实现下一代户外照明的全面控制

2017-09-11 11:37:17来源: EEWORLD 关键字:照明环境  节省能源


Ronald Weber -TE Connectivity楼宇自动化全球行业经理

Benjamin Nelson -智能楼宇业务发展经理


  “街道照明是能源效率投资的一个关键领域,借此不仅有机会能大幅减少电力消耗,还能逐步淘汰有害环境的技术、减少维护费用、更好更全面地控制街道照明环境。”这是欧洲公私合作伙伴关系专业技术中心(EPEC)在欧洲投资银行的发言。


预报员预测,到明年年底,超过半数的街道照明将采用LED灯具。在去年年底发表的一份报告中,智能基础设施市场情报公司Northeast Group预计在接下来十年,全球125个国家中将新增超过2.8亿个LED路灯,到2026年LED路灯的全球普及率将达到89%。


今天,随着LED控制技术的迅速发展,LED将可实现多种环境的户外照明调节,不仅能根据时间和环境条件,还能综合天气、具体事件和应用环境进行调节。最重要的是,户外照明设备中还能扩展出更多功能,向中央控制系统提供每盏灯的状态反馈,以提高维修效率和成本效益。


许多灯具运营商正在考虑将路灯从基本照明功能转化为更灵活的中央管理系统(CMS),提供更强大的控制、更好的规划和更高的效能。位于宾夕法尼亚州哈里斯堡市就是一个很好的范例。TE Connectivity总部智能大厦就位于这座城市。最初市政工程师采用LED照明只是出于节省能源的目的。与传统的照明方式相比,使用LED可以减少20%至30%的照明能耗。同时工程师也发现,通过使用LED路灯与集成智能控制系统,不仅可以减少能源消耗,节省开支,而且还能降低长期的维护费用,这是因为控制系统下的维护系统效率更高。

 

户外照明设备设计师可用的关键部件包括多功能调光插座系列等品;光控基座组件及相关圆顶罩,用于在智能光电控制装置和调光插座之间提供完整电源和信号接口;配合标准调光插座的照明控制增强底座,提供综合控制节点解决方案所必需的交流电源开关和多直流电压源;易于使用的LED支架,将热、电、光和先进的灯具进行机械连接;插座、盖和底座的标准化平台,为小型传感器和控制器提供可插入结构,以减少街道照明结构中数据和传感器控制的复杂性。


照明行业目前正在研发一级系统,这与汽车工业并无二致。OEM专注于其核心竞争力的发展,并将外围技术发展留给供应商,这一点从为LED控制系统创建低压直流的交直流变换器的研发中就可见一斑。直到最近,大多数照明公司都还在开发自己的转换器。而现在,他们可以购买一个有内置转换器的调光插座插头连接器。现在OEM需要做的就是专注开发控制电路,再与模块连接完成最终组装。这能确保OEM以最小的工程成本研发独有产品,并快速推向市场。


多功能路灯控制


有了LED照明,我们能以更高效、更优化的成本效益来重建和控制照明系统。这种解决方案能将控制水平提升到新高度,传感器模块采用户外灯具连接新标准,将LED光源和驱动程序与传感器集成。Endurance S  模块不再需要辅助模块和相关电线, 降低了街道照明架构复杂性。,并提供100%可插拔的解决方案。Endurance S  模块包括插座、密封盖、模块插头底座和相关的圆顶罩。SR可插拔传感器模块结合SR驱动程序一起使用,可插入灯具上的一个4位扭锁SR插座内,启用高度传感器实现灵活的操控性。


不久前,美国电器制造商协会(NEMA)和美国国家标准化组织(ANSI)联手制订了关于路灯顶部插座安装的行业标准。过去通常只需插入光敏电池,灯光就将根据环境光条件控制开关。而现在,更的插座正投入使用。以TE的NEMA调光插座为例,它拥有四个信号接口,可提供更高级的光控功能。灯光可以变暗,颜色可以变化,甚至可以做成闪光灯。


LUMAWISE Endurance N 加强底座是TE研发的一款尖端产品,旨在为街道和室外照明控制解决方案搭建一个快速研发和制造的平台,同时符合美国电器制造商协会和美国国家标准化组织所制订行业标准。它提供复杂控制节点解决方案所需的交流电源开关和直流电源,使设计者能专注于增值功能的研发。同时采用符合ANSI标准的机械结构,支持照明控制产品的设计重用和模块化。该产品广泛应用于街道和道路照明控制、商业&校园户外照明管理、智能城市控制网以及智能电网与智能城市的连接。


技术的飞速发展有助于改善我们对照明系统的控制。无论何时何地,只要有需要,我们都能点亮灯光,照亮生活。这并不是终点。在不远的未来,在一座智慧城市中,如遇紧急情况,在救护车通过时,街灯的强度或颜色都会随之发生变化,以最快的速度提示司机。灯光的颜色和亮度极限一直在超越。

 

多功能板上芯片


目前可用的多功能板上芯片(COB)支架通过集成LED电气、机械、热、光互联,成为灯具生态系统核心。无需与COBLED终端焊接,就能集成部分核心控制元素。因此,与传统的LED集成方法相比,显著加快产品上市时间,降低应用成本,便于集成,提高装配效率。


LED,绝不仅仅是照明


随着我们对LED照明及其在设计和功能上的各种可能性的日益了解,我们将着手研究如何通过控制系统挖掘LED照明的潜力。例如,可以使用LED照明进行高安全性的视线数据传输。停车计时器可与附近的路灯连接,然后用超高速的调制能力将信息传送给附近的仪表人员——很抱歉,有一辆车超时停留了。或者,从更积极的意义上来说,该功能将提供比现有停车位更精确的数据。


事实上,这种“智能停车”模式已经部署在全球最大的停车监控系统中——在莫斯科,自从安装该系统以来,交通堵塞的情况已经减少了四分之一。该系统在俄罗斯和中国的主要城市也有部署安装。


LED照明新标准


在过去的几年中,主要零部件供应商的工程师和系统架构师一直致力于与下游合作伙伴携手创建一种新的街道照明结构构想。关键之一在于潜在的新架构和新功能,以帮助开发人员、安装人员和户外照明用户创造价值,同时,从单独的街道照明程序发展为中央管理系统(CMS)。


直到最近,设计师大多只能选择美国电器制造商协会NEMA或/ 美国国家标准化组织ANSI的标准产品线,因为除此之外并无其他替代标准(甚至欧洲也没有相关标准)。而现在,全新的LED路灯连接解决方案已经出现,全新的户外灯具欧洲标准也以落成。


LUMAWISE Endurance S紧凑型连接解决方案针对LED路灯照明而设计,在灯具设计和街道照明结构方面提供更大的灵活性。在现场就能完成系统升级,可轻松快速地提升灯具品质插座和模块底座或密封盖之间的标准化接口使用集成单垫圈,可容纳和密封使用直径为40或80mm的相同连接口的中央管理系统的灯具和模块。允许不同模块在几秒钟内进行交换和升级,而无需灯杆断电。


该新产品模块的研发集多方之力,以确保系统的完整性和可用性,并涵盖特定应用驱动程序和控和控制节点。此次合作依然与ZHAGA Consortium携手进行。ZHAGA Consortium是一个全球性的照明行业组织,旨在规范化LED灯具的组件,包括LED光引擎、LED模块、LED阵列、支架、电子控制齿轮(LED驱动器)和连接适配系统。

 

Zhaga目前在第18册书中描述了智能户外灯具的连接适配系统,对室外LED灯具和位于灯具外部的传感/通信模块之间的标准化接口做出了定义(这只是初稿,并未最终定稿)。该模块连接到LED驱动器和控制系统,还能提供感官输入,同时也可与网络中其他灯具进行通信。Zhaga 第18册书中定义的标准化的接口能安装未来的户外LED灯具,也便于智能通信和传感能力的升级。


扩展功能


户外LED照明系统的功能不断扩大。每盏灯的情况都可通过无线电收发器集成到网络系统。传感器可以监测每盏灯的能源消耗和 “健康”问题,如果出现任何问题,传感器都会进行标记。户外LED照明现在甚至可以成为城市环境控制系统的一部分。


路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。在不久的将来,在智能城市的规划里,将有更多功能渐渐走进人们的视野。例如,当救护车进入紧急抢救时,街灯的强度或颜色都会发生变化,以最快的速度提示司机。路灯的颜色和亮度极限正在消退,路灯将不仅仅是路灯,它们将逐步成为智能城市的一个重要节点。


户外照明与人们的工作、生活息息相关。因此,照明传感应用具有巨大的市场潜力,以更适合和满足人们的各种需求。在隧道照明中,传感器可以监测温度和湿度,还能用于控制空气流量的闭环系统。如果达到一定峰值,它甚至可以实现早期的火灾预警。


试想一下,如果整个城市拥有一个可以使用温度和湿度传感器的网络化照明系统。人们可根据局部地区的微观气候条件对整个城市作出相应的布局调整。例如,传感器可识别停滞气流区,使城市管理人员能以前所未有的速度发出更快地环境警报,并有望避免城市居民爆发大规模健康问题。


让我们告别简单的照明街灯,投入崭新的智能传感和照明世界。


关键字:照明环境  节省能源

编辑:王凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/LED/article_2017091112299.html
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现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

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