蓝牙mesh网络将成为商业互联照明系统的首选技术

描述

长期以来,商业互联照明系统一直致力于为建筑管理者提供可显著节约能源、改善用户体验、释放建筑全部价值的先进照明控制。随着商业环境对照明控制以及数据驱动型智能建筑服务的需求日益增加,这些服务所带来的收益远远超出了照明范畴。照明的普及性为实现智能建筑提供了理想的基础。

除了提供宝贵的能效和更舒适的工作体验外,照明控制系统还可以作为建筑的中枢神经系统,提高其他建筑系统(包括暖通空调和安全系统)的运行效率。照明基础设施还可以建立一个支持室内导航和资产追踪等高级建筑服务的平台。

投资是否能带来有意义的回报?

照明系统占商业建筑全部能耗的30%。因此,设施管理者和业主十分希望通过添加先进的照明控制来减少这些能源成本。但为了控制这一成本,首先需要付出成本。在传统控制系统中,控制系统越先进,成本就越高。因此,许多传统控制系统所产生的相关费用就已经令人望而却步,而复杂性也是采用传统系统的又一大障碍。为了提高人们的投资信心,系统所有者和集成商需要提供低起点的购置方案和高性价比的解决方案。

事实证明,无线网络是一个比有线网络更具成本效益的选择。有线照明控制网络除了会产生相关的额外费用外,在部署或升级系统时的安装工作也很有可能会中断日常运营,尤其是在高度活跃的商业或工业环境中,而无线网络在部署过程中可以大大节省成本并将中断的可能性降到最低。此外,无线平台的安装和升级更加便捷,提供了快速响应不断变化的业务需求所需的灵活性。

传统无线网络适合小规模的系统,比如家庭办公室或小型办公室中的系统等,但目前存在一个普遍的误解——在较大型的商业和工业环境中,无线网络的可靠性无法与有线基础设施相匹敌。实际上,有一种解决方案既具备无线照明网络的所有灵活性和成本优势,同时又能解决任何有关可扩展性或可靠性的问题。

商业互联照明的未来趋势

蓝牙mesh网络已成为可靠、可扩展的商业照明控制解决方案,它可以实现以数据驱动智能建筑服务。蓝牙mesh网络能够创建大型设备网络。当控制、监测和自动化系统拥有成百上千台需要相互通信的设备,并且最需要高性能、高可靠性和高安全性时,蓝牙mesh网络系统则是最适合的选择。先进的商业照明控制系统是最早采用蓝牙mesh网络的用例之一。

蓝牙mesh网络是适用于商业空间互联照明的最稳健、最强大低功耗无线电技术。

—— Rafal Han

Silvair公司首席执行官

凭借去中心化的控制架构、高效的信息寻址和可靠的信息中继功能,蓝牙mesh网络正在迅速成为商业互联照明系统的首选技术。

去中心化的控制结构

无线照明控制网络之所以可靠,是因为它能够将信息从开关直接传递至各灯具。许多无线网络的构建原理与有线系统相同——来自开关的信号通过网络被发送至中央照明控制器,该控制器对信息进行解读后将信息发送至各个灯具。由于信息需要往返于中央控制器之间,因此降低了一个无线照明控制网络的效率。

基于蓝牙mesh网络的控制系统实现了所有终端设备的智能化分布,因此无需中央控制器。蓝牙mesh网络运用点对点通信和多路径信息中继,以确保可靠的信息传递。打个比方来说,就是在蓝牙mesh网络照明控制系统中开关和传感器不与中央控制器通信,而是直接与灯具通信,因此无需再通过中央控制器控制灯具。这种去中心化的控制架构使系统能够以更低的成本实现更大的规模、更高的可靠性和性能,同时避免了单点故障的发生。

高效的信息寻址

其他无线mesh网络通信系统所使用的个别设备寻址最适合大部分通过单一途径传播流量的有线网络。然而,在照明控制系统等具有大量多播流量的无线网络中,这可能会导致严重的规模和性能问题。除了单个设备寻址外,蓝牙mesh网络还支持一种适用于多播流量的独特寻址方法——发布/订阅(pub/sub)。在发布/订阅中,灯开关等设备会将其信息发布到一个如同会议室一般的群组地址。所有需要接收该信息的设备,如会议室中的灯等都将订阅该群组。发布/订阅寻址方法能够大大减少网络上的信息收发流量,从而实现更大的网络规模和更高的性能。

高效、可靠的信息中继

当来源节点和目标节点不在彼此的直接收发范围内时,就必须通过网络中的其他节点转发信息。如果通过模拟有线网络中所使用的传统路由技术来完成这项任务,则可能会导致无线网络中出现严重的可靠性、规模和性能问题,尤其是有多播流量的网络。为了解决这一问题,蓝牙mesh网络采用了一种非常适合无线网络的可控型讯息洪泛中继方法,使无线网络既能够扩展到数千个节点,同时又能保持高性能和可靠性。

蓝牙mesh网络所使用的可控型讯息洪泛中继架构除了实现简单的部署和管理外,还具有与生俱来的多路径和自我修复功能,可以确保信息传递的可靠性。可控型讯息洪泛中继架构与群组信息发布/订阅寻址方法的结合,使蓝牙mesh网络在处理建筑自动化解决方案中出现的大量多播信息流量时游刃有余。因此,蓝牙mesh网络十分适合部署在商业和工业照明中。

蓝牙技术联盟与DALI联盟

最能证明蓝牙mesh网络效能的,莫过于它被一家历史悠久的全球性照明控制标准组织所采用。

在2020年5月,DALI联盟和蓝牙技术联盟宣布建立合作关系,这意味着负责为智能灯具制定领先物联网标准的组织和负责监督蓝牙技术(无线照明控制网络的领先物联网标准)的行业协会实现了强强联合。为了实现商业互联照明市场的大规模普及,必须制定标准以确保所有照明系统组件能够顺利实现互操作性,而所有商业互联照明系统最重要的两个组成部分都是灯具和照明控制网络。

2021年4月15日,DALI联盟发布了一项规格——蓝牙Mesh网络-DALI网关(Bluetooth Mesh to DALI Gateway),一个D4i认证的智能灯具的标准化网关,使该灯具能够在蓝牙mesh照明控制网络上配置、管理和控制。

蓝牙mesh网络-DALI网关规格在照明控制和内置大量传感器的灯具之间建立了一座“桥梁”,实现了建筑运营数据移动和分析,从而解决了发挥物联网照明真正潜力的最大障碍。这些内置大量传感器的照明系统能够使数据自由移动至其他建筑管理系统,提高这些系统和其他建筑服务的运行效率,为建筑及其使用者创造更大的价值。

蓝牙mesh网络-DALI网关规格以蓝牙在其他产品类别中的通用互操作性为基础,实现了照明组件、无线控制系统和智能灯具之间的全球跨厂商互操作性。

将蓝牙mesh网络与DALI相结合是商业照明行业的必然选择。这对组合使内置大量传感器的照明系统成为可能,并将为建筑管理者提供强大的新物联网功能,包括自动亮度和颜色控制、先进的灯具性能监测(如能耗和预测性维护)以及资产追踪和室内导航等增强服务。

—— Paul Drosihn

DALI联盟总经理

从制造商到终端用户,照明控制和智能灯具之间的互操作性对这条价值链上的每个人都有好处。市场将受益于更丰富的可互操作智能照明组件,这将有助于加快智能物联网照明系统在改造和新建环境中的应用。

我认为蓝牙技术与DALI之间的接口有两个与众不同之处。首先,是真正的互操作性,这一直是这两家组织的基石。互操作性不是一朝一夕就能够建立的,它更像是一种思维模式和一个过程。蓝牙技术在许多产品类别中都实现了普遍互操作性。因此我们相信,通过一个提供精准规格、运行多项互操作性测试活动并且包含严格认证程序的连续流程,可以实现照明的普遍互操作性。其次,是系统架构——完全分布式、无故障点的mesh网络,使智能照明的品质提升到一个新的级别。这项技术现在已变得易于实施且非常可靠,能够为安装人员和最终用户提供最佳用户体验。

—— Szymon Slupik

Silvair公司首席技术官兼联合创始人

Slupik在最近发布的一篇文章指出,蓝牙分布式控制架构与DALI应用控制器设计理念可谓是“珠联璧合”。Slupik表示:“很少有独立的架构能够匹配并相互扩展得这么好。技术上的匹配加上蓝牙技术联盟和DiiA之间的密切合作,使市场能够从更丰富、可互操作的智能照明组件中受益。这反过来又加速了智能物联网照明系统在经过改造的环境和新建环境中的应用,最终为每个人带来可以享用的节能、舒适度提升和用户体验。”

标准化=互操作性

DALI联盟和蓝牙技术联盟之间的合作表明,标准化在排除阻碍商业互联照明进一步普及的障碍方面发挥了关键作用。标准一直是市场普及的催化剂。如果不实现标准化,那么商业互联照明的大规模采用仍将遥不可及。此次合作将确保来自不同制造商的设备能够协同工作、建立一个全球性、可互操作的照明产品生态系统。

我们很高兴能支持蓝牙技术联盟和DALI联盟之间的这一合作。D4i智能灯具标准蓝牙mesh网络接口的建立将为行业带来机遇并使行业能够部署更先进、可互操作的物联网商业照明系统,同时保证两项标准之间的等效照明控制行为。

—— Arnulf Rupp

欧司朗标准化总监

通过蓝牙mesh网络实现商业照明

多年来,我们对于无线商业照明控制系统全部潜力的认识仍十分抽象。随着时间的推移,越来越多的设备开始依靠蓝牙mesh网络来支持其照明控制系统。

台达电子、Fulham、Leedarson Lighting、McWong、Murata、欧司朗、Sylvania、Zumbtobel等领先厂商的蓝牙商业照明产品生态系统正在不断壮大,这将助力于推动蓝牙商业照明解决方案的年出货量到2026年达到130%的复合年增长率。蓝牙mesh网络在仓库、零售、园林和商务楼中的大规模部署(包括在北美一栋22层高的办公楼中部署了近4000个节点),证明了该网络在严苛商业环境中的可扩展性和可靠性。

蓝牙mesh网络独特的去中心化控制架构实现整个网络的智能化,并消除单点故障,为安装者、建筑管理者和最终用户带来商业部署所需的韧性、性能和易实现性。此外,与其他低功耗无线mesh网络技术不同的是,蓝牙mesh网络是一个完整的全栈解决方案。它定义了从低级别物理无线电层到高级别应用层的各个层,使产品开发变得更容易并提高了产品的互操作性。

蓝牙mesh网络-DALI网关规格是照明控制系统从功能单一的解决方案转变成为向建筑管理系统提供数据的平台所迈出的关键一步。它将帮助智能照明基础设施成为在可持续发展的、以人为本的生态建筑中满足人们对更高能效与更好使用体验的需求的核心。

虽然通过无线(蓝牙)mesh网络与DALI认证灯具实现互联的照明控制系统是顺应自然产生的首个应用,但我们希望更加专注于放大灯具数据的价值。DALI(尤其是D4i)提供大量标准化灯具数据,包括实时能耗监测和预测性维护。我们相信,以可互操作的方式获得数据将带来巨大的价值。D4i与蓝牙mesh网络是‘天生一对’。该无线系统网络与基于DALI灯具内部网络的标准化接口将实现真正的跨厂商互操作性。到时候就能够通过蓝牙mesh网络实现与任何D4i认证灯具的无线互联。

—— Szymon Slupik

Silvair公司首席技术官兼联合创始人

为了让产品上市过程变得简练,DALI联盟和蓝牙技术联盟还一起简化了确保互操作性所需完成的厂商蓝牙产品资质认证和DALI-2/D4i产品认证流程。预计今年晚些时候会有更多关于产品资质和认证信息发布。

编辑:jq

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