OpenAIS推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的智能照明

　　與物聯(lián)網(wǎng)的更深入集成是下一個(gè)重大的顛覆性轉(zhuǎn)型，導(dǎo)致真正的智能照明與互聯(lián)管理建筑的基礎(chǔ)設(shè)施無縫集成。

　　大多數(shù)照明控制系統(tǒng)仍然基于該領(lǐng)域?qū)Ｓ械膫鹘y(tǒng)連接模型。與物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 技術(shù)的更深入集成是下一個(gè)重大顛覆性轉(zhuǎn)型，將實(shí)現(xiàn)真正的智能照明與互聯(lián)管理建筑的基礎(chǔ)設(shè)施無縫集成。先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)處理和連接可提高可持續(xù)性和可維護(hù)性，并在我們與生活或工作空間的互動(dòng)中增強(qiáng)個(gè)性化的用戶體驗(yàn)，從而提高舒適度和幸福感。

　　在過去三年中，一個(gè)由歐洲領(lǐng)先公司組成的聯(lián)盟致力于定義和實(shí)施一套智能固態(tài)照明的開放架構(gòu)（簡稱 OpenAIS）。OpenAIS 項(xiàng)目部分由歐盟在 Horizo??n 2020 計(jì)劃中資助，它展示了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何更深入地集成并顯著改變照明控制，作為近期智能互聯(lián)建筑的一部分。

　　OpenAIS 項(xiàng)目的架構(gòu)可交付成果描述了使用基于 IP 數(shù)據(jù)包的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行照明控制以及收集集成傳感器數(shù)據(jù)。這便于與照明設(shè)備相關(guān)的安裝和維護(hù)。相同的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施可以被重新用作其他應(yīng)用領(lǐng)域的建筑物范圍的主干，或與通用 IT 和建筑物管理系統(tǒng)無縫集成。

　　OpenAIS 架構(gòu)及其在全尺寸真實(shí)辦公樓試點(diǎn)演示器中的實(shí)例化還展示了開放式協(xié)作生態(tài)系統(tǒng)如何使社區(qū)能夠提供智能照明解決方案，這些解決方案可以很好地協(xié)同工作，并且易于安裝、使用和維護(hù)。

　　開放式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　OpenAIS 連接架構(gòu)基于通用 IPv6 有線和無線混合段網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)技術(shù)建議是為有線網(wǎng)段使用以太網(wǎng)/PoE，為無線網(wǎng)段使用 Thread。但是，OpenAIS 網(wǎng)絡(luò)也可以支持任何其他支持 IPv6 的傳輸。

　　IPv6 數(shù)據(jù)包可以通過不需要照明應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)的廉價(jià)通用交換或路由設(shè)備在互連的不同段上端到端流動(dòng)?？梢岳?IT 網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域?qū)I(yè)知識(shí)或現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施以統(tǒng)一的方式安裝和管理骨干網(wǎng)段和邊緣網(wǎng)段。此外，該通用網(wǎng)絡(luò)可用于各種其他機(jī)器對(duì)機(jī)器信令或數(shù)據(jù)收集。

　　保證多供應(yīng)商互操作性是 OpenAIS 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)定義的基本要求。對(duì)于無線領(lǐng)域，互操作性要求推動(dòng)了使用 Thread 協(xié)議作為物聯(lián)網(wǎng)的主要 IPv6 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的建議。

　　綜上所述，OpenAIS 架構(gòu)描述了一個(gè)具有以下特點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：

　　以 UDP 作為傳輸層的基于 IPv6 的通信，支持有線或無線網(wǎng)段的 IPv6 多播。

　　所有應(yīng)用層通信都使用 IETF 定義的標(biāo)準(zhǔn)化 CoAP 協(xié)議，用于受限嵌入式設(shè)備領(lǐng)域。

　　數(shù)據(jù)通信的安全性和隱私性是通過結(jié)合使用傳輸層和應(yīng)用層調(diào)試、供應(yīng)和加密來實(shí)現(xiàn)的。

　　光域通信模式

　　擴(kuò)展通用 IP 網(wǎng)絡(luò)以充分覆蓋跨多個(gè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)段的大規(guī)模照明控制帶來了挑戰(zhàn)，當(dāng)解決這些挑戰(zhàn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些最有價(jià)值的 OpenAIS 架構(gòu)定義：

　　定義為低延遲、高度同步的組通信模式和協(xié)議。這假定使用多播 IPv6 尋址的多對(duì)多拓?fù)?。?duì)于照明控制，組通信占據(jù)中心位置，建議在高節(jié)點(diǎn)數(shù)系統(tǒng)中提高可擴(kuò)展性，而不是更傳統(tǒng)的客戶端-服務(wù)器或設(shè)備到云單播模式。

　　描述了一種分散控制操作模型，它不依賴于中央管理服務(wù)器來建立和保護(hù)基本通信。控制模型可以建立冗余，并且可以優(yōu)雅地降級(jí)以實(shí)現(xiàn)基本功能，即使與此類中央基礎(chǔ)設(shè)施的連接丟失或不可用。這種基本功能可能是簡單但必不可少的光開關(guān)，它必須是實(shí)時(shí)的。

　　提供靈活的應(yīng)用層 API，針對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了優(yōu)化——OpenAIS 項(xiàng)目定義并交付了一個(gè)對(duì)象模型，用于高度智能、多功能和面向未來的連接照明設(shè)備功能。

　　OPENAIS 試點(diǎn)演示

　　OpenAIS 系統(tǒng)試點(diǎn)演示器于 2018 年初安裝在位于荷蘭埃因霍溫市中心工業(yè)遺產(chǎn)建筑De Witte Dame（The White Lady ）的 GGD 辦公室。

　　示威者包括：

　　400 多個(gè)照明節(jié)點(diǎn)燈具，通過數(shù)字 IP 網(wǎng)絡(luò)連接，使用以太網(wǎng)/PoE/UPoE 連接骨干網(wǎng)和有線網(wǎng)段，Thread 連接無線網(wǎng)段

　　先進(jìn)的照明控制策略，包括每個(gè)燈具的局部占用和光照水平感應(yīng)、精細(xì)感應(yīng)和控制策略（局部調(diào)光）以及通過智能手機(jī)辦公應(yīng)用程序進(jìn)行的個(gè)人控制

　　收集了有關(guān)區(qū)域占用率的匯總數(shù)據(jù)，并提供給設(shè)施管理人員，以便他們?cè)u(píng)估空間利用效率。

　　對(duì)于試點(diǎn)演示器，幾個(gè) OpenAIS 聯(lián)盟成員提供了 Thread 技術(shù)構(gòu)建塊，這些構(gòu)建塊已針對(duì)已部署的組件進(jìn)行了 Thread Group 認(rèn)證計(jì)劃。使用 Thread 作為本地 IPv6 協(xié)議，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有自己的 IPv6 地址，還允許通過通用 Thread 邊界路由器在連接到無線網(wǎng)絡(luò)段和有線以太網(wǎng)段的光點(diǎn)之間自然互連。此外，Thread 允許在所有有線和無線設(shè)備上重復(fù)使用相同的非差異化應(yīng)用固件模塊。

　　OpenAIS 聯(lián)盟和項(xiàng)目合作伙伴是 Signify（前身為 Philips Lighting）、Zumtobel Lighting、Tridonic、Johnson Controls、Dynniq、NXP、ARM、埃因霍溫科技大學(xué)和 TNO-ESI。

　　審核編輯：郭婷