯光或电器； 调光功能 可随意调节灯光的亮度，具有记忆功能和软启动功能：开灯时，灯光由暗渐渐变亮，关灯时，灯光由亮渐渐变暗，避免亮度的突然变化刺激人眼，给人眼一个缓冲，保护眼睛； 场景控制 最多可设定2种常用情景灯光效果，以便适用于不同的灯光环境，如回家、晚餐、电视、会客、阅读等； 全开全关 整个照明系统的灯具可以实现一键全开和一键全关的功能； 推荐方案 方案组成： 1、单发单收：发射端采用我司的 RFM68 模块，接收端采用我司的 RFM65 模块 2、双向收发：采用我司的 RFM69 模块 3、组网：采用我司的HPNET02无线组网模块，提供一个UART（双线）和SPI（三线）共用接口，实现与外部MCU之间的数据传输；可广泛应用于各类无线数据组网传输领域，是设计无线数据组网传输产品的理想选择。   优点及功能: 1. FSK调制，接收灵敏度高，抗干扰能力强 2. 加密性能好（采用滚动码加密），数据传送速率高 3. 低成本、高性能、高可靠 4. 功耗低、高集成、小体积 5. 传输距离远 6. 生产免调试