智能LED街燈與樓宇照明通信、控制及保護(hù)方案

智能照明（Smart Lighting）涉及通信和傳感功能，能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程控制（開(kāi)啟或關(guān)閉、調(diào)光或改變顏色）和監(jiān)控（遠(yuǎn)程診斷）建筑物、街道或家里的一個(gè)或多個(gè)燈具。智能照明也為燈具提供信息，使它能根據(jù)使用情況或環(huán)境光線等進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。另一方面，高亮度白光LED非常適合區(qū)域照明應(yīng)用，具有方向性更好、色彩質(zhì)量更佳、環(huán)保等特點(diǎn)，并且能夠更方便地控制其開(kāi)啟和關(guān)閉，便于自動(dòng)檢測(cè)環(huán)境光來(lái)改變亮度，使其在智能LED街燈等應(yīng)用中越來(lái)越受矚目。

　　智能照明的通信可用無(wú)線或現(xiàn)有的電力線基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)現(xiàn)。電力線是世界上最大的銅基礎(chǔ)設(shè)施，家庭或辦公樓的每個(gè)角落都有電源插座，使之成為一個(gè)覆蓋范圍極為廣泛的網(wǎng)絡(luò)。

　　鑒于所有照明燈具都是連接到電力線將電力轉(zhuǎn)換成光，電力線通信（PLC）已成為智能照明主要通信和控制鏈路的合理途徑。

　　安森美半導(dǎo)體利用其先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)，推出了針對(duì)智能照明的包括通信、傳感器、KNX收發(fā)器及保護(hù)解決方案，有助于以更少電能執(zhí)行相同（甚至更多）的任務(wù)，進(jìn)一步提升能效，節(jié)約能源。

　　例如，利用安森美半導(dǎo)體的PLC調(diào)制解調(diào)器（如AMIS-49587）、PLC線路驅(qū)動(dòng)器（如NCS5650）和諸如NOA1302這樣的環(huán)境光傳感器，可基于電力線輕松構(gòu)建聯(lián)網(wǎng)型LED街燈智能控制系統(tǒng)，有助于市政、電力公司和商業(yè)企業(yè)遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)路燈的光輸出，減少其路燈網(wǎng)絡(luò)的整體能耗。此外，在樓宇智能溫度調(diào)節(jié)及燈光控制應(yīng)用中，也可在雙絞線布線上使用KNX收發(fā)器，利用KNX網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行照明控制。

圖1 安森美半導(dǎo)體用于智能LED街燈的調(diào)制解調(diào)器、電源及傳感器方案概覽

　　1 符合嚴(yán)格國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、獲得市場(chǎng)驗(yàn)證的PLC調(diào)制解調(diào)器

　　電力線通信有助于公用事業(yè)公司為其配電網(wǎng)絡(luò)增加更高級(jí)別的功能，從而讓消費(fèi)者更能掌自己的能耗。安森美半導(dǎo)體提供一系列領(lǐng)先擴(kuò)頻型頻移鍵控（S-FSK）PLC調(diào)制解調(diào)器，如AMIS30585、AMIS49587和NCN49597等。其中，AMIS-30585和AMIS-49587均基于ARM7內(nèi)核微控制器（MCU），僅支持AC工作，每通道最大波特率分別為1.2k和2.4k；新推出的NCN49597基于ARMCortexM0內(nèi)核MCU，同時(shí)支持AC及DC工作，每通道最大波特率達(dá)4.8k，支持CenelecA、B、C及D波段，且提供可編程軟件。還預(yù)計(jì)將于2012年下半年推出在NCN49597基礎(chǔ)上還集成功率放大器功能的NCN49599PLC調(diào)制解調(diào)器?！　∵@些強(qiáng)固的窄帶PLC調(diào)制解調(diào)器嵌入了PHY+MAC，符合嚴(yán)格的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（FCC、CENELEC、IEC61334-5-1），可在低壓和中壓網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，提供最佳的物料單（BOM）成本和極低的能耗。

　　2 KNX收發(fā)器及評(píng)估板

　　KNX是一個(gè)符合智能樓宇標(biāo)準(zhǔn)、基于開(kāi)放式系統(tǒng)互連（OSI）的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。KNX是融合了此前的3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，包括歐洲家庭系統(tǒng)協(xié)議（EHS）、BatiBUS和歐洲安裝總線（EIB或Instabus）。KNX支持的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)包括：EN50090歐洲標(biāo)準(zhǔn)、ISO/IEC14543-3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、GB/Z20965中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)、ANSI/ASHRAE135美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。

　　安森美半導(dǎo)體提供的KNX收發(fā)器有：NCN5120、NCN5121、NCN5110和NCN5111等，可用于連接電器和傳感器，為建筑物內(nèi)9600波特KNX雙絞線（TP）總線提供溫度及光線控制。雙絞線總線可提供數(shù)據(jù)通信和電力供應(yīng)。

表1 安森美半導(dǎo)體KNX收發(fā)器

圖2 KNX網(wǎng)絡(luò)通信架構(gòu)

　　值得一提的是，安森美半導(dǎo)體與恩智浦（NXP）半導(dǎo)體最近聯(lián)合推出了用于高能效雙絞線網(wǎng)絡(luò)的評(píng)估板及完整參考設(shè)計(jì)。此評(píng)估板采用NXP的低功耗Cortex-M0微控制器LPC1227及安森美半導(dǎo)體的NCN5120接收器-發(fā)射器IC，幫助建筑物自動(dòng)化客戶簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程，將即可應(yīng)用的高能效KNX雙絞線方案，用于照明開(kāi)關(guān)及控制、供暖通風(fēng)空調(diào)（HVAC）控制、百葉窗及占用情況（occupancy）檢測(cè)等應(yīng)用。

　　3 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器無(wú)源紅外控制器（PIR）

　　安森美半導(dǎo)體的NCS36000無(wú)源紅外控制器用于照明和占用情況感測(cè)市場(chǎng)，可放大和調(diào)節(jié)來(lái)自PIR傳感器的信號(hào)。該器件的工作電壓為3.0V—5.75V，集成了低噪聲2級(jí)放大器，有內(nèi)部參考電壓驅(qū)動(dòng)傳感器;采用帶外部RC的內(nèi)部振蕩器；具有單脈沖或雙脈沖檢測(cè)功能；數(shù)字濾波器可最大限度地減少誤報(bào)；直接驅(qū)動(dòng)LED和繼電器。該器件是一個(gè)非常靈活的解決方案，客戶可以自定義數(shù)字濾波和模擬處理，適用于各種傳感器，BOM成本低于同類分立式解決方案。　　4 環(huán)境光及距