街道照明中的雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)：智能城市平臺(tái)？

智慧城市已被討論多年，但仍未完全實(shí)現(xiàn)。街道照明通常作為智慧城市討論的一部分。市場(chǎng)接受的路燈能源消耗量占市政當(dāng)局能源預(yù)算的 30% 市政當(dāng)局專注于用 LED 照明取代白熾光源。這種從白熾光源到 LED 照明的轉(zhuǎn)變顯著節(jié)省了能源，從而節(jié)省了成本，而城市的照明部門預(yù)算往往處于虧損狀態(tài)。TE Connectivity 相信街道照明的未來在于控制。隨著控制有望進(jìn)一步節(jié)約能源，以及關(guān)于在智慧城市中使用它們的持續(xù)討論，我們現(xiàn)在看到城市和政府正在創(chuàng)建部門并分配預(yù)算。

近年來，雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)一直是業(yè)界最激動(dòng)人心的發(fā)展。雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)有可能成為智慧城市的骨干，形成一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，允許創(chuàng)建所有協(xié)同工作的創(chuàng)新通信和傳感器節(jié)點(diǎn)。

互操作性標(biāo)準(zhǔn)

互操作性一直是Zhaga的承諾。它始于 2017 年，當(dāng)時(shí) Zhaga 發(fā)布了 Book 18 的第一版（圖 1）。TE Connectivity 發(fā)布了 Endurance S 街燈互連，Signify 發(fā)布了其 Xitanium SR 驅(qū)動(dòng)器。這是第一次專門為 LED 路燈創(chuàng)建解決方案。但直到2019年Book 18第二版的發(fā)布，才實(shí)現(xiàn)了完整的雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)。

生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)鍵是燈具內(nèi)通信協(xié)議。多年來，DALI 一直是一種非常流行的照明協(xié)議。盡管 DALI-2 是一個(gè)多主機(jī)解決方案，但它沒有內(nèi)置層次結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)公交車上有多個(gè)控制設(shè)備時(shí)，駕駛員將響應(yīng)最后一個(gè)發(fā)言的設(shè)備。這是街道照明中不能允許存在的情況。

Zhaga 和 DALI 聯(lián)盟

通過 Zhaga 和DALI 聯(lián)盟之間的聯(lián)絡(luò)，創(chuàng)建了 D4i 數(shù)字通信協(xié)議。該協(xié)議已融入仲裁，在同一總線上的兩個(gè)控制設(shè)備之間創(chuàng)建層次結(jié)構(gòu)。正如 Zhaga 架構(gòu)中的圖像所示，驅(qū)動(dòng)器現(xiàn)在永久供電（圖 1）。通常，AUX 24VDC PSU 內(nèi)置于驅(qū)動(dòng)程序中，但也允許使用單獨(dú)的 PSU。這意味著 24V 電源軌始終可用，從而為通信和傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)創(chuàng)造了機(jī)會(huì)，不僅可以在黑暗時(shí)期使用。兩個(gè)控制設(shè)備和驅(qū)動(dòng)器連接到同一條通信總線，大大簡(jiǎn)化了布線。

圖 1：圖片顯示驅(qū)動(dòng)器在 Zhaga 架構(gòu)中永久供電。（來源：TE Connectivity）

該版本還定義了驅(qū)動(dòng)器需要從 AUX 電源和有源 DALI 總線電源提供的功率預(yù)算，以及允許不同類型的控制設(shè)備從系統(tǒng)中提取的功率。這一切都通過認(rèn)證程序進(jìn)行控制。驅(qū)動(dòng)器通過了 DALI 聯(lián)盟的 D4i 認(rèn)證，而燈具和控制設(shè)備則通過了 Zhaga Consortia 的 Zhaga-D4i 認(rèn)證。

通過 ANSI C136.10 接口，供電的向上接口已經(jīng)使用了幾十年。該標(biāo)準(zhǔn)在八年前更新為 C136.41，它允許信號(hào)觸點(diǎn)和調(diào)光控制。這種雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)現(xiàn)在允許需要向下視野的傳感器設(shè)備。此外，我們現(xiàn)在開始看到運(yùn)動(dòng)傳感器被發(fā)布，盡管其他創(chuàng)新也在發(fā)生。例如，澳大利亞麥夸里湖市議會(huì)組織了一場(chǎng)黑客馬拉松，為他們?cè)谡麄€(gè)城市安裝的兩個(gè)界面燈具創(chuàng)建用于智能城市應(yīng)用的傳感器。

在許多地區(qū)，ANSI C136.41占主導(dǎo)地位，因此 Zhaga Book 18 的第三版詳細(xì)介紹了一種混合雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，其中 ANSI 接口朝上，Zhaga 接口朝下。在此版本中，定義了燈具的接線以及控制設(shè)備的要求。

Zhaga 現(xiàn)在正在談?wù)摫緯南乱浑A段，并研究它如何將這種架構(gòu)用于其他形狀因素，而不是眼鏡蛇頭。傳統(tǒng)照明被認(rèn)為是街道照明的一個(gè)重要子集，并且越來越受歡迎，但將為雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)帶來挑戰(zhàn)。

TE Connectivity 支持 Zhaga 和 ANSI 路燈互連平臺(tái)

TE Connectivity 支持 Zhaga 和 ANSI 街燈互連平臺(tái)。對(duì)于 Zhaga 接口，TE Connectivity 提供了LUMAWISE Endurance S產(chǎn)品系列。它由安裝在路燈上的插座組成，如下圖左側(cè)所示（圖 2）。

圖 2：LUMAWISE Endurance S 的特性（來源：TE Connectivity）

TE 發(fā)布了該產(chǎn)品的第二代版本。具有雙線插入式、用于某些安裝配置的更新密封件和用于普通安裝孔的獨(dú)特鎖緊墊圈。雙線插入式專為雙節(jié)點(diǎn)架構(gòu)設(shè)計(jì)，允許菊花鏈連接 D4i 總線和 24V直流電源軌。此插座適用于使用 D4i 協(xié)議的 Zhaga 應(yīng)用。對(duì)于人們有不同應(yīng)用程序或?qū)Ｓ型ㄐ艆f(xié)議的地方，TE Connectivity 有一個(gè)鍵控版本。這是為了保持 Zhaga 架構(gòu)的簡(jiǎn)潔并確?；ゲ僮餍缘某兄Z。TE Connectivity 還提供不同尺寸的密封帽、底座和圓頂。

對(duì)于 ANSI 接口，請(qǐng)考慮LUMAWISE Endurance N或調(diào)光插座（圖 3）。

圖 3：LUMAWISE Endurance N 特性（來源：TE Connectivity）

TE Connectivity 具有標(biāo)準(zhǔn)的五極或七極調(diào)光插座以及適用于朝北光電管的可旋轉(zhuǎn)版本。此外，TE Connectivity 還提供免工具版本，在北美市場(chǎng)廣泛使用。最近，TE Connectivity 發(fā)布了原始的三極 C136.10 接口以完善產(chǎn)品線。同樣，TE Connectivity 具有不同尺寸和顏色的底座和外殼，以及一系列短路帽（帶和不帶浪涌保護(hù)）和開路帽。

結(jié)論

我們現(xiàn)在開始了一段激動(dòng)人心的街道照明之旅，過去十年的技術(shù)進(jìn)步超過了前六年。也許這就是智慧城市需要的平臺(tái)和啟動(dòng)。

“ 后退

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Jonathan Catchpole 是 TE Connectivity 工業(yè)集團(tuán)的系統(tǒng)架構(gòu)師。在這個(gè)面向客戶的角色中，他花時(shí)間了解他們的應(yīng)用程序、產(chǎn)品和技術(shù)。結(jié)合對(duì)市場(chǎng)趨勢(shì)的洞察力，Jonathan 調(diào)整了工業(yè)路線圖以更好地支持客戶。在過去的 5 年里，這一直專注于照明，主要是街道照明。

在 TE Connectivity 的 23 年中，Jonathan 大部分時(shí)間擔(dān)任工程領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)。領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)為鐵路、可再生能源、驅(qū)動(dòng)和控制、泵和照明等行業(yè)開發(fā)產(chǎn)品。Jonathan 是精益設(shè)計(jì)領(lǐng)域的黑帶，擁有英國(guó)布萊頓大學(xué)的機(jī)械和制造工程榮譽(yù)學(xué)位。

審核編輯黃昊宇