第3章 户外LED照明灯具的调光技术
3.1 户外LED照明灯具调光技术简介
LED目前已经成为主流照明光源，取代其他传统光源是必然趋势。随着LED技术深入发展和LED照明灯具细化，智能化控制与调光技术已经成为LED照明光源的优势。由于LED的工作特性可以适应智能控制系统对它进行的频繁开关和0%～100%调光，所以它能满足户外照明节能和景观照明的不同需求。
ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通信技术，ZigBee是基于IEEE 802.15.4标准的低功耗局域网协议。ZigBee协议（又称紫蜂协议）从下到上分别为物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、传输层（TL）、网络层（NWK）、应用层（APL）等，其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE 802.15.4标准的规定。
ZigBee可以在2.4GHz（全球流行）、868MHz（欧洲流行）和915 MHz（美国流行）3个频段上工作，分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率。它的传输距离为10～75m，而且可以继续增加。
ZigBee 模块是一种物联网无线数据终端，利用 ZigBee 网络为客户提供无线数据传输功能。
2012年4月，ZigBee联盟推出了ZigBee Light Link，设定了共同标准。ZigBee Light Link具有所有ZigBee网络的固有技术优势，实现了基于IEEE 802.15.4标准的低功率、低成本、健壮、安全的无线网络。
ZigBee网络的主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee网络中的设备可分为协调器（Coordinator）、汇聚节点（Router）、传感器节点（Sense Node）等。
上海顺舟智能科技股份有限公司生产的ZigBee模块可应用于工业无线测控通信、传感器数据采集、智能家居、物联网、智能照明、食品安全追溯、智能建筑节能、智能电网、智能抄表系统、智能交通、智能测绘仪表数据采集等领域。ZigBee最多支持15级跳，ZigBee节点与ZigBee节点之间最远的距离为2km，它还可支持远距离的超大网络组建。
下面简单介绍一下 ZigBee 模块或其他模块应用的户外 LED 照明灯具控制系统，如图3-1所示。
图3-1 户外LED照明灯具控制系统示意图
图3-1 户外LED照明灯具控制系统示意图（续）
图3-1 户外LED照明灯具控制系统示意图（续）
智慧照明产品简介如表3-1所示。其主要功能有控制路灯开关、调节亮度、采集电流、采集电压、计算功率及功率因数等。单灯控制器分为模块式（内置灯具中）和外挂式（内置灯杆中），它们可分别满足LED路灯企业和LED照明工程商的使用需求。
表3-1 智慧照明产品简介
续表
电力载波（Power Line Carrier，PLC）通信是将电力线作为信息传输媒介来进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。其最大特点是不需要重新架设网络，只要有电力线，它就能进行数据传递，即利用现有电力线，通过载波方式高速传输模拟信号或数字信号。
电力线在电力载波领域一般分为高压、中压、低压三类，通常高压电力线指35kV及以上电压的电力线，中压电力线指10kV电压的电力线，低压电力线指AC 380/220V用户线。远程路灯监控系统利用电力载波通信通过已有电力线将路灯照明系统连成智能照明系统。
厦门市智联信通物联网科技有限公司生产的道路照明集中控制器可以通过电力载波通信、ZigBee通信或双模（PLC+RF433）通信与线路上的终端进行通信，控制终端的开关灯和调光操作，并接收终端上传的灯具状态和电量数据信息；该控制器可提供以太网连接和无线通信，以便客户远程对其进行监控和操作，还可上报多种警报信息，并具有远程升级的功能。
户外照明集中控制器的外形如图3-2所示。
厦门市智联信通物联网科技有限公司生产的单灯控制器可通过电力线接收集中控制器的控制信号，执行开灯、关灯、调光命令，并监控路灯的工作状态。它支持远程开灯、关灯及电流、电压、功率等数据的读取，并支持PWM调光模式或0～10V调光模式。其通信方式为PLC、ZigBee或RS485，具备故障自动报警功能、钠灯补偿电容损坏检测功能、终端自动归属功能。另外，其终端内部灌胶，可防雨、防潮、防雷。厦门市智联信通物联网科技有限公司生产的单灯控制器的简介如表3-2所示。
图3-2 户外照明集中控制器的外形
图3-2 户外照明集中控制器的外形（续）
表3-2 厦门市智联信通物联网科技有限公司生产的单灯控制器的简介
厦门市智联信通物联网科技有限公司生产的隧道照明集中控制器是隧道智慧照明系统中远程监控的核心产品，主要用于通信网络的架构和调整，向下可收集终端（隧道照明灯控制器）、传感器等产品的反馈信息并传达控制命令，向上可与监控中心通信、接收命令并反馈相关数据信息。该控制器通过RS485或DALI等通信方式与线路上的终端进行通信，控制终端的开灯、关灯和调光操作，并接收终端上传的灯具状态和电量数据信息，同时提供了以太网连接和无线通信，方便客户远程对其进行监控和操作。该产品还可上报多种警报信息，并具有远程升级的功能。另外，该控制器还可以通过外加智能电表来实时监控线路的电量信息。