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PRESS CENTER物聯(lián)網(wǎng),拆開詞語從字面上直接理解,物則是照明節(jié)點,聯(lián)則是互聯(lián)網(wǎng),網(wǎng)則是物物直接形成的網(wǎng)絡(luò)或者是云服務(wù)。從中看來,聯(lián)是中間的橋梁,萬物想實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),都離不開一定的通信手段來實現(xiàn),也就是載體。物聯(lián)網(wǎng)在當(dāng)今最熱門的通信載體有NB-IoT 、LoRa、WIFI、ZigBee,這幾個是最為常見的物聯(lián)網(wǎng)通信載體,這幾個載體有一個重要的共性,那就是無線,從混亂的線纜中脫離是潮流索取,也是從用戶便利舒適性出發(fā)考慮理所當(dāng)然。當(dāng)然,在當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)在照明領(lǐng)域上所應(yīng)用到的通信載體可不僅僅這些,下面我們來淺談這些通信載體特性和在當(dāng)前照明領(lǐng)域上的應(yīng)用。
先來看看常見的有線通信載體。
RS485總線通信,最大的通信距離約為1219m,最大傳輸速率為10Mbps,一般可以達(dá)到128個或者256個節(jié)點,最大的可以支持到400個節(jié)點。常見的應(yīng)用是隧道照明和景觀照明。在隧道照明里面常是基于MODBUS協(xié)議實現(xiàn)通信,每個隧道燈是物聯(lián)網(wǎng)的一個節(jié)點,通過485支持的多從機功能,所有的隧道燈都并聯(lián)在485總線上,也就是兩根雙絞線纜上;對于景觀明常見是基于DMX512協(xié)議實現(xiàn),具有比MODBUS更強大的功能,數(shù)據(jù)更為復(fù)雜,所以可以實現(xiàn)更復(fù)雜照明功能,因此在大規(guī)模景觀照明上應(yīng)用最適合不過了。RS485特點就是遠(yuǎn)距離,避免了外界的信號干擾,可靠。但因為需要另外拉線,給現(xiàn)場的照明改造工程到來更多的不便,并且由于中間一旦出現(xiàn)線路損壞或者終端設(shè)備故障,后端的設(shè)備將會失效。所以這種通信載體往往在商業(yè)照明上會更多,在家居照明中,往往是格格不入的,長遠(yuǎn)來看是不會被用戶所青睞。
DALI,是一種有線通信技術(shù),主要在室內(nèi)照明領(lǐng)域具有較大的占有份額?;贒ALI協(xié)議組建的系統(tǒng)具有分布式智能模塊,各個模塊都具有數(shù)字控制和數(shù)字通信能力,地址和燈光場景信息等都存儲于各個DALI模塊的內(nèi)存內(nèi)。DALI模塊通過DALI總線進(jìn)行數(shù)字元通信、傳遞指令和狀態(tài)信息,實現(xiàn)燈的開關(guān)、調(diào)光控制、系統(tǒng)的設(shè)置等功能。從功能上來看,因為數(shù)據(jù)管理的豐富性,雖然增加了布線的成本,但是在管理上比起RS485來的優(yōu)秀,安全性也會比無線方式更好。
以太網(wǎng),一種有線寬帶通信載體。不例外的是這種有線通信載體在家居照明中并不常見,常見是在在戶外智能照明領(lǐng)域,借助于燈桿,視頻傳感器和路燈控制通過有線寬帶載體傳輸,達(dá)到高速,安全目的。路燈及監(jiān)控作為城市組成的大成員,其安全性受到的重視不可小覷,路燈一旦信息被截獲,則會被黑客成員任意控制,使得城市交通等依賴于照明的一切陷入混亂。所以這種通信在市政照明場合是存在的,雖然不多,但是是指的推廣的一種方式,以太網(wǎng)也是在通信行業(yè)上生存較為久遠(yuǎn)的之一。
PLC,電力載波,即通過已有的電力線上面走信號傳輸,省去了工程增加線路,避免線路損壞概率。通常電力載波也具備有自組網(wǎng)能力,所以可以通過接力的方式將數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸。這是一種相對來說是比較優(yōu)秀的通信載體,目前這種通信在室外照明和室內(nèi)被廣泛的使用,因為在電力線上的規(guī)范化和電力載波通信技術(shù)的成熟,使得這種方式在市場上被廣泛推廣。不得不說的是這種通信方式在戶外照明改造上,大部分照明企業(yè)遇到的是通信距離較短,遠(yuǎn)距離就會通信速度變慢,或者成功率下降,讓照明項目改造業(yè)主倍感困惑無奈。
接下來的最受廣大用于青睞的無線載體。ZigBee,藍(lán)牙,這兩種通信載體可以拿來一起談。這兩種通信均是基于2.4G實現(xiàn)的居多,特點是支持組網(wǎng),缺點兩兩之間的通信距離短,這是因為2.4G頻段所限制,容易在障礙物遮擋下產(chǎn)生較大的衰減。不過這兩種通信在室內(nèi)照明上具有很廣泛的應(yīng)用,因為其具有功耗低、節(jié)能,數(shù)據(jù)傳輸速度快,能夠有效避免控制碰撞的概率,加上組網(wǎng)的方式,如果有個別幾個節(jié)點故障,其他節(jié)點也不會因此故障失效。
NB-IoT,LoRa,Sigfox是這幾年在LPWAN中最杰出的成員。于2017年的第三季度,有報告指出處于試驗狀態(tài)以及投入商用的公共LPWA網(wǎng)絡(luò)數(shù)量增至198個,NB-IoT在其中占據(jù)領(lǐng)先地位,網(wǎng)絡(luò)數(shù)量為69個(占據(jù)35%),其次為LoRa和Sigfox。在幾種低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)中,LoRa商用較早且較為開放,于2015年成立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,目前在LPWAN中應(yīng)用最為廣泛。而于2016年實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)的NB-IoT,由于采用授權(quán)頻譜,可避免無線干擾,且具備運營商級的安全和質(zhì)量保證,因此在對可靠性要求較高的智慧照明場景中更具競爭優(yōu)勢,市場份額增速最快。同樣受到波及的還有Z-Wave和Sixfox。這兩種都是和LoRa一樣都是基于Sub-1GHZ的無線通信技術(shù),他們均是屬于未授權(quán)頻譜LPWAN技術(shù),而NB-IoT則是授權(quán)的通信方式,所以這種通信載體在國內(nèi)主要是由三大運營商來支持運營。顯然這種非授權(quán)通信技術(shù)相對來說較為開放,在照明行業(yè)中具有較為靈活的部署方式,獨立于其他運營商,照明企業(yè)可以自己充當(dāng)運營部門,甚至市政照明管理部門自己就是一個運營者。
同樣是基于無線射頻通信技術(shù),這幾種杰出的通信載體均有各自相對特色的地方。LoRa是基于LoRa擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)的通信網(wǎng)絡(luò),其所覆蓋的無線頻段本身就具有良好的繞射、反射能力,加上擴(kuò)頻技術(shù),使得信號在空中不容易受到干擾而丟包,所以對戶外照明這種生存在復(fù)雜的城市中很有幫助,解決了以往的電力載波存在的難題,另外加上完善的加密方式,其安全性也是可靠的。所以傳輸具體相對比較不會受到樹木、建筑的影響是一種新興的基于射頻的、低成本、低功耗、高可靠、適于網(wǎng)絡(luò)的短距離無線通信技術(shù)。Z-wave工作頻帶為908.42MHz( 美國)~868.42MHz( 歐洲),采用FSK(BFSK/GFSK) 調(diào)制方式,數(shù)據(jù)傳輸速率為9.6kbps,信號的有效覆蓋范圍在室內(nèi)是30m,室外可超過100m,主要在國外的室內(nèi)照明場合,在國內(nèi)還是屬于罕見的通信載體。
NB-IoT在目前,仍然可以說是一個新鮮事,在照明領(lǐng)域上雖然嶄露頭角,然而還有很多的不足,整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性還是受到技術(shù)的完善性所限制,導(dǎo)致還能不能在戶外照明領(lǐng)域廣泛應(yīng)用;對于室內(nèi)照明領(lǐng)域,更是難以闖出一片天,較高的成本,是普通用戶所承擔(dān)不起的。
和NB-IoT類似的還有2G、3G、4G,接下來還有5G通信技術(shù),這些的共同特點是在物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)是直接跳過中間網(wǎng)關(guān),直接接入到網(wǎng)絡(luò)的通信方式,也就是每個節(jié)點都是一個個體,這些通信技術(shù)在歷史存留時間長久,用于即為穩(wěn)定的通信性能,雖然在速度上和成本上具有較差的優(yōu)勢,但是難以遮掩其穩(wěn)定性。
雙模通信,雙模的概念廣泛,無非就是兩種通信模式組成的冗余手段。這種通信載體,目前還是主要在室外商業(yè)照明中存在,成本也是室內(nèi)照明無法接受的,同時對于室內(nèi)照明因為范圍較小,也是無需使用到這種技術(shù)。雙模的組合正常都是將有線和無線技術(shù)混合實現(xiàn),常見是將電力線通信技術(shù)和SUB-1GHZ無線通信技術(shù)合二為一,利用兩者信道天然的差異,可實現(xiàn)物理層根據(jù)各自信道質(zhì)量情況進(jìn)行自動切換、網(wǎng)絡(luò)層可實現(xiàn)混合路由,兩者互補從而使得通信的時效性和可靠性得以最大程度的提升,這在復(fù)雜的城市環(huán)境可以得以良好的生存。
最后是WiFi通信載體,這種通信載體較多的應(yīng)用是在室內(nèi)照明,如同大家所知的,WiFi這個被大家熟知的應(yīng)當(dāng)是移動設(shè)備上網(wǎng)沖浪使用,所以對于普通用戶可以輕松上手,對于個人家庭,WiFi基本可以覆蓋整個家居室內(nèi),所以傳感器和照明加上WiFi通信是方便的,一臺路由器接口完成家庭照明的匯總管理,再結(jié)合云數(shù)據(jù)管理,這樣的通信適合室內(nèi)低成本照明升級。當(dāng)然,在戶外照明,也正在逐步完善中,因為城市WiFi覆蓋逐步擴(kuò)大,所以使得各個路燈照明節(jié)點通過WiFi接入完全可能。
綜合上述各類通信載體,在室內(nèi)和室外照明都可以看見蹤影,各有優(yōu)勢,根據(jù)不同的環(huán)境復(fù)雜程度,數(shù)據(jù)安全性程度擇選合適的通信載體,讓照明節(jié)點聯(lián)網(wǎng)具有可靠的保證。