【導讀】在智能建築應用中，照明是建築物的基礎功能，除了通過智能照明控製以達到節省能源、提高效率的目標外，通過可見光通信（VLC）技術，還可以實現室內定位與數據傳輸的功能，同時提供了二合一的智能照明和聯接方案。本文將為您介紹VLC技術的發展
，以及安森美（onsemi）推出的相關解決方案。

高效率、易管理的智能照明解決方案

智能建築是基於智能網絡體係，使IoT產品之間實現溝通交流
，通過互聯網，實現遠程感知、控製以及居家建築裏一係列自動化電子設備的編程。比如休假時屋主可通過手機

、平板或者個人電腦開啟房屋的安保係統、控製溫度、啟動或關閉電器、控製燈光照明、設置家庭影院或其他娛樂係統等等各種操作。

zhinengjianzhudeshixianxuyaomanzuyixiejibenyaoqiu，baokuoshebeiyingjuyoumouzhongchengdudezhinenghua，yingxianghulianjiebinglianjiedaoyunduan，yingjuyoucongyuanbendezhuyaogongnengzhongjinxingchaijiedechuxinyingyongdenengli（例如，音響還能用作播放警報），並應能夠在設備之上添加新的設備、應用和服務。

無論是家庭


、商業還是工業用途的建築物，都需要采用內部照明。如今在建築中的照明係統已經擁有了實現高效和省電的可能性。當前的LED照(zhao)明(ming)已(yi)基(ji)本(ben)上(shang)取(qu)代(dai)了(le)白(bai)熾(chi)燈(deng)和(he)鹵(lu)素(su)燈(deng)泡(pao)


，但(dan)照(zhao)明(ming)的(de)供(gong)電(dian)和(he)使(shi)用(yong)方(fang)式(shi)並(bing)沒(mei)有(you)太(tai)大(da)變(bian)化(hua)。安(an)裝(zhuang)照(zhao)明(ming)的(de)傳(chuan)統(tong)方(fang)法(fa)是(shi)鋪(pu)設(she)電(dian)源(yuan)電(dian)纜(lan)到(dao)計(ji)劃(hua)的(de)燈(deng)具(ju)位(wei)置(zhi)。然(ran)而(er)，市(shi)電(dian)是(shi)交(jiao)流(liu)電(dian)源(yuan)，但(dan)LED需要直流電源，這說明需要一個變壓器（對交流電進行整流），通常還需要一個額外的DC-DC轉換器來對變壓器的直流輸出進行下變頻。

xiangxiangyixia
，ruguonenggoujiangzhiliudianyuanluyoudaodengju

，bingkaolvliyongdengjuzuoyixieqitadegongzuo，erbujinjinshiweidangefangjiantigongzhaoming，jianghuigengyouyiyi。shishishang，dengjuchulezhaomingzhiwai
，haikeyitigongyixiliebutongdegongneng。liru，tongguozaizhaomingshebeishangjiazhuangwendu
、濕度和圖像的傳感器，可以監測房間的溫度、濕shi度du和he房fang間jian占zhan用yong情qing況kuang。通tong過guo為wei這zhe些xie方fang案an添tian加jia有you線xian或huo無wu線xian連lian接jie功gong能neng，終zhong端duan用yong戶hu能neng夠gou在zai雲yun端duan追zhui蹤zong所suo有you相xiang關guan信xin息xi，實shi時shi地di進jin行xing設she置zhi調tiao整zheng，從cong而er提ti高gao效xiao率lv、舒(shu)適(shi)度(du)和(he)安(an)全(quan)性(xing)。所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)裝(zhuang)置(zhi)都(dou)是(shi)互(hu)聯(lian)的(de)
，且(qie)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)管(guan)理(li)，以(yi)使(shi)智(zhi)能(neng)建(jian)築(zhu)以(yi)最(zui)高(gao)效(xiao)率(lv)運(yun)行(xing)。此(ci)外(wai)，考(kao)慮(lv)如(ru)何(he)將(jiang)單(dan)個(ge)燈(deng)具(ju)聯(lian)接(jie)起(qi)來(lai)，整(zheng)合(he)成(cheng)一(yi)個(ge)照(zhao)明(ming)係(xi)統(tong)，將(jiang)可(ke)在(zai)建(jian)築(zhu)管(guan)理(li)係(xi)統(tong)中(zhong)實(shi)現(xian)自(zi)動(dong)化(hua)照(zhao)明(ming)。

不bu過guo，想xiang要yao達da到dao上shang述shu的de功gong能neng
，便bian需xu要yao解jie決jue如ru何he為wei燈deng具ju提ti供gong傳chuan感gan器qi所suo需xu的de直zhi流liu電dian源yuan和he可ke靠kao的de數shu字zi聯lian接jie等deng問wen題ti

，由you於yu節jie能neng建jian築zhu使shi用yong大da量liang絕jue緣yuan材cai料liao並bing且qie牆qiang壁bi較jiao厚hou，因yin此ci可ke排pai除chu無wu線xian技ji術shu。以yi太tai網wang供gong電dian（PoE）是個很好的候選方案
，因為智能建築現在通常都鋪設了Cat5或Cat6以太網電纜作為標準配置。將以太網電纜路由到燈具以取代主電源電纜
，並可以提供聯接（以選定的速度）。以太網供電（PoE）還可將直流電壓輸送到傳感器和燈具。

可見光通信解決室內定位與數據傳輸問題

另一方麵，可見光通信（VLC）技術則可以實現室內定位與數據傳輸等功能。顧名思義
，VLC使用光而不是射頻（RF）jinxingtongxin

，shujubeizhuanhuanchengtiaozhiguangbingchuanshudaojieshouqi。tiaozhiguangyoujieshouqiduandetuxiangchuanganqihuoguangdianerjiguanbuhuo
，bingzhuanhuanweishuzixinhao，xitongweikongzhiqisuihouduiqijinxingchuli。

事實上
，VLC並不是新技術，在1880年代便已經有相關技術，但受限於光源的穩定性不足等因素，VLC技術並未得到發展，而LED技術的最新進展使VLC的適用性和效率得以恢複。新的LED技術使得使用相同的LED進行照明和通信變得更加容易，無需搭配單獨的通信基礎設施。VLC無需安裝和部署單獨的通信節點、接入點或信標，而是可以集成到現有燈具之中。

使shi用yong可ke見jian光guang作zuo為wei數shu據ju載zai體ti具ju有you顯xian著zhe優you勢shi
，即ji信xin息xi訪fang問wen點dian或huo廣guang播bo點dian可ke以yi集ji成cheng到dao現xian有you的de燈deng具ju基ji礎chu設she施shi中zhong，從cong而er節jie省sheng安an裝zhuang成cheng本ben和he複fu雜za性xing。采cai用yong不bu需xu要yao深shen度du調tiao製zhi幅fu度du的de調tiao製zhi技ji術shu
，並bing保bao持chi穩wen定ding的de平ping均jun亮liang度du水shui平ping
，將jiang保bao持chi用yong戶hu預yu期qi的de照zhao明ming水shui平ping。通tong過guo從cong幾jikHz以上的調製頻率開始工作
，數據流將保持對人眼完全不可見。

光通信當然永遠不會取代射頻通信，它是一種互補技術，在許多用例中
，將共存甚至合作
，以在應用中實現最佳結果。VLC的主要應用之一是工業環境中的室內定位係統，使用該技術識別包裹或叉車等資產的位置。隻需要在每個LED鎮流器嵌入一個唯一標識符，指示出在建築物內的位置，LED鎮流器通過可見光向接收器發出信號
，接收器通過檢測代碼便可計算出位置，接收器可以是傳感器相機模塊或光電二極管。

在最簡單的形式中，移動單元可以有一個預編程的平麵圖。平麵圖數據庫包含唯一ID和燈具位置，燈具將不斷傳輸其唯一ID。移動單元上的光學傳感器或攝像頭模塊可捕獲ID，通過應用程序可進行三角測量以取得移動單元的位置，在現場可實現在三個維度上低至10~15厘米的精度。

為燈具設計人員提供一站式解決方案

目前市麵上已經有各式各樣的聯網燈具，但目前市麵上的方案通常使用一個單獨的LED光源驅動IC，和一個用於數據連接的PoE控製器。安森美推出的NCL31010則將兩個器件集成到一個封裝中，使單個燈具成為完全互聯和管理的照明係統的一部分，並可實現許多其他功能。

該器件經由PoE可提供超過90 W的功率，並含兩個輔助DC-DC轉換器
，可為微控製器和傳感器供電。該器件的一個創新應用是VLC，這是使用單獨的LED驅動器和PoE控製器的照明係統所無法實現的。這涉及將（不可見的）數據直接調製到LED燈上，使其充當室內定位係統（例如Yellow Dot™）的定位信標，從而克服目前其他無線係統（GPS、Wi-Fi™等）在室內定位用途上精度不足的顯著問題。

如此一來，LED燈具的功能將不僅僅是簡單地照亮建築物內部，通過PoE這種供電和聯接方案

，可支持燈具提供一係列其他智能功能

，以支持實現建築自動化。NCL31010將為燈具設計人員提供一站式方案
，來管理他們的供電和聯接要求。

高度集成
、多功能的LED驅動器

NCL31010這款PoE接口LED驅動器，包含通過PoE設計連接和管理照明係統所需的所有元素，包括VLC（50kHz帶寬）和室內定位功能，並通過IEEE802.3bt/at/af標準認證
，可提供超過90W的係統功率。

NCL31010集成了一個高效降壓LED驅動器（97%），支持高帶寬模擬和PWM調光至零電流。包含兩個輔助DC-DC轉換器

，例如為係統微控製器和傳感器供電，包括高精度計量（±1%）和診斷
，以測量輸入和輸出電流和電壓

、LED或係統溫度以及DC-DC電壓和電流。NCL31010集成了3.3V降壓轉換器
，是可調2.5至24V降壓轉換器，並支持I2C或SPI串行接口。

NCL31000係列包括非PoE版本以適應其他通信標準的NCL31000
，以及支持多通道解決方案的縮減功能版本的NCL31001。NCL31000係列可應用在互聯LED照明

、可見光通信
、室內定位
，常見的終端產品包括智能LED燈具、可管理LED照明係統、多通道LED照明等。

結語

智能照明是智能建築應用中的基礎
，結合PoE與VLC技ji術shu，將jiang可ke大da幅fu降jiang低di建jian置zhi的de成cheng本ben，並bing為wei許xu多duo新xin應ying用yong打da開kai了le大da門men，克ke服fu了le當dang今jin射she頻pin技ji術shu實shi施shi時shi的de一yi些xie限xian製zhi。憑ping借jie來lai自zi安an森sen美mei的de高gao度du集ji成cheng和he高gao效xiao的deLED驅動器
，將可提供擴展信息和定位服務的各種有價值附加技術，將會是智能照明應用的理想解決方案。

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