智能照明控制协议这么复杂,OEM厂商该如何选择?

PATRICK DURAND表示,基于开放标准的照明控制可以解决照明OEM厂商对系统的复杂性和可扩展性、灯具和控制组件的互操作性、以及室内商业照明应用灵活性方面的担忧。

当照明OEM厂商投标项目时,往往会被要求在建议书中包括一套兼容的照明控制系统(通常来自第三方照明控制供应商),其中控制系统的要求是专门指定给照明OEM厂商的。到目前为止,许多照明OEM厂商都很被动地回应这些要求,而没有制定出一套关于照明控制的正式的主动策略。

我们应不应该等一套全球照明控制标准?

未能积极实施照明控制策略的主要原因在于困惑,困惑于采用哪种技术,困惑于投资于哪个供应商,尤其是对于室内商业和办公环境的照明控制系统而言。大多数照明OEM厂商没有时间、资源或专业知识来评估所有照明控制技术的优点。

对于住宅照明控制(即智能灯泡)而言,主流协议很明确,ZigBee Light Link在这方面是赢家,多个照明OEM厂商支持该协议。但是,对于室内商业和办公照明控制而言,技术选择仍然在变化中(图1)并且数量不断增长。许多照明OEM厂商正在选择等待一个主导的或事实上的标准,以避免在早期阶段选择不当的技术。

图1. 照明控制技术选项很多,这对于要求开发兼容控制系统的OEM厂商来说可能很困惑。

一项主导的全球标准缺少,有三个主要原因。第一个原因是主要照明控制技术和/或主要LED驱动器调光信号因地区而异。例如,0-10V是北美主要的LED驱动器调光信号,而DALI(数字可寻址照明接口)和脉宽调制(PWM)分别在欧洲和日本占主导地位。从楼宇自动化系统的角度来看,虽然BACnet似乎是一个主导的全球协议,但KNX在欧洲非常受欢迎。因此,照明OEM厂商为了适应各个地区的终端客户,很难依靠单一技术。

第二个原因是照明控制设备因复杂性而异。一方面,一些装置只简单地要求一个感应传感器根据是否有人在房间里,向LED驱动器提供信号,决定是打开或者关闭。如果在整个建筑物的不同房间中有多个装置,没有网关将它们连接到集中式控制系统,这些简单的系统就会独立运作。另外一方面,现在有集中的照明控制系统,管理、监控和控制整个建筑物,甚至整个城市、整个国家、或全球多个建筑物的照明。通常用于制造这些简单与复杂系统的技术类型往往会有显著的差异。因此,这对于依赖单一照明控制技术的OEM厂商来说,也是另一个挑战。

第三个也是最有影响力的原因是照明OEM厂商对于任何给定的项目不会指定照明控制技术。这是决策者、建筑师、建筑物所有者或建筑经理的责任。

考虑到这些挑战,在选择照明控制技术以开发主动照明控制策略时,照明OEM厂商该做什么呢?许多照明OEM厂商的答案是等,因为标准和复杂性待定。实际情况是存在许多选择,根据应用,可以评估某些标准来确定要实现的最佳解决方案,最终赢得订单。选择照明控制技术,要根据以下五个标准:灵活性、互操作性、简单性、可扩展性和成熟的技术。

灵活性和互操作性

所有照明控制技术都属于两大技术类别之一:专利技术或开放技术。使用专利技术的特定供应商的产品只能与同一供应商的其他产品配合使用。开发专利技术的照明控制公司由于其技术驱动的价值主张或由于其强大的市场渠道(特别是对于成熟的公司),一直遵循这一业务模式。专利技术可以适用于具有良好技术适应性的特定照明控制项目,或者专利技术被直接指定为照明控制解决方案。

相比之下,开放技术基于开放或公共的标准,允许多家公司开发使用相同基本协议的产品;来自不同供应商的产品可以相互操作为系统工作(图2)。因此,开放技术为照明OEM厂商提供了灵活性,可在多家供应商之间进行选择,根据功能、外形尺寸和定价混合和匹配各种解决方案,以满足最终客户的照明控制要求。

图2. 照明控制的开放标准可以将使用相同协议的多个供应商设计的不同产品和建筑系统结合在一起。

对于室内商业和办公环境中的照明控制,有两种主要的开放技术:EnOcean和ZigBee。EnOcean是第一个也是唯一的针对超低功耗和能量采集解决方案进行优化的ISO / IEC无线标准(14543-3-10)。因此,使用EnOcean技术的照明OEM厂商可以获益,无需电源和电池,提供无线开关和传感器。EnOcean机械能采集模块能够将机械能(如手指按压开关的机械能)转化为电能,供给模块工作,可应用于无线无源开关等产品中。EnOcean Alliance目前拥有来自世界各地350多名成员,共有1300多种互操作的产品。

ZigBee基于IEEE 802.15.4标准,802.15.4定义了物理层和MAC层,而ZigBee定义了网络层和应用层。所有基于ZigBee或基于802.15.4的照明控制供应商(除了一个)要定制ZigBee或开发基于802.15.4的专利协议。这是由于ZigBee在室内商业和办公照明环境中固有的复杂性。实际上,ZigBee更像专利协议,因为使用ZigBee或802.15.4的大多数照明控制产品都不能在供应商之间互操作。 唯一的例外是一家将ZigBee所需的额外智能纳入其网关的供应商。因此,来自不同供应商的非定制ZigBee的端点节点(交换机,控制器,传感器)可以与该供应商的网关互操作,但这又限制了照明OEM厂商对网关供应商的选择。

图3示出了建筑师、建筑物所有者或建筑物管理者从调光控制、标准通信和楼宇自动化系统(BAS)的角度指定的各种选项。例如,一项给定的项目可能要求照明控制系统支持具有占有和采光传感器的BACnet BAS,其中灯具必须由DALI信号控制。或者,规格可以指出,照明控制系统必须通过智能手机和平板电脑进行控制和监控,其中灯具由0-10V信号控制。如果照明OEM厂商所选择的技术或供应商不够灵活,那么照明OEM厂商最终将被迫使用多个供应商的多种技术。这给资源造成了压力,特别是照明OEM厂商的销售和销售代表团队,他们必须将照明设备和控制解决方案给到终端客户。

图3. 在基于开放技术的系统中,使用现有的可互操作的组件,可以实现照明控制的灵活性。

简单性和可扩展性

一些终端客户,如建筑业主和建筑经理,不想要并入一套BAS或集中照明控制系统,这些系统可以通过计算机或移动设备来控制、设定和监控。相反,这些终端客户更愿意将照明控制解决方案限制在LED驱动器的开关、传感器和控制器(通常为0-10V继电器和DALI控制器)上,不需要网关或复杂的网络设备。 换句话说,这些终端客户希望在每栋建筑物内的每个房间提供简单的独立照明控制系统。

目前,对于简单的独立照明控制系统,有两个主要的选项:第一个是来自一个完善的专有照明控制供应商,另一个是EnOcean技术。相反,当前可用的基于ZigBee或802.15.4的照明控制系统需要使用网关或网络设备。使用独立系统,操作可以像按下无线开关上的按钮、像按下无线控制器上的按钮一样简单。还有一些带有无线USB加密狗的操作选项,用于带有PC软件的一些照明控制系统,以微调某些无线设备(即传感器和控制器)设置。

假设,在安装简单的独立照明控制系统之后几个月或几年,大厦的所有者或经理决定使用BAS,或者想要以PC /智能手机/平板电脑进行集中照明控制、设定和监控。EnOcean技术可以无缝、轻松地从简单的独立系统转换为可扩展的网络系统,而无需更改现有的照明控制系统(图4)。基于ZigBee和基于802.15.4的照明控制系统可扩展到一栋完整的建筑物,甚至多栋建筑,但起点始终需要网关或网络设备。

图4. 在这个例子中,EnOcean通过单一技术可以支持简单、可扩展的照明控制系统。

经过验证的控制技术和支持

建筑业主和建筑经理通常不希望他们的建筑成为新兴技术的一个测试场所。因此,照明OEM厂商为项目推广的照明控制技术必须是一项成熟的技术。

领先的ZigBee和802.15.4照明控制供应商各自拥有数百到数千个建筑物的用户基数。EnOcean联盟表示,EnOcean技术已经在世界各地的35万多栋建筑中安装。

虽然ZigBee和802.15.4技术非常可靠,在实际场景中也已经得到了证实,但是EnOcean技术在国际市场上的保有量可能会增加照明OEM厂商在世界不同地区不断赢得项目的机会。因此,随着越来越多的照明OEM厂商在多个市场上销售其灯具,照明OEM厂商可以不必根据项目的位置来了解和推广不同技术。(编译:LEDinside James)

 

 

 

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