人類是充滿智慧的，所以我們發(fā)明了能夠為自己提供照明的裝置。在世界各地大大小小的城市、城鎮(zhèn)和村莊，人們利用自己創(chuàng)造的照明設備把黑暗的地方照亮。我們所處的文明社會各個方面都有著千絲萬縷的聯(lián)系，這是一種社會秩序，推動著社會向前發(fā)展。這些照明設備能夠將各個地方照亮，為我們提供一個更加光明的未來。

曾幾何時人們采用的是簡單的蠟燭來照明。如果要照亮一個大的房間并保持良好的照明條件，一定要花一番功夫。

然而目前物聯(lián)網技術發(fā)展是能夠開發(fā)一個智能互聯(lián)照明系統(tǒng)，我們可以通過有線或者無線通信的方式將數據安全傳輸給智能照明系統(tǒng)。本文闡述的內容就是智能互聯(lián)系統(tǒng)如何幫助我們實現(xiàn)一個光明的未來。

智能互聯(lián)照明

一個變革的時代即將到來，物聯(lián)網革命正初露端倪。智能傳感器技術和射頻（RF）無線互聯(lián)相結合，會衍生出新的方式來感知和采集數據，并通過網絡實現(xiàn)數據的傳輸。物聯(lián)網使工業(yè)和個人（家庭）可以使用的建筑自動化系統(tǒng)成為可能，城市里的建筑和自動化設施正日益智能化。具體來說是通過協(xié)調和集成的方式設計電子系統(tǒng)，實現(xiàn)模仿甚至改進人類智能，從而實現(xiàn)一種具有一定智能水平的自動化系統(tǒng)。在這種情況下智能意味著具備能夠完成一定任務的能力或者實現(xiàn)某一特定目標的能力。這些技術發(fā)展的目標是開發(fā)出一個更加智能且強大的系統(tǒng)，從而改善人們的生活條件，同時降低成本并減少對環(huán)境帶來的負面影響。

互聯(lián)照明系統(tǒng)包括三個關鍵的組成部分：

在過去幾年經歷了從傳統(tǒng)光源到發(fā)光二極管 (LED) 的快速發(fā)展，LED光源的采用是一個巨大的成功，是軟件控制、智能、數字化以及互聯(lián)照明系統(tǒng)發(fā)展的自然趨勢。過去我們使用的是簡單的上/下或按鈕開關，現(xiàn)在我們把物聯(lián)網和電子控制照明產品結合起來，使得智能互聯(lián)的照明系統(tǒng)成為可能。

智能互聯(lián)照明系統(tǒng)主要部署在智能建筑中，把包括運動傳感器在內的多個電子系統(tǒng)和平臺與各種照明控制方法相集成，從而為所有燈光控制需求提供解決方案。通過接入物聯(lián)網，采用開放可配置的基礎設施，我們可以采集數據并利用這些數據進行智能決策和高效運營。軟件的高度靈活性、數字化設計和控制的簡單性為智能照明系統(tǒng)提供了優(yōu)勢。目前領先的電子元件供應商正在為智能照明產品開發(fā)LED、LED驅動器、傳感器、電力電子和電子控制設備。這是一個明顯的趨勢，這些制造商正在努力確保他們的產品能夠成功的與建筑自動化行業(yè)相融合。

按這種方式建立的自動化照明系統(tǒng)稱為智能照明，未來企業(yè)與業(yè)主將越來越多的利用互聯(lián)照明和物聯(lián)網提供的優(yōu)勢。智能照明允許自動和采用程序來控制照明的亮度和顏色，同時確定何時對交通或建筑內照明條件進行調整，為用戶和業(yè)主提供更優(yōu)化的體驗。無論是辦公室照明、家庭照明，還是路燈、交通燈、行人燈，現(xiàn)代城市景觀中隨處可見的自動化智能照明，智能照明正迅速成為智能城市和智能自動化建筑的主流 (圖1)。

有線和無線的通信方式

智能照明系統(tǒng)的控制要求有可靠的通信連接，將智能照明和物聯(lián)網結合在一起的網絡通信方式目前主要有兩種：有線和無線。此外這兩種主要的組網方法可以應用于各種協(xié)作組合中，使用各種通信方法和協(xié)議，比如藍牙mesh網絡；當然采用哪種方式主要取決于應用需求和工程師的選擇。

有線網絡依賴于網絡中各節(jié)點之間直接的物理電氣連接；無線網絡不需要設備之間的物理連接、不需要硬連線，可以便捷地使用網絡內的設備。兩種方法都有優(yōu)點和缺點，聰明的設計工程師會考慮對整個應用哪個是最好的，并可能設計出一種解決方案既能利用這兩種網絡方法各自的優(yōu)勢，又能避免它們各自的不足之處。

工程師結合物聯(lián)網的智能互聯(lián)照明系統(tǒng)要求，了解系統(tǒng)設計、網絡速度、帶寬以及低延遲規(guī)范等內容，按照特定的規(guī)格參數硬連接系統(tǒng)無疑具有最好的性能，但是照明裝置和開關之間需要硬連接，這無疑降低了靈活性。無線設計的結合可能會犧牲一些性能，但是提供了配置和管理的靈活性，這些是在硬連接設計的限制下無法實現(xiàn)的，然而RF無線技術性能的持續(xù)改進提供了以前無法想象的性能和靈活性。

智能照明控制和物聯(lián)網通常會采用無線拓撲網絡，不同網絡節(jié)點之間可以互相通信 (圖2)。這種所謂的“多對多”的拓撲結構提供了豐富的智能照明控制功能：主要是因為它們的冗余節(jié)點互聯(lián)可以防止單點故障，同時保證低延遲、高速度和更高的效率。Zigbee和藍牙是兩種流行的協(xié)議。

Zigbee和藍牙

低功耗和基于標準的無線傳感器網絡 (WSN) 產品的采用可以滿足智能連接照明應用的需求，拓撲網絡支持系統(tǒng)部署在世界各地范圍，安全連接各種智能設備，提供更加智能、環(huán)保和高效的解決方案。

Zibgee和藍牙一樣也是無線網絡通信的一種協(xié)議規(guī)范。Zigbee技術具備低成本、低功耗、低占空比等特性，它是無線傳感器網絡 (WSN) 和其他低功耗網絡的理想選擇，它支持長距離的通信傳輸，Zigbee是建立在IEEE 802.15.4標準之上，但是添加了信標功能和路由協(xié)議等特性，支持星型網絡和對等網絡 (例如網格和集群樹) 拓撲，使得Zigbee具有動態(tài)定、可伸縮性和分散性。Zigbee技術并不會與WiFi (IEEE 802.11) 或藍牙 (IEEE 802.15.1) 等技術產生競爭，相反Zigbee是為數據傳輸速率低、功率小、容量大等重要應用而設計的。

藍牙網格網絡技術 (2017年7月推出) 是一種基于低功耗藍牙 (BLE) 的網絡協(xié)議，應用于智能互聯(lián)照明和物聯(lián)網系統(tǒng)中，采用藍牙無線電技術，支持100米到1000米距離內的網絡通信。作為一個新的領域，它仍然試圖展示出大規(guī)模部署、效率和優(yōu)越性，各方面的技術人才和企業(yè)都在推動這一技術的發(fā)展。

數據

蘇格拉底 (公元前470-399) 認為美德就是知識，佛朗西斯?培根 (1561-1626) 宣稱知識帶來力量。在未來的物聯(lián)網應用中，數據的采集、存儲和分析將驅動知識的擴展。物聯(lián)網將利用數據驅動來幫助企業(yè)和個人做出決策。這一趨勢將為實施和利用智能互聯(lián)照明提供一系列新的方法，包括保護和監(jiān)測電力故障，協(xié)助安排定期維護并保持最高水平的整體運行效率。人類對于低延遲、實時決策和響應 (<0.05s) 是無法察覺的。這將促使系統(tǒng)內集成更多的傳感器用于采集數據。這些數據將會在智能終端設備中進行分析處理，提供最新最智能化的決策意見，同時增加新市場和價值創(chuàng)造的機會。智能互聯(lián)照明將使基于數據的決策變?yōu)楝F(xiàn)實 (圖3)。

安全

數據的傳輸必須保證在不利的突發(fā)情況下依然能夠安全，所以需要可靠和安全的連接。有線連接系統(tǒng)可能被切斷或者竊聽，無線連接系統(tǒng)則可能會受到干擾、數據丟失甚至會被非法訪問。智能互聯(lián)照明系統(tǒng)和物聯(lián)網使用多層的方法進行保護，在整個系統(tǒng)的多個不同部分進行安全防護。

這種多層設計方法的關鍵步驟是在兼容和受保護的操作系統(tǒng) (OS) 中創(chuàng)建適當的憑據和訪問授權密碼，使用適當的協(xié)議將增強設備的連接能力，同時在各種操作條件下提供強大而健壯的性能和安全性。每一個連接的設備都應當被監(jiān)測，并符合適當的軟件和固件修訂規(guī)范，從而利用最新的保護和保障措施。采集到的物聯(lián)網數據應該在使用和處理較低級別數據之前進行有效的數據驗證，這樣可以防止云服務器或較高級別數據處理階段發(fā)生安全問題 (圖4)。

未來

季節(jié)在不斷變化，科技也在不斷發(fā)展。物聯(lián)網打開了智能互聯(lián)照明應用的大門，借助協(xié)調智能的方法有線和無線通信的連接方式能夠將數據安全的傳輸給互聯(lián)照明系統(tǒng)。這種智能互聯(lián)照明系統(tǒng)和物聯(lián)網是下一代照明系統(tǒng)需要的主要技術，回想一下自人類發(fā)現(xiàn)了火、燭光以及燈泡，我們經歷了多少的進步！

審核編輯：郭婷