u-blox无线通讯解决方案 打通智能照明系统的神经网络
- 李佳玲／台北
-
根据marketsandmarkets调查研究预测，到2025年，包含从农场、工厂、仓库、到城市中的卖场与商业大楼，以及无所不在的路灯系统，智能照明的市场将从现今约134亿美元成长到306亿美元，年复合成长率(CAGR)18%。随着智能照明基础架构的逐步就绪，未来，在各种场所都能运用智能照明的网络连接功能来提供新的加值型商业服务。
照明的3个主要特性是：数量多、位置恰当、有供电。而这3个要件对IoT应用也是同样重要，因为IoT应用就是需要大量，且位置良好的供电无线节点。透过无处不在的无线网络节点，照明网络可为新一代加值服务奠定基础，并具备了平价、易于安装、维护以及运作的优点。
智能照明部署提供了各种城市和建筑物联网应用都可以搭载的连接性骨干。建筑物和设施管理人员可用智能照明设备来收集有关空间利用的数据，提高整个建筑物及设施运营的效率，例如，智能照明基础架构可用来实现室内定位服务，以追踪有价值的资产、工具和设备以及人员。
蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)已发布的蓝牙5.1规范中新增的寻向(direction finding)功能，甚至可以实现厘米级的定位准确度，可望带动更多的应用。
适当的无线通讯技术之选用与配置
对智能路灯应用而言，蜂巢式无线通讯技术是最合适的，使用运营商已经建设完成的网络，既安全可靠而且覆盖范围广，又免去维护的人力与费用。以LTE-M和NB-IoT的蜂巢式广域网络(LPWA)网络为例，它可透过蜂巢式网络基站把任意数量的灯具连接至云端上的控制平台。
u-blox SARA-R5双模通讯系列模块就很适合这方面的应用，SARA-R5具有从基础、设计和端到端的安全防护机制以及存取控制的安全套件，提供最高等级的安全防护。
也可选用内建u-blox M8 GNSS接收器方便整合，并具备5G Ready扩充性以及uFOTA空中界面的韧体更新与服务功能，都让智能路灯装置在未来的扩充与升级有更大的弹性和便利。如果需要回传与沟通较大量数据给云端时，LARA-R2则是具有定位功能的单模或多模 LTE Cat 1模块，且支持VoLTE或CSFB语音服务。
在短距离无线通讯技术方面，Bluetooth 5.0 LE技术可在一个中型区域内同时连结上千个节点，并具有多播(multicast)功能，也很方便嵌入各种传感器。极适合做为智能路灯或是建筑物照明的区域管理。
u-blox NINA-B1单机式蓝牙模块支持蓝牙5.0 LE、蓝牙网状网络，适合在室内外的复杂作业环境中做强固的短距离通讯。如果需要传输较大的数据，NINA-W1系列则包含了工业等级Wi-Fi联网功能，并能在无线链结上提供端到端的安全性。
另一方面，把GNSS定位功能纳入智能照明系统也能带来经济效益。举例来说，若能更准确掌握路灯的位置，可减少安装与维修过程的错误和成本，并能根据卫星定位信息，提供最佳化的调光效能。
在高楼林立的都会区中，卫星信号容易因为干扰而降低定位准确度，这时应考虑能同步接收3个星系以上的GNSS接收器，才能确保定位效能。u-blox定位模块有MAX-M8，以及超精巧、尺寸仅4.5mmx4.5mmx1.0mm的ZOE-M8。
所有系列产品都具备超高灵敏度(-167dBm)，与超低功耗(mW等级)的特色，可在严苛环境中提供高精准度的定位和长电池使用寿命。
智能照明的应用无论选择哪种技术，都需具有无线应用的主要优点：易于部署、维护、更新和扩充。因此，为符合各种不同的应用需求，在开发和部署智能照明系统时，需要谨慎地选择通讯技术，并针对其特定的使用案例进行最佳化设计，以确保能可靠地运作。
结论
对智能照明应用而言，没有单一方案能符合所有的需求，需考虑结合运用不同的通讯技术与网络拓朴。为了协助开发人员解决各种无线技术选项无所适从的难题，业者应与能够同时提供蜂巢式、短距离无线以及定位技术产品的供应商合作，透过一站购足的全面解决方案以及丰富的经验与技术支持能力，将有助于缩短新产品的开发时程。
u-blox凭藉着完备的无线通讯产品组合，以及兼具安全性与灵活性的硬件与软件方案，是厂商开发最新智能照明系统的理想夥伴。
