无极灯的数字化及智能与网络化[3]

　　无极灯的网络化：随着照明技术的发展，照明领域的网络化和远程监控技术需求越来越明确，尤其是随着LED这样的照明技术出现，网络化和远程监控已经成为照明技术的标准配置，无极灯如果不能跟上这个潮流，就会被边缘化。网络化的途径也可以有多种选择，一是基于电缆的有线技术，目前能够选择的协议有很多种，如485BUS，CAN BUS，以太网技术等等，二是基于无线通信的无线技术，目前比较常见的有GSM，CDMA，GPS，3G，ZIGBEE等等。至于远程监控的做法，也有很多种，目前最为流行的有DMX和DALI两种。

　　1、系统方案

　　以太网(Ethernet)是当前应用最普遍的局域网技术。IEEE制定IEEE802.3标准给出了以太网的技术标准，规定了包括物理层的连线、电信号和介质访问层协议的内容。以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑，但目前的快速以太网(100BASE-T、1000BASE-T标准)为最大程度的减少冲突和提高网络速度和使用效率，通常采用交换机(Switch)来进行网络连接。TCP/IP是最普遍使用的数据传输协议，TCP 协议负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头，包头上有相应的编号以保证在数据接收端能将数据按顺序还原为原来的格式。IP 协议在每个包头上再加上接收端设备地址，数据包可以准确寻址。如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况，TCP 协议会自动要求数据重新传输，有效保证了通信的可靠性。

　　DMX512是当今使用最广的灯光通讯协议， USITT(美国剧院技术协会)把Colortran 公司的CMX192中的Band rate 从153.6Kbit/s提升至250Kbit/s，把192CH变为512CH，因该协议结构简单、成本低、容易理解而得到广泛使用。DMX512控制线采用5针XLR(有时候是3针)连接设备，规范中建议用两对导线(4 个连接口)来实现屏蔽，虽然通常只是需要其中一对，第二对导线用于未指定的可选场合中。一些调光器使用这些线来指示故障和状态信息。如果调光器用第二个信道，则需要专门配置的分路器和中继器。

　　RS-485是一个电气接口规范，它只规定了平衡驱动器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和通信协议。RS-485 标准定义了一个基于单对平衡线的多点、双向(半双工)通信链路，是一种极为经济、并具有相当高噪声抑制、传输速率、传输距离和宽共模范围的通信平台。RS-485接口可平衡传输，多点通信，最大总线负载可达32个单位负载(UL)，最大传输速率可达10Mbps，速率低于100kbps时，最大电缆长度可达4000英尺。RS485只规定物理层，留给各厂商充分利用空间。很种现场总线，包括DMX512的物理层均采用RS485协议。在LED照明控制领域，通常做法是每个LED灯具内置一片MCU控制并通过RS485接口芯片连接到RS485总线上，用一台控制器对RS485总线上的每个MCU发送数据进行控制。

　　ZigBee是一种无线网络技术，2000年底IEEE成立了802.15.4工作组，规定了ZigBee的物理层和媒体接入控制层。ZigBee工作在2.4 GHz的ISM频段，节点之间的最大通信距离可达100m，信号具有一定的穿墙能力，并且ZigBee支持路由节点，可根据需要组成一个星型网、簇状网或者网状网，网络最大节点数可达65535，只要合理布局，可以保证没有通信盲区。此外ZigBee具备较快的响应特性，2个节点之间的一次数据发送过程在5 ms之内即可完成，很好地满足了无线智能照明控制系统对网络结构、容量以及实时性的要求.

　　由上可见，目前以太网、DMX512和RS-485和ZigBee这些技术已经很成熟，并得到广泛应用。因此本方案将这些技术融合在一起构筑新一代包括有线和无线LED智能照明控制系统。该系统将融合这些技术的优点，实现有线控制和无线控制的无缝连接，在同一个网络里可同时连接多种设备，而整个系统采用TCP协议可提高整个照明系统长距离传输的控制质量和可靠性，使设备的远程监测和控制更有效。