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智能照明控制模块接线图智能照明控制系统设计


发布时间:2020-08-03 09:53


  目前欧美已经在使用无线技术控制智能照明灯具,如路灯、智能照明控制系统设计及安装图集室内灯。在中国,目前LED还处于被接受使用的阶段。村田相信,2014和2015会是重要的两年,LED使用份额将会在全球增加,而且无线控制加传感器将是主流的技术和市场需求趋势。

  中国政府在“十二五”国家计划中(2011-2015)有两个侧重点,一是节约能源,二是环境保护。由于唯有LED照明灯具能够同时满足以上这二个侧重点,因此LED照明一定是中国照明市场的未来,而且种种迹象显示,LED照明也是全球各国未来的主流需求趋势。例如,日本也计划至2015年,增加LED照明市场份额至50%,韩国则将达到30%。

  在亮度相同的条件下,LED灯的功率比白炽灯和紧凑型荧光灯小,使用寿命也比较长。此外,LED灯还能在节能的基础上帮助减少二氧化碳的排放,符合中国计划减少二氧化碳排放量的总体规划。而且,目前市场中,已经有许多芯片厂家和照明厂家都能够提供支持LED照明的相关商业产品。因此2014年,LED照明灯具将会拥有很大的市场占有量。

  作为目前市场上主要的MLCC电容和电源模块供应商,村田自然不会忽略这么一个新兴的巨大市场。村田高级市场工程师廖光汶表示:“ 村田目前可为智能照明系统提供的产品包括网关、通讯模块(ZigBee和Wi-Fi)、电源模块等,我们希望能通过智能照明,带给用户更便捷和节能的生活。”

  现在的LED照明灯具多数是使用有线方式进行控制。通过有线方式,可以实现调光、情景绑定、开关这一类功能。这也可以说是一种智能。但是,如果能够使用无线的方式进行控制,那对用户来说将会非常的方便。村田廖光汶认为:“使用无线控制加传感器,将是主流的技术和市场趋势。”

  今天,智能手机和平板电脑已经普及。如果能使用它们来控制照明,那应该会给用户带来更多便利之处。例如晚上要回家之前,可以先开灯,便于看清屋内情况。通过无线联网,也能远程看到家里哪些灯没关,还可以使用绑定方式来实现或设定定时控制。无线的另一个好处是不需担心布线问题。安装时也就方便多了。

  至于传感器,和照明系统一起使用必定是趋势。例如加了红外线传感器时,当没有人在房内时,灯就会保持关闭的状态。一旦有人进入房内,灯就会自动打开。短时间或许看不到好处,长时间就能看到节能和省钱的优势了。现在也有技术是使用光照传感器检测房里有多少灯光,并反馈给网关进行调光。使用这样的智能系统,不止方便还很节能。

  按照以上场景,村田使用传感器和无线技术,对LED照明市场提供了一个简单的解决方案,如下图所示:

  当然在市场上,ZigBee只是其中一种无线协议。根据每个用户不同的需求,可使用不同的协议。ZigBee的好处是能自动组网且功耗低。智能照明模块接线但因为现在ZigBee未出现在一般手机和电脑中,所以需要网关。也有人考虑使用ISM频率,但要看每个国家能使用的频段。

  现在国外如欧洲和美国,已经在使用无线技术控制智能照明灯具,如路灯、室内灯等。在中国,目前LED还是被接受使用的阶段。相信2014和2015会是重要的两年,LED照明灯具使用份额将会在全球增加。因为各国政府规定要减少使用白炽灯。LED生态系统使用的一些电子元器件,也会随着起量而跌价。

  在这两年,会有不同的系统集成商和灯具厂家提供和研发无线控制方式。因为,随着科技发展,使用无线方式控制会给人们的生活带来方便和智能。当然,无线技术也只会在这几年被认为是新科技,未来(3-5年)智能照明将普及到更多应用场景。

  比如要知道室外的温度,把灯放在窗口附近,按照不同颜色转变来识别外面温度。当有人走近时,灯可以转换颜色通知有人进入。也有可能LED照明将来会被考虑用于医疗方面。智能照明控制模块怎么接OLED也是现在被看好的一个技术,但其使用范围还不如LED的广泛。每个市场必定有一定的规律,等到LED在全球被广泛使用时,智能科技也会随之而来。到时更多的LED应用就会慢慢实现了。廖光汶表示:“LED智能照明可以被认为是开通照明市场的蓝海的出路。”

  村田的电源模块解决方案已经广泛应用在工业和通讯领域。廖光汶说:“我们认为智能LED照明未来将会成为趋势,所以研发了一系列独特的电源和通信模块产品,特别推荐给智能LED照明市场。”

  今天市场上有很多家供应商能够提供LED照明电源模块,不过,村田的特别之处是电源模块上带有UART、DALI和PWM接口。UART接口可以接上通讯模块,这样工程师开发时可以省下关于串口的研发时间。DALI是一种有线方式控制照明,目前在国外,像美国使用很多。PWM接口用来控制灯的亮度,实现调光和开关。村田ZigBee模块就是通过UART接口连接电源模块,实现无线控制的。

  最主要的是,廖光汶指出:“村田电源模块在待机模式(接上UART)时,耗电只有0.2W,这在市场是很有优势的,同时也实现了节能。”目前村田电源模块的输出电压在30V-50V之间。节能和减少工程师研发时间是村田电源模块的关键市场竞争优势。

  村田电源模块也得到PSE UL日本的安全认证。如果需要得到中国或其他安全认证,村田也是可以提供支持的。加上村田电源模块本身性能好,也具有高可靠性,这也符合了LED灯具长使用寿命的需求。

  廖光汶透露:“目前这系列电源模块顾客多数在日本,国内也有些客户在评估,也有进入他们系统设计里的成功案例。”

  村田在通讯模块市场已有许多成功的案例。就拿智能手机市场来说,当你看到一些大品牌公司的拆机报告时,会发现很多都使用了村田通讯模块(蓝牙,Wi-Fi这一类)。村田主要技术优势是其集成化能力,也即村田有能力做到很小,同时也保持稳定性能。所以针对物联网智能LED照明市场,村田研发出了两种模块,一个是嵌入式Wi-Fi模块,另一个是ZigBee模块。

  通讯类移动终端产品(如手机,笔记本)具有强大的CPU和Flash进行数据处理和存储,因此在使用Wi-Fi时不需要额外的MCU。但是用于家电、仪表、 LED照明灯具等产品的Wi-Fi模块,由于产品的MCU和Flash都无法支持Wi-Fi的功能,因此需要额外的MCU和Flash进行数据处理和存储。村田嵌入式Wi-Fi模块里加了个MCU就是为了让客户能直接使用模块,实现无线控制。

  村田嵌入式Wi-Fi模块还预留了UART的接口,它可简单地与终端产品的IC以UART方式连接,AG88环亚平台实现TCP/IP数据包的双向透明传输,以字符命令就可以控制终端产品,监测终端产品的数据变化。如家用电器的开关、调温、预约、仪表的数据传输等等都可以通过手机或者Pad的无线传输去实现,并且无需改变终端产品原有的电路设计。

  只需添加村田的嵌入式Wi-Fi模块,就可以用掌中设备随时随地控制家中的电器。作为方案供应商,村田可提供强大的软件支持。包括实现室内控制和室外远程控制时所涉及到的一系列软件设计,以及链接层的整套软件支持,包括室内控制中嵌入式Wi-Fi模块的固件设计,底层链接软件设计,控制系统软件设计,UI底层软件设计等等也包括室外远程控制中的Web服务器底层软件和云服务器底层软件设计。

  同样作为全球领先的电子元器件供应商,村田以丰富的经验和高端的设备帮客户完成天线的匹配与射频电路的设计。村田作为可信赖的品牌,帮客户省去无线认证的步骤, 帮客户省去连接性的验证。

  ZigBee 模块含有功放,可以增加发射距离,使用的射频和功放芯片都是来自TI。TI提供的芯片,也有一些网站支持Open Source的开发。所以研发工程师可以通过这些网络来进行开发对于我们模块。当然根据顾客需求,村田也可以提供一套小系统解决方案。例如网关加 ZigBee模块,或者网关加ZigBee模块加传感器组成网关节点的解决方案。

  廖光汶表示:“在市场上,村田ZigBee模块是最小型,19.8x15.1x2.2mm (LxWxH),所以在PCB板占的面积也小。ZigBee本身技术是低功耗的,加上村田设计的射频线路,使用功放发射时所消耗的功率也只有120mA,接收30mA。村田ZigBee模块因为低功耗所以可以实现节能。因为节点一般使用电池或可再生能源,所以当加上无线通讯时耗电指标是很重要的。也因为村田在模块市场累计了多年经验,品质保证也不成问题。”

  以上两种通讯模块中,目前还是ZigBee模块较多应用于智能LED照明市场。因为有时要控制的灯较多,所以组网和耗电会是比较重要的几点。廖光汶透露: “村田和几家照明客户多数讨论合作的是ZigBee解决方案,硬件软件都能提供按照项目情况而定。说到客户,智能照明控制模块接线图村田嵌入式Wi-Fi和ZigBee模块,针对的市场是以物联网为主。使用和在讨论的客户包括了家电厂家,照明厂家和一些系统集成商(智能楼宇,家居)。太阳能逆变器上也有使用村田的通讯模块。”

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