大多數(shù)照明控制系統(tǒng)仍然基于遺留的連接模型，這些模型是該領(lǐng)域?qū)Ｓ械摹?與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入整合是下一個主要的顛覆性轉(zhuǎn)變，這將導(dǎo)致真正的智能照明與建筑連接管理的基礎(chǔ)設(shè)施無縫結(jié)合。 物聯(lián)網(wǎng)處理和連接能夠提高可持續(xù)性和可維護性，并在我們與我們生活或工作的空間的互動中增強了個性化的用戶體驗，從而提高了舒適性和幸福感。

在過去的三年里，一個由歐洲主要公司組成的財團致力于定義和實施一套智能固態(tài)照明開放架構(gòu)（簡稱 OpenAIS）。 部分由歐盟在地Horizon 2020計劃中資助的 OpenAIS 項目，已經(jīng)展示了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何能夠更加深入地整合在一起，并且在不久的將來，作為智能連接建筑的一部分，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如何能夠更加深入地整合在一起。

該架構(gòu)可交付的成果描述了使用基于 IP 數(shù)據(jù)包的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通信進行照明控制以及收集傳感器數(shù)據(jù)。 這便利了照明設(shè)備的安裝和維護。 同樣的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施可以重新用作其他應(yīng)用程序領(lǐng)域的全建筑骨干，或與通用的信息技術(shù)和建筑管理系統(tǒng)進行無縫集成。

OpenAIS架構(gòu)及其在全尺寸真實辦公樓試驗示范中的實例化也展示了開放的協(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，這些解決方案在一起運作良好，并且易于安裝、使用和維護。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

OpenAIS的連接性架構(gòu)是基于一個共同的 IPv6有線和無線混合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 系統(tǒng)技術(shù)的建議是為有線段和無線Thread使用以太網(wǎng)／PoE。然而，OpenAIS 網(wǎng)絡(luò)也可以支持任何其他IPv6傳輸。

IPv6數(shù)據(jù)包可以通過廉價且通用的交換或路由設(shè)備相互連接，而這些設(shè)備不需要照明應(yīng)用程序域知識。 可以以統(tǒng)一的方式安裝和管理主干和邊緣網(wǎng)絡(luò)，利用信息技術(shù)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的專門知識或現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施。 此外，這個通用網(wǎng)絡(luò)可用于各種其他的機器對機器信令或數(shù)據(jù)收集。

保證多個供應(yīng)商的互操作性是 OpenAIS 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)定義的一個基本要求。 對于無線領(lǐng)域，互操作性的要求促使使用線程協(xié)議作為物聯(lián)網(wǎng)的主要 IPv6網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的建議。

總之，OpenAIS 架構(gòu)描述了一個具有以下特性的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：

以 IPv6為基礎(chǔ)的通信作為傳輸層，支持跨越有線或無線網(wǎng)絡(luò)段IPv6組播

所有應(yīng)用層通信都使用 IETF 定義的標準化 CoAP 協(xié)議，用于受限的嵌入式設(shè)備

數(shù)據(jù)通信的安全性和隱私性是通過運輸層和應(yīng)用層的調(diào)試、配置和加密的組合來實現(xiàn)的

照明域的通信模式

擴展一般的 IP 網(wǎng)絡(luò)，以便在多個異質(zhì)網(wǎng)路部分大規(guī)模地覆蓋照明控制，這帶來了挑戰(zhàn)，當解決了這些問題，就產(chǎn)生了一些最有價值的 OpenAIS 架構(gòu)定義：

擴展一般的IP網(wǎng)絡(luò)，以便在多個異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)部分大規(guī)模地覆蓋照明控制，這帶來了挑戰(zhàn)，當解決了這些問題，就產(chǎn)生了一些最有價值的 OpenAIS 架構(gòu)定義：

定義為低延遲、高同步群通信模式和協(xié)議。 這假定了一個多對多的拓撲，使用了多播 IPv6地址。 對于照明控制，群組通信處于中心位置，并被推薦用于增加高節(jié)點計數(shù)系統(tǒng)的可伸縮性，而不是更傳統(tǒng)的客戶端－服務(wù)器或設(shè)備對云的單播模式。

描述了一個分布式控制操作模型，該模型不依賴于一個基本通信的中央管理服務(wù)器。 這種控制模型可以建立在冗余的基礎(chǔ)上，即使與這些中央基礎(chǔ)設(shè)施的連接丟失或無法使用，也可以優(yōu)雅地降級以實現(xiàn)基本功能。 這樣的基本功能可能很簡單，但是必要的光開關(guān)是實時的。

提供了一個靈活的應(yīng)用層 API，優(yōu)化底層網(wǎng)絡(luò)—— OpenAIS 項目定義并提供了一個高智能、多功能和面向未來連接照明設(shè)備功能的對象模型。

圖一 IoT的照明域架構(gòu)

OPENAIS 實踐

在2018年上半年，位于荷蘭愛因霍溫市中心的工業(yè)遺產(chǎn)大樓 De Witte Dame 的 GGD 辦公室安裝了 OpenAIS 系統(tǒng)。

圖二 荷蘭愛因霍溫

這一實踐包括：

400 ＋ 照明節(jié)點燈具，由數(shù)字 IP 網(wǎng)絡(luò)連接，使用以太網(wǎng)／PoE／UPoW 為無線骨干和有線連接

先進的照明控制策略，包括當?shù)卣加煤兔總€燈具的光敏傳感器，粒度感應(yīng)和控制策略（局部調(diào)光） ，以及通過智能手機辦公應(yīng)用程序進行個人控制

收集了有關(guān)區(qū)域占用情況的匯總數(shù)據(jù)，并提供給設(shè)施管理人員，以便他們能夠評估空間利用效率

對于這一實驗而言，一些 OpenAIS 聯(lián)盟成員提供了Thread技術(shù)構(gòu)件，對已部署的組件實施了Thread Group的認證程序。使用Thread作為本地 的IPv6協(xié)議，每個節(jié)點都有自己的 IPv6地址，也允許連接無線網(wǎng)絡(luò)的光點與通過通用Thread 邊緣路由器連接的基于以太網(wǎng)的有線網(wǎng)絡(luò)之間的自然互聯(lián)。 此外，Thread 允許在所有有線和無線設(shè)備上重用相同的非差異應(yīng)用程序固件模塊。