Was Sie über Smart Lighting Networks wissen müssen

- Apr 28, 2019-

Dieser Inhalt wurde ursprünglich auf dem OSRAM Digital Systems-Blog veröffentlicht. Den originalen Blogbeitrag können Sie hier lesen
Die Auswahl eines intelligenten Beleuchtungssystems kann unter anderem deshalb schwierig sein, weil Sie ein grundlegendes Netzwerkverständnis haben müssen. Wie verbinden sich die Leuchten, Sensoren und Steuerungen in Ihrem intelligenten Beleuchtungsnetzwerk und kommunizieren zuverlässig miteinander?

Klingt das kompliziert? Es ist wirklich nicht so, aber ein paar Grundlagen zu verstehen, bevor Sie anfangen, ist wichtig. Es gibt zwei wichtige Entscheidungen, die Sie treffen müssen. Das erste ist die Systemarchitektur und das zweite ist das Kommunikationsprotokoll. Lassen Sie es uns ein bisschen aufschlüsseln.

Systemarchitekturoptionen - Wireless, Wired oder Hybrid

Lichtsteuersysteme können verkabelt, drahtlos oder eine Kombination aus beiden sein (Hybrid). Die Systemarchitektur bezieht sich darauf, wie Steuersignale übertragen werden und nicht darauf, wie ein Steuergerät mit Strom versorgt wird.

In einem typischen verkabelten Lichtsteuersystem werden Steuersignale über Kommunikationskabel übertragen. In einem drahtlosen System kommunizieren Steuergeräte über die Luft unter Verwendung von Hochfrequenz-HF-Wellen, ohne dass Kabel benötigt werden. Hybridlösungen verwenden Kabel für Bereiche, in denen dies machbar ist (z. B. bei Neubauten), und Funk als Erweiterung des Kabelnetzwerks, um die Abdeckung in schwer zugänglichen Bereichen zu gewährleisten, oder in Bereichen, in denen die Verkabelung zu teuer ist.

Die Auswahl der richtigen Architektur für einen bestimmten Standort wird von vielen Faktoren beeinflusst, darunter, ob es sich um einen Neubau oder ein bestehendes Gebäude handelt, der Raum oder das Gebäude selbst, die Installationsanforderungen und die Gesamtkosten. Werfen wir einen Blick auf die Vorteile und Herausforderungen der einzelnen Architekturtypen.

Faktoren, die die Entscheidung über die Systemarchitektur beeinflussen

  1. Gebäudestatus - Ist Ihr Gebäude bereits gebaut oder wird es gerade gebaut? Wenn es sich in der Bauphase oder in der Entwicklung befindet, ist es am günstigsten, ein drahtgebundenes Lichtsteuersystem zu integrieren. Für ein bereits bestehendes Gebäude ist eine drahtlose Lichtsteuerungslösung wahrscheinlich die beste Option.

  2. Systemzuverlässigkeit - Obwohl die drahtlose Technologie einen langen Weg zurückgelegt hat, gibt es Situationen, in denen eine kabelgebundene Lösung immer noch die zuverlässigste ist. In einigen Anwendungen können Störungen durch Baumaterialien und Technologie dazu führen, dass drahtlose Systeme weniger zuverlässig sind. Um dieses Problem zu beheben, kann eine drahtlose Mesh-Netzwerktopologie verwendet werden. In diesem Fall kann jeder Netzwerkknoten (Verbindungspunkt im Netzwerk, der Daten senden, empfangen oder speichern kann) mit jedem anderen Gerät kommunizieren und Nachrichten an seine Nachbarn weiterleiten. Mesh-Netzwerke sind selbstheilend, da bei Störungen die Daten automatisch umgeleitet werden, um eine bessere Abdeckung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

  3. Skalierbarkeit - Ein drahtloses System benötigt mehr Knoten / Repeater (Hardware) in einem bestimmten Radius, um das Signal im Vergleich zu einem drahtgebundenen System stark zu halten. Die Reichweite oder maximale Übertragungsentfernung eines Signals hängt von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich des verwendeten drahtlosen Kommunikationsprotokolls, der Gebäudestruktur und der Hindernisse für die Standortlinie. Ein verkabeltes System benötigt weniger Hardware, da es lange Kabelstrecken (z. B. 250 m) unterstützen kann. Beide sind skalierbar. Mit zunehmender Gebäudegröße können die Kosten für die Verkabelung jedoch die Kosten für eine drahtlose Installation übersteigen.

  4. Budget - Die Kosten für Ausrüstung und Installation sind bei kabelgebundenen Systemen im Allgemeinen höher.

  5. Nachdem Sie sich für Ihre Systemarchitektur entschieden haben, ist es jetzt an der Zeit, das Kommunikationsprotokoll zu bestimmen, das im Netzwerk ausgeführt wird.

    Auswählen eines Netzwerksteuerungsprotokolls

    Ein Netzwerkprotokoll definiert Regeln und Konventionen für die Kommunikation zwischen Netzwerkgeräten und wird als proprietär oder offen eingestuft. Proprietäre Protokolle werden von einem einzigen Anbieter entwickelt und speziell für die Geräte verwendet, die sie herstellen. Andere Anbieter unterstützen möglicherweise das proprietäre Protokoll, sodass in Umgebungen mit mehreren Anbietern möglicherweise spezielle Gateway-Geräte erforderlich sind.

    Offene oder Standardprotokolle sind nicht herstellerspezifisch und werden von der Branche akzeptiert. Standardprotokolle werden häufig in Zusammenarbeit von Experten aus verschiedenen Organisationen entwickelt.

    Drahtlose Protokolle

    ZigBee ist ein Standardprotokoll, das von der IEEE-Standardorganisation definiert wird. Es wurde entwickelt, um ein drahtloses Proximity-Mesh-Netzwerkprotokoll mit geringem Stromverbrauch und geringer Datenrate zu entwickeln, mit dem Ziel, einfacher und kostengünstiger zu sein als andere drahtlose Netzwerkprotokolle wie Bluetooth oder Wi-Fi. Es bietet ein hohes Maß an Sicherheit mit 128-Bit-Verschlüsselung.

    Bluetooth Low Energy (BLE) bietet eine Bandbreite von 1 Mbit / s und eine Reichweite von bis zu 100 Metern. Zu den Hauptvorteilen zählen die Vertrautheit der Verbraucher, ein weit verbreitetes Ökosystem und eine herstellerübergreifende Lieferkette. Obwohl es sich um ein Standardprotokoll handelt, ist BLE nicht geöffnet, da es von der Bluetooth Special Interest Group lizenziert werden muss.

    EnOcean ist ein Standard, der Energy Harvesting verwendet, um Sensoren und Schalter ohne Batterien oder eine verdrahtete Energiequelle zu betreiben. Obwohl es als Standardprotokoll betrachtet wird, ist es nicht offen, da es von EnOcean lizenziert werden muss.

    Wi-Fi bietet eine höhere Bandbreite als ZigBee, Bluetooth oder EnOcean, ist jedoch in der Regel teurer und verbraucht mehr Strom als die Alternativen.

    Kabelgebundene Protokolle

    0-10V ist ein Standard-Analogsteuerungsprotokoll. Es legt ein Gleichspannungssignal von <0 v="" (minimale="" lichtleistung="" 0%;="" steuerleitungen="" kurzgeschlossen)="" bis="" 10="" v="" (maximale="" lichtleistung="" 100%;="" steuerleitungen="" offen)="" an,="" um="" einen="" variierenden="" intensitätspegel="" zu=""> Da der Strom durch die LED unverändert bleibt, tritt bei unterschiedlichen Dimmstufen keine Farbverschiebung auf. 0-10V-Protokolle werden normalerweise für Vorschaltgeräte und LED-Netzteile verwendet, um Dimmfunktionen zu steuern, bei denen der Dimmbereich des Netzteils oder Vorschaltgeräts begrenzt ist.

    DALI ist ein nicht proprietäres bidirektionales Protokoll, das vom internationalen technischen Standard IEC 62386 spezifiziert wird. Es bietet eine einzige Schnittstelle für alle Lichtquellen und Lichtsteuergeräte. Dieses Protokoll ermöglicht nicht nur die individuelle Adressierung von Geräten, sondern auch die gleichzeitige Adressierung mehrerer Geräte über Multicast- und Broadcast-Nachrichten. Das DALI wird zur Kommunikation und Steuerung von Beleuchtungsgeräten verwendet. nicht nur Vorschaltgeräte, sondern auch LED-Treiber, Schaltgeräte, Wechselrichter, Farbsteuerung usw.

    GreenBus II ist ein DALI-basiertes proprietäres Steuerungsprotokoll, das für das vernetzte Lichtmanagementsystem Osram Encelium entwickelt wurde. Es ermöglicht eine individuelle Dimmsteuerung für Tausende von Leuchten in einem Gebäude und integriert Peripheriegeräte wie Präsenzmelder, Fotosensoren, relaisbasierte Steuerungen, Schaltpakete und Niederspannungs-Wandsteuerungen in das Encelium-System.

    DMX ist ein digitales Steuerprotokoll, das für eine Vielzahl von Geräten verwendet werden kann, um Optionen wie Lichtpegel, Fokus, Lichtfarbe oder Lichtrotation zu steuern. In einer Standardkonfiguration können DMX-Steuerschnittstellen bis zu 512 Adressen bereitstellen, sind über Software und / oder Mischpulte programmierbar und eignen sich für komplexe Lichtszenensequenzen. DMX wird in der Regel für Bühnenbeleuchtung und Kinoeffekte verwendet, kann jedoch auch zur Steuerung von LED-Anwendungen mit Farbwechsel verwendet werden.

    Mit Vorteilen wie einem deutlich reduzierten Energieverbrauch und den damit verbundenen Betriebskosten sowie einer gesteigerten Mitarbeiterproduktivität, Zufriedenheit am Arbeitsplatz und einer verbesserten Gesundheit und Wohlbefinden der Insassen ist eine intelligente vernetzte Beleuchtung heute und in Zukunft verfügbar.