室外照明系统智能化升级背后LED照明架构的更迭

 
电子发烧友网报道（文/李宁远）高功率的LED可以说彻底改变了照明行业，尤其是室外的照明系统。现在的室外照明系统都在利用LED尽可能地实现更高的能源效率、更高的可控性以及更低的成本。
 
有些室外照明进展较快的地区已经开始为LED照明系统添加更智能化的功能，实现云端管理下监测空气质量、适应天气和交通情况并向有关部门发出紧急情况警报等功能。
 
室外照明LED架构ANSI C136的转变
 
目前，全球大部分地区都在使用根据ANSI C136标准设计的LED灯具，在LED还未普及前，ANSI C136.10道路和区域照明设备标准作为一个通用平台，实现了基于交流线电压和3极连接的光控器和插座的可互换性，是大部分地区的架构标准。
 
早期的LED同样使用该架构，整个照明系统由经过ANSI C136.10认证的控制设备、光电二极管、LED驱动器、供电设备、ANSI C136.10接口、LED模块组成。
 
早期时候的3级光控器一般是不可调光的，效率较低，该架构的局限性愈发明显。随着人们对效率的逐步重视，加之LED技术日益升级并广泛铺开应用，ANSI C136.41被指定来定义设备和插座以提高道路灯具的效率。该标准旨在与现有照明系统向后兼容，能够维护3极线电压连接，并增加信号输出触点。
 
此接口支持通过光电二极管或运动传感器进行数字或模拟调光控制，该架构让LED照明系统有了光控能力。该架构下的光控器既能提高照明系统的性能又能节能。
 
该架构比ANSI C136.10架构还多出了无线通信功能，通过各种无线协议，可以实现整个照明系统的互联。可以说这种照明系统不仅需要设计人员具备普通的电气技能，还需要熟悉数字电子、LED驱动，掌握各种无线和有线通信技术、电源设计技术和传感器集成技术。
 
不过ANSI C136.41标准并没有对元件接口和布线配置进行完全标准化，如何优化元件在该架构下还是颇有挑战性。
 
Zhaga双节点架构
 
Zhaga联盟一直在推动LED元件标准化并提高元件间的可操作性，Zhaga Book 18是Zhaga联盟专为 LED 照明系统而设计双节点结构。该架构最重要的一点在于，将ANSI架构中放置于光控器内的供电装置外置到了LED驱动中或者作为一个单独的元件独立了出来。也就是光控器整个结构和布线得以简化，进而可以进行双节点控制。
 
除此之外，Zhaga Book 18更多地解决的是LED接入物联网时遇到的麻烦，LED的IoT模块与灯具间的接口由Zhaga完整定义保证了其互操作性，各个模块间的连接全部标准化，不再像ANSI C136.41里元件接口与配置还有多种配置选择。
 
Zhaga将扩展模块控制灯具的接口定义为国际标准DALI数字可寻址照明接口，保证了元件的即插即用与互操作性。在LED照明系统越来越智能化的今天，Zhaga Book 18通过合适的分割灯具与控制模块，并将两者之间的接口进行完整的定义与标准化，大大降低了智能LED设计的难度，缩短了LED与物联网之间的距离。
 
Zhaga＋ANSI，混合双节点架构
 
ANSI C136.41实现了节能的目标并大大提高了LED照明系统的性能，Zhaga Book 18开放式的架构简化了LED的智能化设计，二者混合式的双节点架构正好充分利用二者各自的优势。
 
在Zhaga＋ANSI的混合双节点架构下，所有的光控设备都经过Zhaga认证，但在光控节点或者通信节点上使用ANSI C136.41接口连接，然后通过内部总线为ANSI C136.41节点供电，既简化LED内部的布线又提供智能化升级的空间。目前有些Zhaga认证的照明连接器已经在内部嵌入传感器进行感知、收集环境数据，更加智能化。
 

 
Zhaga Book 18 LED连接器，TE

 
小结
 
目前可以预期的是，随着室外照明智能化需求越来越高，Zhaga双节点架构会越来越受到重视，而ANSI本就广泛地应用于各类LED中，因此Zhaga双节点架构或者Zhaga＋ANSI的混合架构肯定是未来智能LED以及智能室外照明系统的的基础支柱。