【中國(guó)半導(dǎo)體照明網(wǎng)專稿】（文/譚建川）近年來(lái)無(wú)線照明產(chǎn)品越來(lái)越普及，從家居使用的Philips Hue、ilumi等產(chǎn)品，到大型樓層乃至建筑中使用的OSRAM Encelium等等，都已經(jīng)或即將成為我們生活和工作中的一個(gè)要件。本文旨在對(duì)已有的無(wú)線照明控制的設(shè)備、連接方式和協(xié)議做一個(gè)比較概括的介紹，使得讀者能對(duì)這方面的知識(shí)有一個(gè)比較全面的了解。
典型的自動(dòng)照明控制應(yīng)用涉及輸入設(shè)備（諸如光電傳感器）以及與之交互的功率控制器（諸如開(kāi)關(guān)、調(diào)光器等）。雖然這些組件可以集成到同一設(shè)備（例如，壁箱式占用傳感器）中，但它們通常是分開(kāi)安裝的。為了進(jìn)行交互，輸入設(shè)備必須向控制器發(fā)送控制信號(hào)，然后由控制器來(lái)調(diào)控負(fù)載。傳統(tǒng)的主要方法是沿著專用的低壓線路（通常稱為“硬連線”）發(fā)送控制信號(hào)。最近迅速普及的一種方法是使用在空中傳播的無(wú)線電波進(jìn)行通信，從而無(wú)需專用控制線路。由此產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)使得先進(jìn)的照明控制具有更大的安裝靈活性、良好的可擴(kuò)展性和更低的安裝勞動(dòng)成本，適用于許多應(yīng)用，特別是布線難度較大的應(yīng)用，比如在外墻、高天花板、硬質(zhì)天花板、石棉基底表面、需要重新配置的空間和現(xiàn)有的實(shí)體建筑物中的應(yīng)用。
圖1：無(wú)線控制的概念圖。來(lái)源：Audacy Wireless Lighting Control。
優(yōu)點(diǎn)
無(wú)線照明控制本身就具備硬連線控制系統(tǒng)的基本功能，而使用無(wú)線控制系統(tǒng)能夠帶來(lái)更多明顯的好處：
●靈活性：無(wú)線控制設(shè)備可以放置在任何需要的地方，不受布線限制，包括難以布線的區(qū)域。獨(dú)特的應(yīng)用程序提供了更大的靈活性，這能有效縮短電氣規(guī)劃周期。安裝后也可以相對(duì)輕松地移動(dòng)設(shè)備并擴(kuò)展系統(tǒng)。
●節(jié)省勞動(dòng)力和材料成本：無(wú)線控制無(wú)需專用控制線路和相關(guān)的開(kāi)關(guān)支路、鋼絲繩、導(dǎo)管和其他原材料，可加快和簡(jiǎn)化安裝進(jìn)程。也無(wú)需對(duì)墻壁或天花板造成損壞，對(duì)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)幾乎沒(méi)有影響，因此無(wú)線控制非常適合于現(xiàn)有建筑物照明改造和街道照明等應(yīng)用。
●可擴(kuò)展性：隨著空間需求的變化，可以輕松擴(kuò)展無(wú)線照明控制系統(tǒng)。
無(wú)線控制的優(yōu)勢(shì)使這些解決方案特別適用于運(yùn)行控制線路的成本太高或根本不可能的應(yīng)用領(lǐng)域，例如戶外區(qū)域、停車(chē)場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)等的升級(jí)改造。
無(wú)線系統(tǒng)
無(wú)線照明控制系統(tǒng)通常由以下部件組成：
●燈具控制器（也稱為繼電器模塊、電源組或調(diào)光模塊），通常安裝在燈具內(nèi)或燈箱內(nèi)；
●輸入設(shè)備（例如：傳感器和開(kāi)關(guān)）；
●管理設(shè)備，包括網(wǎng)關(guān)（其功能類似于無(wú)線路由器）；
●服務(wù)器。
傳感器具有無(wú)線發(fā)射器，通過(guò)空氣將信號(hào)發(fā)送到嵌入在網(wǎng)關(guān)或中繼器模塊中的接收器，后者將信號(hào)發(fā)送到服務(wù)器，然后服務(wù)器與控制器通信以調(diào)節(jié)燈具的狀態(tài)。開(kāi)關(guān)通常將信號(hào)直接發(fā)送到燈具控制器。
無(wú)線控制的設(shè)備在安裝前一般都需要設(shè)置。在設(shè)置過(guò)程中，所有設(shè)備都會(huì)被識(shí)別并添加到可編程網(wǎng)絡(luò)中，在那里它們通常會(huì)被分組，并可由用戶為分組命名，比如“大廳燈”、“走廊燈”、“臥室燈”、“廚房燈”等等。設(shè)置方法因制造商而異，包括按鈕編程、條形碼掃描、手機(jī)應(yīng)用設(shè)置、圖形數(shù)據(jù)庫(kù)生成等。
對(duì)于要通信的設(shè)備，它們必須在彼此的信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)以確保可靠的信號(hào)傳輸。這些設(shè)備在拓?fù)鋬?nèi)配置，以確保可靠的信號(hào)路徑。它們必須使用相同的協(xié)議（通信方法）進(jìn)行互操作。否則，如果系統(tǒng)中的設(shè)備使用不同的協(xié)議，那么系統(tǒng)就需要使用網(wǎng)關(guān)、通過(guò)網(wǎng)關(guān)編程將操作數(shù)據(jù)發(fā)送回中央服務(wù)器。
燈具控制器
功率控制器是一種基于繼電器的設(shè)備，提供ON / OFF切換以及0-10VDC、DALI等全范圍調(diào)光操作。在無(wú)線系統(tǒng)中，控制器具有嵌入式無(wú)線接收器，可接受范圍內(nèi)的無(wú)線電控制信號(hào)，然后在其設(shè)定規(guī)則內(nèi)對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行處理。
目前一些照明控制系統(tǒng)提供可集成到單個(gè)燈具中的控制器。許多系統(tǒng)還提供能夠處理更大負(fù)載的控制器，通常用于控制多個(gè)燈具。請(qǐng)注意，這需要從控制器到每個(gè)燈具的電源布線以及低壓調(diào)光控制布線。
傳感器
大多數(shù)的商業(yè)建筑能源法規(guī)要求使用占用傳感器和光傳感器作為控制系統(tǒng)的輸入設(shè)備。無(wú)線控制系統(tǒng)的唯一區(qū)別是這些傳感器包含無(wú)線發(fā)射器以使用無(wú)線電波與系統(tǒng)通信。傳感器可以是集成燈具的一部分或安裝于燈具以外的獨(dú)立組件。一些單獨(dú)安裝的獨(dú)立傳感器集占用傳感器和光傳感器的功能于一身，以最大限度地簡(jiǎn)化安裝。還有一些傳感器具備額外的功能，例如溫度傳感。
獨(dú)立傳感器可以由電池供電，如果使用EnOcean技術(shù)，則通過(guò)從所在空間收集能量（例如環(huán)境光）來(lái)提供動(dòng)力。如果設(shè)備采用電池供電，則應(yīng)配備高品質(zhì)電池，以提供可靠性和長(zhǎng)使用壽命。它還應(yīng)與效率最高的設(shè)備相匹配，以最大限度地延長(zhǎng)兩次充電之間的時(shí)間。
開(kāi)關(guān)和其他設(shè)備
與傳感器一樣，在大多數(shù)空間中需要開(kāi)關(guān)以便于手動(dòng)控制。手動(dòng)控制的優(yōu)先級(jí)應(yīng)該高于任何預(yù)設(shè)定的程序，以便于用戶在必要的時(shí)候可以自主地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，而不用受限于其他因素。開(kāi)關(guān)也可提供調(diào)光操作。與傳感器一樣，它們可由電池供電或收集所在空間的能量，例如撥動(dòng)開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的機(jī)械能。一些開(kāi)關(guān)還提供附加功能，例如使用不同的按鈕來(lái)選擇不同的預(yù)設(shè)照明場(chǎng)景。
許多控制系統(tǒng)可以使用觸摸屏手動(dòng)控制面板。這些屏幕提供手動(dòng)控制功能，可編程預(yù)設(shè)場(chǎng)景，具備聯(lián)網(wǎng)功能，以及可以集成一些非照明功能，如溫度控制和基于空間占用情況的節(jié)能調(diào)度。
最后，一些系統(tǒng)允許將第三方設(shè)備合并到網(wǎng)絡(luò)中。例如，一些系統(tǒng)與無(wú)線插頭負(fù)載控制器通信以滿足現(xiàn)行的法規(guī)，而其他系統(tǒng)與暖通空調(diào)控制器通信以調(diào)控溫度。
服務(wù)器和網(wǎng)關(guān)
如果無(wú)線控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行單點(diǎn)日常操作和數(shù)據(jù)收集，它應(yīng)具有中央服務(wù)器和（或）網(wǎng)關(guān)。服務(wù)器通常安裝在IT或電氣柜中，它存儲(chǔ)關(guān)于網(wǎng)絡(luò)上的照明和控制點(diǎn)的信息，它還存儲(chǔ)調(diào)試、編程信息，還可以存儲(chǔ)能源使用數(shù)據(jù)。
大多數(shù)聯(lián)網(wǎng)的照明控制系統(tǒng)也使用網(wǎng)關(guān)將服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)連接分配給設(shè)備（控制器、傳感器和開(kāi)關(guān)）。在大多數(shù)無(wú)線系統(tǒng)以及大多數(shù)有線系統(tǒng)中都是如此。在無(wú)線系統(tǒng)中，網(wǎng)關(guān)本質(zhì)上是無(wú)線路由器，通常安裝在完成裝修的空間中。
圖2：圖片來(lái)自O(shè)SRAM Encelium。
如果服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)和控制設(shè)備之間的連接中斷，控制設(shè)備將按照上次配置繼續(xù)運(yùn)行。然而，與服務(wù)器中斷連接可能導(dǎo)致能量數(shù)據(jù)和其他功能的丟失。在某些系統(tǒng)中，服務(wù)器功能已合并到網(wǎng)關(guān)中。通過(guò)將該服務(wù)器功能與網(wǎng)關(guān)功能相結(jié)合，位于受控空間中的一個(gè)設(shè)備就足以完成兩項(xiàng)任務(wù)。
但是，在大多數(shù)系統(tǒng)中，服務(wù)器是與網(wǎng)關(guān)分開(kāi)的。這種情況對(duì)于集中式控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是比較普遍的，對(duì)于大多數(shù)基于房間區(qū)域的系統(tǒng)而言通常也是如此。在這種情況下，網(wǎng)關(guān)必須通過(guò)某種形式的電纜連接到服務(wù)器，通常使用以太網(wǎng)電纜（即Cat 5e）來(lái)實(shí)現(xiàn)。在大型空間中，例如大型開(kāi)放式辦公樓層，服務(wù)器通常位于IT室或電氣柜中。網(wǎng)關(guān)遍布整個(gè)受控空間。因此，電纜必須從受控空間中的網(wǎng)關(guān)路由到IT室或電氣柜中。
如果業(yè)主允許，則可以使用業(yè)主現(xiàn)有的IT網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)關(guān)連接到服務(wù)器。如果您可以將網(wǎng)關(guān)以及服務(wù)器物理連接至現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)端口，則只需確定網(wǎng)關(guān)的IP地址，服務(wù)器軟件就可以找到它們并將它們拉到照明控制系統(tǒng)上。在這種情況下，不需要從受控空間到建筑物的核心排布額外的電纜來(lái)進(jìn)行此連接。
圖3：圖片來(lái)自O(shè)SRAM Encelium。
云端服務(wù)器
一些制造商允許業(yè)主在云環(huán)境中使用服務(wù)器，這就意味著現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有服務(wù)器。無(wú)線照明控制系統(tǒng)與云端的虛擬服務(wù)器相連。一些照明控制系統(tǒng)供應(yīng)商實(shí)際上將此作為一種服務(wù)來(lái)提供。
現(xiàn)有的云端設(shè)備大多可以使用WiFi來(lái)進(jìn)行云連接，而有一些系統(tǒng)需要使用的專用方法，例如使用專用的3G或4G調(diào)制解調(diào)器。在這種情況下，務(wù)必與制造商聯(lián)系，了解您可以在何處找到該設(shè)備，以確保其信號(hào)到達(dá)最近的信號(hào)塔。如果該信號(hào)暫時(shí)丟失，系統(tǒng)的組件仍應(yīng)正常運(yùn)行，除了某些功能（例如，能源使用記錄）要在恢復(fù)與服務(wù)器的連接之后才會(huì)重新生效。
當(dāng)您使用具有云端服務(wù)器的無(wú)線照明控制系統(tǒng)時(shí)，制造商通常會(huì)處理部分或全部的調(diào)試與維護(hù)工作。這些工作通常涵蓋分區(qū)、重新分區(qū)、更新軟件、更新固件等。這通常會(huì)要求業(yè)主與制造商或承包商簽訂一段時(shí)間的維護(hù)合同并支付相應(yīng)的費(fèi)用。
圖4：圖片來(lái)自Current by GE。
協(xié)議
協(xié)議是用于設(shè)備設(shè)計(jì)的一組規(guī)則，以便它與具有相同協(xié)議的其他設(shè)備進(jìn)行通信和互操作。需要注意的是，0-10V是一種控制方法，而不是協(xié)議，但DALI或其他數(shù)字協(xié)議可以利用數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備來(lái)產(chǎn)生0-10V控制電壓以實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。
圖5：一個(gè)使用DALI協(xié)議的傳感器。圖片來(lái)自Enlighted。
當(dāng)前普遍使用的協(xié)議包括ZigBee，DALI的無(wú)線擴(kuò)展，Xbee，EnOcean，藍(lán)牙，低能耗藍(lán)牙(BLE)和Synapse網(wǎng)絡(luò)設(shè)備協(xié)議（SNAP）。 2017年7月，藍(lán)牙宣布推出藍(lán)牙網(wǎng)格(Bluetooth Mesh)協(xié)議。其它的很多系統(tǒng)也使用各自專有的協(xié)議，其中許多與ZigBee類似。無(wú)線控制設(shè)備可以使用網(wǎng)關(guān)或共享通用協(xié)議與有線照明和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行集成。
開(kāi)放協(xié)議與專有協(xié)議
協(xié)議可以是開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)（開(kāi)源）協(xié)議或不開(kāi)放的專有協(xié)議。諸如ZigBee（IEEE 802.15.4）之類的開(kāi)源協(xié)議提供了一個(gè)架構(gòu)，使得不同供應(yīng)商按照該協(xié)議所生產(chǎn)的設(shè)備能在這個(gè)架構(gòu)中互相通信和操作。它還允許與其他制造商的設(shè)備進(jìn)行通信，例如無(wú)線插頭負(fù)載控制器和恒溫器。但是，如果整個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，就必須確定多個(gè)供應(yīng)商之間的責(zé)任方。
基于專有技術(shù)的協(xié)議，如EnOcean，是授權(quán)給其他制造商，由他們提供基于該協(xié)議的設(shè)備。專有協(xié)議的設(shè)計(jì)要求系統(tǒng)中的所有設(shè)備都經(jīng)過(guò)預(yù)先測(cè)試，保證可以互操作，但所有設(shè)備都必須從單個(gè)制造商處獲得。這確保了系統(tǒng)將按照預(yù)期運(yùn)行并有一個(gè)明確的責(zé)任方。但是，業(yè)主就不得不與單個(gè)制造商及其產(chǎn)品線綁定在一起了。
無(wú)線控制在電磁頻譜上的開(kāi)放短波射頻波段上進(jìn)行通信。 ZigBee和藍(lán)牙均以2.4 GHz的頻率運(yùn)行。由于許多其他設(shè)備也在2.4 GHz上運(yùn)行，因此專有的協(xié)議通常以不同的頻率運(yùn)行，例如315 MHz、434 MHz和900 MHz。
拓?fù)?/strong>
網(wǎng)絡(luò)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中進(jìn)行配置。射頻無(wú)線照明控制網(wǎng)絡(luò)通常使用自愈網(wǎng)格或星形拓?fù)洹Ｔ谧杂W(wǎng)格中，數(shù)據(jù)在設(shè)備（如下圖所示的D1，D6，D11）之間流動(dòng)，在網(wǎng)關(guān)和給定的控制點(diǎn)之間進(jìn)行通信。如果一個(gè)設(shè)備發(fā)生故障，信號(hào)流將通過(guò)其他設(shè)備重新路由至目的地 (D1，D6，D9，D10，D11)，從而通過(guò)多個(gè)節(jié)點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)冗余提高可靠性。這個(gè)過(guò)程就稱為“自我修復(fù)”或“自愈”。
圖6：自愈網(wǎng)格圖。圖片來(lái)自Lutron Electronics。
在星形拓?fù)渲校瑏?lái)自所有無(wú)線設(shè)備的信號(hào)直接傳輸?shù)揭幌盗芯W(wǎng)關(guān)，再?gòu)倪@些網(wǎng)關(guān)傳輸出去。這些網(wǎng)關(guān)就形成了固定網(wǎng)絡(luò)的樞紐。在一些系統(tǒng)中，一個(gè)或多個(gè)燈具控制器可被指定為中繼器以擴(kuò)展信號(hào)覆蓋范圍。相對(duì)較低的信號(hào)流量可以提高可靠性和速度，使得系統(tǒng)相應(yīng)更敏捷、更精確。
圖7：星形拓?fù)鋱D。圖片來(lái)自Lutron Electronics。
制造商還提供其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如集群拓?fù)洹Ｓ捎跓o(wú)線照明技術(shù)相對(duì)較新，因此沒(méi)有大量的研究支持一種技術(shù)而否定另一種技術(shù)。代理商和業(yè)主應(yīng)該向制造商詢問(wèn)他們的解決方案如何使項(xiàng)目受益的具體案例。
房間式控制系統(tǒng)與集中式控制系統(tǒng)
無(wú)線照明控制系統(tǒng)具有不同級(jí)別的功能以及相應(yīng)的成本和調(diào)試流程，以便代理商能夠根據(jù)項(xiàng)目需求而給出精確匹配的解決方案。大多數(shù)已安裝的照明控制系統(tǒng)都是基于房間的，其中每個(gè)房間的系統(tǒng)都是自主運(yùn)行的。該系統(tǒng)必須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行編程、分區(qū)和校準(zhǔn)。盡管一些制造商會(huì)提供帶有傳感器和控制器的連接照明組件，這些組建具有符合能源法規(guī)的預(yù)編程操作，但分區(qū)和校準(zhǔn)工作通常也是不可避免的。雖然未來(lái)可以進(jìn)行重新編程、重新分區(qū)和重新校準(zhǔn)，但基于房間的控制系統(tǒng)主要還是被設(shè)計(jì)為“安裝后不變”。一些制造商已經(jīng)使他們的系統(tǒng)更加便于調(diào)試，使技術(shù)人員能夠通過(guò)移動(dòng)設(shè)備（如手機(jī)）的應(yīng)用程序來(lái)設(shè)置和調(diào)整系統(tǒng)操作。
集中式無(wú)線控制系統(tǒng)類似于房間式的系統(tǒng)，但設(shè)備與中央服務(wù)器通信方式并不類似。因此，它們可以進(jìn)行集中或遠(yuǎn)程的編程、分區(qū)和校準(zhǔn)，具有更強(qiáng)大的功能，如自動(dòng)化需求響應(yīng)和全球日常管理。許多系統(tǒng)為控制器提供集成的功率計(jì)量芯片，無(wú)需在分支電路上安裝電流傳感器進(jìn)行計(jì)量。這使得能耗測(cè)量以圖形方式顯示在用戶界面上（如下圖），并使系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，且具備自動(dòng)通知和警報(bào)的功能。這些系統(tǒng)的準(zhǔn)確性各不相同，因此業(yè)主需要詢問(wèn)制造商如何測(cè)量能耗。此類系統(tǒng)除了含有集成在燈具內(nèi)的傳感器外，還可提供獨(dú)立傳感器，并允許有線+無(wú)線的混合設(shè)計(jì)，提升了設(shè)計(jì)的靈活性。
圖8：圖形化的照明控制界面。圖片來(lái)自RAB Lighting。
節(jié)點(diǎn)
無(wú)線照明控制系統(tǒng)通常會(huì)建議限制連接到特定網(wǎng)關(guān)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量。在一個(gè)無(wú)線控制系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)就是任何一個(gè)以其自己的唯一地址（即，燈具控制器、傳感器、開(kāi)關(guān)等）無(wú)線地發(fā)送和接收指令和數(shù)據(jù)的設(shè)備。例如，某個(gè)制造商的系統(tǒng)硬性限制每個(gè)網(wǎng)關(guān)最多連接700個(gè)節(jié)點(diǎn)，而另一個(gè)制造商建議限制為每個(gè)網(wǎng)關(guān)100個(gè)節(jié)點(diǎn)。
用戶應(yīng)當(dāng)了解這些限制是屬于建議限制還是硬性限制。即使它只是建議的限制，也最好不要超過(guò)它。在一些系統(tǒng)中，操作軟件可以是硬編碼的，使得網(wǎng)關(guān)只能處理特定數(shù)量以內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。在其他系統(tǒng)中，限制僅僅是建議。這通常由無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上的預(yù)期數(shù)據(jù)流量來(lái)調(diào)控。請(qǐng)記住，某些設(shè)備可能會(huì)發(fā)送和接收比其他設(shè)備更多的數(shù)據(jù)。如果某些設(shè)備比別的設(shè)備有更大比例的數(shù)據(jù)流量，則可能會(huì)對(duì)網(wǎng)關(guān)處理數(shù)據(jù)流量的方式產(chǎn)生影響。
范圍
影響無(wú)線控制設(shè)備安裝位置的一個(gè)重要因素是信號(hào)范圍。這些信號(hào)通常是低功率的，這就限制了它們的作用范圍。無(wú)線控制系統(tǒng)通常用于低功率、低傳輸率和近距離范圍。
制造商通常會(huì)發(fā)布有關(guān)設(shè)備和網(wǎng)關(guān)之間的覆蓋區(qū)域以及最大范圍的建議。雖然業(yè)主們希望盡可能少地安裝設(shè)備以減少成本，但還是要將無(wú)線設(shè)備保持在有效范圍內(nèi)以確保連接可靠性。
在安裝無(wú)線控制系統(tǒng)時(shí)，如果信號(hào)必須穿過(guò)障礙物（如內(nèi)部隔板和密集的建筑材料，例如煤渣墻），要特別注意制造商的限制建議。制造商可以提供其他建議來(lái)幫助定位設(shè)備，例如使它們與金屬物體保持一定距離，因?yàn)榻饘傥矬w可能影響網(wǎng)絡(luò)信息的準(zhǔn)確傳輸。
圖9：一種無(wú)線網(wǎng)關(guān)的覆蓋范圍示意圖。圖片來(lái)自Lutron Electronics。
典型的開(kāi)放式辦公室布局
在開(kāi)放式辦公樓層中，無(wú)線信號(hào)的傳播通常要經(jīng)過(guò)有阻礙的路徑，無(wú)論是在燈具與燈具之間，還是燈具、傳感器和開(kāi)關(guān)三者之間。因此，開(kāi)放式辦公室是使用無(wú)線照明控制系統(tǒng)的理想場(chǎng)所。
在使用燈具集成控制的系統(tǒng)中，每個(gè)燈具都有自己的集成控制器和傳感器。其他系統(tǒng)可以選擇能夠處理更大負(fù)載的控制器。這樣，一組燈具可以連接到一個(gè)上游的控制器。在開(kāi)放式辦公空間以及許多其他類型的空間中，現(xiàn)行的規(guī)范要求陽(yáng)光能照射到的區(qū)域中的燈具可根據(jù)當(dāng)時(shí)的陽(yáng)光照射情況對(duì)自身進(jìn)行自動(dòng)的控制。因此，當(dāng)在一組燈具的上游使用具有高額定電流的控制系統(tǒng)時(shí)，需要仔細(xì)規(guī)劃，以確保它們可以被劃分成不同的區(qū)域（如主要日光區(qū)、次要日光區(qū)），以適應(yīng)建筑能源法規(guī)的要求。但是，請(qǐng)記住，在使用此類系統(tǒng)時(shí)，未來(lái)對(duì)空間的改動(dòng)可能導(dǎo)致需要重新布線。
圖10：開(kāi)放式辦公室中的一種無(wú)線設(shè)備排布。圖片來(lái)自Lutron Electronics。
典型的課堂布局
如在開(kāi)放式辦公空間中一樣，教室中位于主要和次要日光區(qū)域的燈具也必須根據(jù)當(dāng)時(shí)的日光情況進(jìn)行自動(dòng)控制，以符合大多數(shù)現(xiàn)行的能源法規(guī)。在一個(gè)具有與窗壁平行的三行燈具的教室中，第一行燈具通常在主要日光區(qū)域中，而下一行通常在次要日光區(qū)域中（如下圖所示）。
因此，無(wú)論是使用燈具上的照明控制器還是使用上游的高電流控制器來(lái)控制每一行燈具，都很容易使主要和次要日光區(qū)域中的燈具符合能源法規(guī)的要求。
圖11：課堂中的一種無(wú)線設(shè)備排布。圖片來(lái)自Lutron Electronics。
典型的倉(cāng)庫(kù)布局
倉(cāng)庫(kù)中的燈具通常以行的形式安裝，以每個(gè)過(guò)道為中心。能源法規(guī)通常要求每個(gè)過(guò)道中的燈具在無(wú)人期間自動(dòng)關(guān)閉（或者至少是自動(dòng)調(diào)暗）。燈具的這種關(guān)閉（或調(diào)暗）的操作由占用傳感器觸發(fā)。由于法規(guī)通常要求特定行內(nèi)的所有燈具同時(shí)自動(dòng)打開(kāi)或關(guān)閉，所以每行的末端處安裝一個(gè)傳感器就足以滿足這個(gè)要求，而不需要在每個(gè)燈具上集成一個(gè)傳感器。
在下圖所示的系統(tǒng)中，每個(gè)燈具都有一個(gè)集成的控制器用于開(kāi)啟、關(guān)閉和調(diào)暗操作。獨(dú)立占用傳感器安裝在每行燈具的北端，與燈具分開(kāi)安裝。在該系統(tǒng)中，傳感器接口通過(guò)低壓線連接到最近的燈具控制器。因此，傳感器發(fā)出的信號(hào)通過(guò)燈具中的無(wú)線控制器并饋送到網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器。
圖12：倉(cāng)庫(kù)中的一種無(wú)線設(shè)備排布。圖片來(lái)自Lutron Electronics。
如果使用集成在燈具上的照明控制的系統(tǒng)（每個(gè)燈具不僅具有控制器而且還具有集成傳感器），則不需要額外的布線。電氣承包商只需安裝每個(gè)燈具并連接電源線（火線、零線和地線）。即使該應(yīng)用不要求每個(gè)燈具使用自己的傳感器，這種控制方式也可以降低安裝成本和復(fù)雜性。
在某些陽(yáng)光充足的地區(qū)，具有頂部采光（即天窗）的空間中的燈具必須根據(jù)日光條件自動(dòng)調(diào)暗。因此，就需要光傳感器和占用傳感器。需要注意，能源法規(guī)通常也要求這樣的空間中有手動(dòng)開(kāi)關(guān)。
結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)無(wú)線照明控制系統(tǒng)的組成部分和通信方式做了一個(gè)比較概括的介紹，以期將現(xiàn)行的不同控制系統(tǒng)的共同特征都囊括在內(nèi)。如文中所談，無(wú)線照明控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于新建筑和老建筑改造中。然而我們也必須清醒地認(rèn)識(shí)到，無(wú)線照明控制系統(tǒng)很快將不再是一種獨(dú)立存在的控制系統(tǒng)。隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，無(wú)線照明系統(tǒng)已經(jīng)逐步、且必將成為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的一個(gè)重要的組成部分。所以當(dāng)今的無(wú)線照明系統(tǒng)開(kāi)發(fā)商應(yīng)當(dāng)具備適應(yīng)未來(lái)的眼光，為新的無(wú)線照明控制系統(tǒng)融入物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)大系統(tǒng)而做出必要的準(zhǔn)備和鋪墊，從硬件范疇的機(jī)械匹配、電壓匹配、接口匹配等，到軟件范疇的數(shù)據(jù)兼容、圖形化兼容、互操作等。總之，這種融入已經(jīng)成為一個(gè)不可逆轉(zhuǎn)的大趨勢(shì)，這種趨勢(shì)可能帶來(lái)一些技術(shù)上的陣痛，但同時(shí)蘊(yùn)藏著巨大的市場(chǎng)機(jī)遇。【聲明：本文系中國(guó)半導(dǎo)體照明網(wǎng)、極智頭條特邀原創(chuàng)稿件，未經(jīng)允許禁止刪減轉(zhuǎn)載。】
筆者簡(jiǎn)介：譚建川，建筑科學(xué)博士、照明學(xué)碩士。照明認(rèn)證師 (LC)，WELL建筑標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證師 (WELL AP)，照明工程師協(xié)會(huì) (IES) 會(huì)員、專題委員會(huì)成員，領(lǐng)先能源與環(huán)境設(shè)計(jì)助理 (LEED GA)。畢業(yè)于美國(guó)紐約州的倫斯勒理工學(xué)院 (RPI) 的照明研究中心 (LRC)，現(xiàn)為照明產(chǎn)品經(jīng)理和研發(fā)主管。致力于在物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)人本照明 (HCL)，在居住空間中實(shí)現(xiàn)WELL建筑理念，以及為照明企業(yè)提供業(yè)務(wù)培訓(xùn)、技術(shù)支持和產(chǎn)品策劃。
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