利用供電線(xiàn)通訊實(shí)施的LED照明控制

　　目前對電力線(xiàn)通訊的基本考驗是：

　?、?設備接收不到控制器的信號；

　?、?設備受不正確的控制器控制。

　　設備接收不到控制器的信號，通常由如下三個(gè)緣由之一造成：

　?。?）電力線(xiàn)的噪聲太多；

　?。?）控制器和接收器所處的電力線(xiàn)相位不同；

　?。?）接收器和控制器間的距離太遠。

　　線(xiàn)路中如果噪聲太多，建議控制系統遠離噪聲源。若控制器和接收器不同相，用戶(hù)應嘗試移動(dòng)控制器或接收器使之同相。假如這樣仍不能實(shí)現同相，則可以采用橋接電力線(xiàn)交叉相位間通訊信號的相位耦合器。相位耦合器能通過(guò)大電容或無(wú)線(xiàn)連接實(shí)現。如果接收器和控制器間的距離太大，則有實(shí)現信號轉發(fā)，直至號抵達預定目標的轉發(fā)器可用。有些裝置集轉發(fā)器和燈具于一體，故無(wú)需支付額外的費用。

　　因在同一電力線(xiàn)總線(xiàn)中可存在多個(gè)控制器，故某個(gè)燈具有被不正確控制器控制的可能。發(fā)生這種情況原因很多，取決于地址分配和綁定機制。地址如果是手動(dòng)分配的話(huà)，有可能兩個(gè)燈具被分配了同一個(gè)地址。這也許是由于用戶(hù)忘了已將該地址用于某個(gè)設備或其它原因（如電力線(xiàn)與鄰居共享）分配了同樣的地址。

　　根據先前描述的智能地址分配和綁定，因所有地址均系唯一的64位物理地址，故上述錯誤應該不會(huì )發(fā)生。智能地址分配時(shí)，如果用到的邏輯地址是8位，為確保已經(jīng)使用的地址未被再次分配，控制器將向整個(gè)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送聲響訊號。不過(guò)即便對智能地址分配和綁定而言，不同控制器綁定的燈具并非想要綁定的燈具的情況可能依然出現（例如，鄰居綁定的恰好是用戶(hù)剛插上電源的燈具）。這種情況下，燈具上一個(gè)起強制燈具退出與控制器綁定的按鈕應能生效，使該燈具解除約束并與正確的控制器綁定。

5　色彩控制

　　色彩信息采用的典型形式是CIE色彩坐標和LED接直調光值兩種形式之一。LED直接調光值包含了每個(gè)LED亮度的獨立數值。譬如，若有紅、綠、藍三個(gè)LED，則其調光值就有3個(gè)。CIE坐標為一種能描繪光譜中任何有效色彩的二維坐標。根據所用LED元件及其承載信息，CIE坐標隨亮度 （光通量）被混合進(jìn)LED的直接調光值。例如，2個(gè)紅色LED發(fā)出的可能是陰影稍有不同的紅色，色彩混和算法須將此考慮在內，才能產(chǎn)生可精確表達期待色彩的顏色。

　　整個(gè)電力線(xiàn)上傳輸的色彩信號類(lèi)型決定于用戶(hù)輸入，色彩控制精度的等級和實(shí)施成本。用戶(hù)輸入如果是直接的LED控制，則傳輸的便是LED的直接調光值。用戶(hù)輸入如果是特定的色彩和亮度，則信息類(lèi)型取決于何處執行色彩混和。若混和色彩在接收端執行的話(huà)，那么傳輸的類(lèi)型就是CIE坐標值和亮度值。

　　因為L(cháng)ED承載的信息通常由燈具存儲，故隨著(zhù)電力線(xiàn)通信控制技術(shù)的發(fā)展，典型的選擇是實(shí)現讓每個(gè)燈具將自己唯一的承載信息發(fā)送給能存儲這些信息以及加載執行色彩混和信息的控制器，該控制器則能發(fā)送LED的直接調光值。

　　6　高級色彩控制

　　現在，控制器已更先進(jìn)，色彩的控制亦比每次僅僅只給一盞LED燈直接發(fā)送色彩信號更高級。其中重要的實(shí)例有背景效果、色彩幻變和指令定序。背景效果指的是給不同的燈指派特定的色彩，以使通過(guò)按鈕觸摸便能開(kāi)啟多盞燈不同顏色彩和亮度的燈構成顏色緩變的背景；色彩幻變指的是規定燈具指定的時(shí)間間隔周期內從一種顏色漸變到另一種顏色；指令定序則指使多盞燈以同步的方式改變照明顯示屏和照明格調等的顏色。

　　7　具體實(shí)施

　　實(shí)施電力線(xiàn)通訊需要采用電力線(xiàn)通訊收發(fā)器，它是一款典型的低壓、直流集成芯片。為與電力線(xiàn)接口，還須配備功率放大器和耦合電路。耦合電路可作更動(dòng)以以適用不同電壓范圍要求（例如，交流110－240伏特適合全球住宅使用，直流24伏特適合電池組照明使用等），故同一款電力線(xiàn)收發(fā)器芯片可在任何可能的供電電壓范圍內應用。

　　根據可利用的物理空間和所需要的控制等級，控制器的實(shí)現亦可采取不同形式。對基本的墻面開(kāi)關(guān)而言，照明控制接口可能就是一只簡(jiǎn)單的通斷開(kāi)關(guān)、一個(gè)或多個(gè)用于獨立控制燈具色彩的調光器。另外，至少應該有一個(gè)按鈕用來(lái)檢索所有可用燈具以及一個(gè)按鈕來(lái)綁定網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)，且均采用LED有效顯示其狀態(tài)（可用或綁定）。

　　所有輸入和與電力線(xiàn)通訊收發(fā)器的接口，典型地都將使用微處理器來(lái)處理。譬如賽普拉斯通訊技術(shù)公司（Cypress Powerline Communication technology）就將微處理器和電力線(xiàn)通訊收發(fā)器整合在一起，所以輸入處理、智能綁定、高級色彩控制和電力線(xiàn)通訊都由一個(gè)器件執行。

　　使用電容性觸摸屏取代笨拙的機械按鈕、 開(kāi)關(guān)和調光器是一種創(chuàng )新。使用電容式觸摸傳感技術(shù)，控制器面板則可制成印花顯示控制接口的平坦的表面。當用戶(hù)觸摸面板上某個(gè)位置，控制器即認為某個(gè)按鈕受到按壓、于是根據手指的位置，便會(huì )發(fā)生開(kāi)關(guān)切換或調光器改變，從而為用戶(hù)呈現一種時(shí)尚、 潔凈及健全的燈具控制界面。電容性觸摸方式還能進(jìn)而提供二維控制。例如，控制器能檢測到手指觸摸處的X和Y軸坐標并將其轉換成CIE色彩坐標。在可能是控制面板上某個(gè)色域處，這是個(gè)簡(jiǎn)單的色彩控制方式，用戶(hù)只須用手指觸按能任意改變色彩。

　　更復雜的照明控制（例如家庭中央自動(dòng)化系統），控制器可在 PC 上運行。此時(shí)，控制界面應是某種圖形用戶(hù)界面（GUI）應用。它應顯示用戶(hù)家里所有可用的設備，并允許用戶(hù)執行更高級的色彩控制方案。PC通過(guò)USB或無(wú)線(xiàn)與電力線(xiàn)收發(fā)器對接。圖3所示為一種可能實(shí)施方案。

圖3： 照明控制器實(shí)施方案

　　由于燈具上并不要求有用戶(hù)界面，故通常采用嵌入式微處理器處理接收到的信息和執行LED色彩控制。賽普拉斯公司以其電力線(xiàn)通訊和高亮度LED控制技術(shù)，已將電力線(xiàn)收發(fā)器和精密LED色彩控制器集成為單個(gè)器件。設定LED的色彩需要的只是外部LED驅動(dòng)。另外，以賽普拉斯公司的 PowerPSoC 技術(shù)，精密的 LED 顏色控制器和 LED 驅動(dòng)器也已集成為單個(gè)器件，通過(guò)I2C接口能方便電力線(xiàn)收發(fā)器對接。

　　總之，電力線(xiàn)通訊是一種無(wú)需鋪設新電纜和構建成本低，非常適合于執行復雜 LED 照明控制的技術(shù)。