互聯照明將通過互聯網連接接收和傳輸信息，這將使照明設備更智能、更節能、更易于管理。結合可見光通信(VLC)技術，將提供室內定位功能，使其應用更加廣泛，市場增長空間巨大。本文將展示互聯照明相關技術的發展，以及安森美推出的NCL310xx智能LED驅動器的產品特性和優勢。全球互聯照明市場發展潛力巨大

　　顧名思義，聯網照明就是一種可以連接互聯網的照明設備，也可以稱為智能照明。照明設備可以通過互聯網連接，進行遠程照明管理，這是智能建筑的基本功能之一。這將通過集成各種傳感器(房間占用率、溫度、濕度、CO/CO2 ......)并通過 LED、PoE 和 KNX 設備尋址來更有效地管理建筑物中每個房間的使用，從而實現更高效的電力使用并實現更智能的建筑物管理.

　　根據市場調查，全球智能照明市場將從2020年的約89億美元增長到2027年的預估289億美元，復合年增長率 (CAGR) 為18.3%。根據來源和時間表，復合年增長率將在15%至30%之間，市場發展潛力巨大。

　　基于可見光的數據通信技術

　　事實上，可見光通信(VLC)并不是一項新技術。早在1880年代，貝爾實驗室就引入了VLC技術，其歷史早于無線電和可見光頻率范圍從400THz(波長 780 nm)到800THz(波長 375 nm)。VLC是一種以可見光為載體的低數據傳輸速率(kb/s)的數據通信技術。

　　Light Fidelity(Li-Fi)是一種利用VLC在互聯網上進行信息傳輸的方式。一般來說，Li-Fi是以各種可見光源作為信號發射源，通過控制器控制燈的通斷，從而控制光源與終端接收器之間的通信。Li-Fi是一種允許雙向傳輸光的 VLC 形式。不同的是，它不使用無線電頻譜，而是由裝有特殊芯片的LED燈控制，使用可見光譜傳輸數據。

　　Li-Fi具有高帶寬(其帶寬是Wi-Fi的10000倍)傳輸能力。在5 米(16 英尺)距離內使用白色LED時，速度為500 Mbit/s，在實驗室條件下使用五個LED時，在更遠的距離內速度為100Mbit/s，具有高安全性(室內電腦和移動終端信息不會泄露到室外)和節能功能。雖然Li-Fi燈必須保持點亮才能傳輸數據，但在繼續傳輸數據的同時，燈可以調暗到人們看不到的程度。

　　此外，VLC技術還可用于室內定位，調光功能(由MCU控制)用于傳輸數據。由于保持了平均 LED 輸出電流，因此加載了人眼無法檢測到的信號。當使用外部接收器(智能手機、平板電腦等)時，手機或平板電腦上的圖像傳感器可以接收和讀取數據，然后通過手機處理器計算位置信息。另一方面，目前部分燈具可以采用黃點通信協議，定義PWM頻率、占空比、符號率的VLC方案來傳輸信號。

　　VLC技術支持定位功能

　　與射頻無線通信技術相比，VLC具有更高的抗干擾能力，對反射不敏感(適用于金屬環境)，不會受到附近射頻發射器的影響，也不會影響其他通信系統。更適用于對電磁干擾敏感的領域，如飛機、醫院、有爆炸風險的領域，具有可擴展性。通信信道不會因為使用大量的接收設備而飽和，具有更高的安全性。它本質上僅限于視線范圍內的通信(不穿墻)，并且可以根據光源進行定位。另外，VLC系統的復雜度比較低，不需要額外的功放和信號鏈，

　　使用VLC進行室內定位，可以先為每盞LED燈設置一個唯一的ID，并在建筑物內排列標明燈的位置。然后 LED 可以通過VL 向接收端發送信號。接收器接收信號并解碼和計算位置信息。接收器可以是相機鏡頭(模塊)或光電二極管，精度為15厘米。

　　以VLC移動機器人室內定位為例，其定位精度可達幾十厘米，抗射頻干擾。由于信號僅限于建筑物內部，因此它們本質上是安全的，指令可以通過燈網絡單向傳輸，也可以通過增強的現有射頻基礎設施雙向傳輸。定位時，燈具的位置和唯一ID會被包含在平面圖數據庫中，燈具會不斷傳輸其唯一ID，機器人的光學傳感器或攝像頭模塊會捕捉到該ID，然后機器人將三角原理應用于定位。

　　支持VLC的智能LED驅動系列

　　看好智能建筑市場的發展，onsemi推出了NCL310xx智能LED驅動系列，將通信接口、系統電源、LED驅動和計量功能集成到一顆芯片中。NCL310xx 智能 LED 驅動器旨在高效、單通道或多通道和互聯照明應用。

　　NCL310xx 系列高度集成，提供兩個輔助DC-DC轉換器為微控制器、傳感器和其他外圍設備供電，包括用于測量和報告輸入和輸出電流和電壓、LED 溫度和 DC-DC 電壓的精確測量。全方位的故障保護和診斷，覆蓋設備、應用和用戶的安全。

　　NCL310xx 系列包括集成 DC-DC 轉換器的 NCL31000、為多通道應用移除 DC-DC 轉換器的 NCL31001 和集成 IEEE802.bt PD(90W) 的 NCL31010。其中，NCL31000 系列具有連接、集成、控制和定位特性，專為 PoE 設計，具有 VLC，支持 RF/MCU 連接(SPI/I2C 串行接口)，集成 97% 效率的 LED 驅動器、3.3V 降壓轉換器、可調降壓2.5-24V 轉換器，支持功率計量，具有先進的光學引擎控制能力，真正可調光至黑暗，并通過多通道功能允許混色和環境設置。室內定位精度在30cm以內，可實現VLC和手機通訊。

　　NCL310xx 智能 LED 驅動器系列具有 21.5 V 至 57 V 的寬輸入電壓范圍，適用于專有的 100 W+ 應用。它集成了一個 3.3 V 降壓轉換器(僅限 NCL31000)、一個可調 2.5-24 V 降壓轉換器(僅限 NCL31000)和一個高效的降壓 LED 驅動器。它支持從 44.4 kHz 到 1 MHz 的可調開關頻率，使用內部精密 2.4 V 基準，并能以 0.1% 的精度調光至零。它還具有一流的線性度、約 50 kHz 的高調制帶寬、支持 VLC 功能并與 Yellow Dot 兼容。

　　在微控制器重新刷寫(熱啟動)期間，NCL310xx 可由內部 DIM DAC 獨立控制，具有低 EMI 參考設計、I2C/SPI 接口和用于測量電壓/電流的高精度診斷功能。防止LED短路和開路，支持LED過壓/欠壓和過流保護，芯片過流保護，芯片和LED過溫保護，結溫范圍40°C至+125°C，48腳提供 QFN 7x 7 封裝。這些器件無鉛且符合 RoHS 標準。

　　滿足VLC要求的雙通道方案

　　NCL31000是onsemi LED驅動器系列的新成員，專為照明應用而設計。它非常適用于 VLC 和管理照明系統，可以處理 100W+ 應用。它集成了 IEEE802.3bt 認證的 PoE-PD 接口和高效降壓 LED 驅動器，支持高線性度、高帶寬模擬和數字調光以及低至零電流 PWM 調光。

　　NCL31000 包括一個集成的固定 3.3V DC-DC 和一個可調 DC-DC 轉換器。診斷模塊包括一個 ADC，可以測量輸入和 LED 輸出電流、電壓、LED 溫度、DC/DC 電壓和電流。快速的安全機制可以保護芯片的關鍵模塊，并且可以與具有靈活的狀態報告和中斷機制的診斷測量一起使用。NCL31001 與 NCL31000 相同，只是它不包含兩個 DC-DC 轉換器。NCL31000 和 NCL31001 的組合是雙通道解決方案的理想選擇。

　　NCL310xx智能LED驅動系列可廣泛應用于以下領域;戶外照明、建筑照明、室內照明、辦公照明、工業照明、劇場照明、醫療照明、溫室農業多通道管理照明、顯示器中的顯示數據(電子墨水價格標簽、LED 顯示屏)、專業和高端背光- 終端顯示器，以及在危險環境中。在進行室內定位時，VLC可以定位資產和產品，引導客戶和乘客，輔助倉庫自動化和自動導引車定位。

　　onsemi還推出了具有PoE接口的智能LED驅動器評估套件——NCL31010GEVK，支持IEEE 802.3bt。它還具有高效有源橋、Class 6/60W LED驅動能力、RJ45數據直通連接器、通信和控制接口，支持EMI/EMC優化。評估套件包括NCL31010REFGEVB(1英寸外形)帶PoE接口的智能LED驅動器參考設計、NCL31010AASGEVB PoE LED驅動器的Arduino適配器擴展板和環通以太網電纜(RJ45)。 結論

　　除了更易于管理和節能的智能樓宇應用外，利用VLC技術傳輸信息的聯網照明設備還具有室內定位功能，具有出色的信息安全性，具有巨大的市場發展潛力。安森美推出的NCL310xx智能LED驅動器系列可廣泛應用于室內外互聯照明應用，值得有意投資相關產品開發的廠商進一步了解。