互联照明驱动智能建筑应用市场快速增长 -凯发app官网登录

全球互联照明市场极具发展潜力

顾名思义，互联照明便是可以进行网络连结的照明设备，又可称之为智能照明，照明设备通过网络连结，便可以进行远程的照明管理，这是智能建筑的基础功能之一。如此一来，将能使电源的使用拥有更高的效率，若能集成各式各样的传感器（房间占用率、温度、湿度、co/co₂ ……），以及通过led、poe和knx设备进行寻址，将更能有效地管理建筑物内各个房间的使用状况，实现更智能的建筑物管理。

依据市场调查显示，在2020年的全球智能照明市场约有89亿美元，预计到2027年则将成长到289亿美元，复合年增长率（cagr）将可达到18.3%，取决于来源和时间表，复合年增长率将在15 ~ 30%之间，极具市场发展潜力。

采用可见光为载体的数据通信技术

可见光通信（vlc）其实并不是什么新技术，早在1880年代的贝尔实验室推出的光电话便是采用vlc技术，发展历史比无线电还早，其采用的可见光的频率介于400 thz（波长780 nm）至800 thz（波长375 nm）之间，vlc是使用可见光为载体的数据通信技术，数据传输速率较低（kb/s）。

可见光无线通信技术（light fidelity，简称li-fi），是一种利用vlc来实现互联网的信息传输。通俗地说，可见光无线通信技术就是以各种可见光源作为信号发射源，通过控制器控制灯光的通断，从而控制光源和终端接收器之间的通信。li-fi是一种允许双向传输光的vlc形式，不同的是，它不是采用无线电频谱，而是通过配备特殊芯片的led灯具控制，利用可见光谱来传输数据。

li-fi具有高带宽（其带宽是wi-fi的1万倍）传输能力，在5米（16英尺）的距离内使用白色led时，速度为500 mbit/s，在实验室条件下使用五个led时，在更远的距离上速度为100 mbit/s，并具有高安全性（室内电脑、行动终端信息不会泄露到室外）、节能等特点。尽管li-fi灯具必须保持打开状态才能传输数据，但是灯具可以调暗至人眼看不到的程度，却仍然能够执行数据传输。

此外，运用vlc技术还可以进行室内定位，使用调光功能（通过mcu控制）用于传输数据，通过保持平均的led输出电流，来载入人眼无法察觉的信号，当使用外部接收器（智能手机、平板电脑…）时，手机或平板上的图像传感器可以接收并读取数据，并便利用手机处理器来计算出位置信息。另一方面，目前一些灯具可以通过采用yellow dot通信协议，定义了pwm频率、占空比和符号率的vlc方案来传输信号。

支持定位功能的可见光通信技术

相较于射频无线通信技术，vlc拥有更高的抗干扰能力，对反射不太敏感（适用于金属环境），并且不会受到附近射频发射源的影响，也不会对其他通信系统造成影响，更适合应用对电磁干扰敏感的场域，像是飞机、医院、有爆炸风险的场域，并具可扩展性，通信渠道不会因为使用大量接收端设备而饱和，且具有更高的安全性，其本质上仅限于视距范围内通信（不穿墙），可依据光源来定位。此外，vlc系统复杂性也相对较低，无需额外的功率放大器和信号链，可降低功耗和设计复杂性。

想要利用vlc来进行室内定位时，首先可将每个led灯具设定一个唯一的id，并布建与指示出该灯具在建筑物内的位置，然后led可通过vlc发送信号至接收器端，接收装置接收到信号并译码后计算出位置信息，接收装置可以是摄像镜头（模块）或是光电二极管（photodiode），其精确度可以准确到15公分。

以移动机器人运用vlc进行室内定位为例，其定位精度可达到几十厘米，并可抗射频干扰，由于信号仅限于建筑物内部，因此本质上相当安全，且指令可以通过灯具网络单向传输，并可通过增强的现有射频基础设施来进行双向传输。定位时在平面图数据库会包含灯具位置和唯一id，灯具会连续传输其唯一id，机器人的光学传感器或摄像头模块则会捕获id，然后机器人应用三角原理进行定位。

支持可见光通信的智能led驱动器系列

看好智能建筑市场的发展，安森美推出了ncl310xx智能led驱动器系列，将通信接口、系统电源、led驱动器和计量功能全部集成在一个芯片中，ncl310xx系列智能led驱动器以高效率、单通道或多通道、互联灯具应用为目标。

ncl310xx系列具有非常高的集成度，提供了两个辅助dc-dc转换器来为微控制器、传感器和其他外围设备供电，包括用于测量和报告输入和输出电流和电压、led温度和dc-dc电压的精确计量，而整个范围的故障保护和诊断涵盖设备、应用和用户安全。

ncl310xx系列包括集成dc-dc转换器的ncl31000，与为多通道应用移除了dc-dc转换器的ncl31001，以及集成了ieee802.bt pd（90w）的ncl31010。其中的ncl31000系列具有连通性、集成、控制和定位功能特性，专为poe设计、可见光通信，支持rf/mcu连接（spi/i2c串行接口），集成了97%高效的led驱动器、3.3v降压转换器、在2.5-24v可调降压转换器，支持功率计量，拥有高级光引擎控制能力，真正的可调光至黑暗，可通过多通道功能进行颜色混合与环境设置，室内定位的精度在30cm以内，可启用vlc并与手机通信。

ncl310xx智能led驱动器系列具有21.5 v至57 v的宽输入电压范围，适用于专有的100 w 应用，集成3.3 v降压转换器（仅适用于ncl31000），集成可调2.5 − 24 v降压转换器（仅适用于ncl31000），集成高效降压led驱动器，支持44.4 khz至1 mhz可调开关频率，使用内部精密2.4 v基准，可以0.1%的精度深度调光至零，拥有一流的线性度，具有~50 khz的高调制带宽，支持vlc能力并与yellow dot兼容。

ncl310xx在微控制器重新闪烁（热启动）期间，可用内部dim dac进行独立的led控制，具有低emi参考设计、i2c/spi接口，具有可用于测量电压／电流的高精度诊断功能，可防止led短路和开路，支持led过压／欠压和过流保护、芯片过流保护、芯片和led过温保护，结温范围为−40℃至 125℃，提供48引脚qfn 7x7封装，这些器件不含铅且符合rohs标准。

满足可见光通信需求的双通道凯发app官网登录的解决方案

ncl31000是安森美led驱动器系列的新成员，专门针对灯具应用，非常适合可见光通信和管理照明系统，能够处理100w 应用，集成了ieee802.3bt认证的poe-pd接口和高效降压led驱动器，支持高线性度高带宽模拟与数字调光和低至零电流的pwm调光。

ncl31000包括一个集成的固定3.3v dc-dc和一个可调dc-dc转换器，诊断模块包含一个adc，可测量输入和led输出电流、电压、led温度、dc/dc电压和电流。快速安全机制可保护芯片的关键模块，并可一起使用具有灵活的状态报告和中断机制的诊断测量。ncl31001与ncl31000相同，只是它不包括两个dc-dc转换器，ncl31000和ncl31001的组合是双通道凯发app官网登录的解决方案的理想选择。

ncl310xx智能led驱动器系列可广泛应用在室外照明中的互联路灯、建筑照明，室内照明中的办公室照明、工业照明、剧场灯光、医疗照明，在温室农业中的多通道管理照明，在显示器中用于显示数据（电子墨水价格标签、led显示屏）、专业和高端显示器的背光，以及应用于危险环境。在进行室内定位时，通过vlc，可定位资产和产品的位置，引导客户和乘客，协助仓库自动化、自动导引车定位。

安森美还推出poe接口智能led驱动器评估套件 — ncl31010gevk，支持ieee 802.3bt，带高效有源电桥，具备class 6 / 60w led驱动能力、rj45数据直通连接器、通信与控制接口、支持emi/emc优化。评估套件包括ncl31010refgevb的poe接口智能led驱动器参考设计（1英寸外形），ncl31010aasgevb的poe led驱动器arduino适配器扩展板与环通以太网电缆（rj45）。

结语

通过采用vlc技术来传输信息的互联照明设备，除了可以提供更易于管理与节能的智能建筑应用，还能够提供室内定位功能，并拥有绝佳的信息安全性，是极具发展潜力的市场。由安森美推出的ncl310xx智能led驱动器系列，可以广泛使用于室内与室外的互联照明应用，值得有兴趣投入相关产品开发的厂商进一步深入了解。