Осветлението като комуникационна среда

18.11.2014, Брой 5/2014 / Технически статии / Осветление

  • Осветлението като комуникационна среда

Технически статии

 

Комуникация чрез видимата светлина (Visible Light Communication - VLC) е революционна нова технология, която използва светлината от светодиодните осветителни тела или дисплеи за безжичен пренос на цифрова информация. Специалистите й определят бляскаво бъдеще и прогнозират, че скоро ще измести утвърдените стандарти за безжична комуникация като Wi-Fi и Bluetooth.

 Основното й предимство е, че предлага безпрецедентни скорости на предаване на информация чрез видимата светлина, с които настоящите технологии трудно ще се конкурират.

Друго предимство представлява фактът, че наличната честотна лента на видимата част от спектъра е много по-обширна - над 10 000 пъти по-голяма от тази на радиовълновия спектър, което потенциално решава проблема с недостига на честотна лента за безжична връзка в близкото бъдеще.

Освен това спектърът на излъчване на видима светлина може лесно да бъде регулиран от оптичната конструкция на осветителните тела и да се използва много ефективно и гъвкаво за целите на безжичния пренос. По този начин наличните осветителни тела могат лесно да влязат в ролята на новата инфраструктура, която ще предоставя повсеместни безжични комуникации с минимално допълнително потребление на енергия и разходи за изграждане.


› Реклама



Li-Fi технологията
В основата на Li-Fi технологията (наречена така по аналогия с Wi-Fi) стои възможността на светодиодите да се включват и изключват при много високи скорости и невъзможността на човешкото око да възприема бързите промени в интензивността на светлината.

Невъоръженото човешко око не може да реагира на повече от 15 трептения на светлината в секунда. Бързото включено/изключено състояние на светодиода дава възможност да се предават данни в двоичен код: включено - логическа “1”, а изключено - логическа “0”. За осъществяване на двупосочна свръзка в компютрите и другите устройства трябва да са вградени оптични предавател и приемник.

Постъпващата от Интернет информация се подава като управляващ сигнал (кодираща последователност) на драйвер, който включва и изключва светодиодната лампа с висока честота. Фотосензор фиксира слабите изменения в интензивността, преобразува ги в електрически сигнали, декодира ги, след което възстановената информация се подава на компютър, мобилно устройство или друг клиент.

При по-голяма част от приложенията за осветление се използват много светодиоди, за да се осигури нужният интензитет на осветлението. Това дава възможност за предаване на различни данни на всяко отделно устройство или на различни групи от емитери.

За да бъде успешно, се изисква матрица от детектори в приемника, като това създава система на многоканален вход - многоканален изход (Multi-Input Multi-Output, MIMO). Към такива оптични системи на предаване на данните могат да се приложат радиочестотни MIMO техники, за да се улесни постигането на необходимото съответствие между матрицата от детектори и матрицата от източници.


› Реклама


Потенциални приложения в редица сфери
В днешно време комплексното използване в сградите на WLAN честотни ленти може в много случаи да подложи на риск информационните мрежи. Това е проблем, който е възможно да бъде решен с въвеждането на VLC технологиите чрез осигуряване на алтернативни честотни ленти.

Освен това, след като използването на радиовълновите/микровълновите комуникационни уреди се разпространява все по-широко, изследванията показват, че някои излъчвания и интензитети могат също така да влияят на чувствително електронно оборудване (като това, което се използва в болниците, някои заводи и в самолетите), да причинят здравословни проблеми или други щети.

При достатъчно добро развитие може да се окаже възможно VLC да даде решение на тези проблеми и да се превърне в безвредно комуникационно средство, което да се използва на места, където съвременната комуникационна технология в много случаи е забранена или където се изисква висока степен на сигурност на данните.

Допълнителен стимул в момента за това е, че VLC технологиите все още не се нуждаят от лицензиране, докато свободното използване на радиовълновите и микровълновите безжични комуникации е ограничено със закон. Всички тези предимства определят потенциала на употреба на VLC в редица приложения:

Визуална сигнализация и комуникация. Цветните сигнални светлини се използват широко в морското дело, автомобилната индустрия и в други приложения. В случая цветът сигнализира, например с червено за опасност, и когато към това бъде добавен пренос на данни, може да се подобри безопасността и други аспекти от управление на движението.

Благодарение на своята надеждност LED намират широко разпространение в тези приложения, като се наблюдават няколко демонстрации на пренос на данни чрез модулация на тези източници. Последните разработки са насочени към осъществяване на пренос на данни от светофари към автомобили, както и комуникация между два автомобила с използване на фаровете с бели светодиоди.

Информационни дисплеи. Дисплеите, като информационни табели и пътеуказатели, обикновено се изработват от матрици с LED, като те могат да бъдат модулирани да предават информацията от табелите на PDA или друг терминал. Това може да намери приложение на летища, музеи и други места, където е необходимо предаване на данни, свързани с местоположението.

Тази зависимост на местоположението и вътрешното позициониране представлява особен интерес в рамките на VLC. В случая локално излъченият сигнал може да се предаде на терминал, като по този начин се определя неговото местоположение чрез отстоянието му от дадено осветително тяло.

Търговски обекти. Осветлението отдавна се счита за “мълчаливия продавач” в търговията на дребно, защото улеснява ориентирането и може да се използва за привличане на клиенти към определени стоки. VLC въвежда нов начин за свързване на търговците с купувачите, за да се подобри качеството на обслужване на клиентите и да се повиши стойността на продукцията.

Според Deloitte Consulting LLP повече от 60% от потребителите използват смартфони, докато са в магазина, а 85% от тях използват приложения или уебсайтове, собственост на продавачите, по време на шопинга. В решенията, демонстрирани от водещите производители, светодиодните осветителни тела предоставят комуникационна точка с пазаруващите, които си служат с мобилни телефони или таблети, заредени със съответното приложение.

При VLC осветителните тела в магазина влизат в контакт с пазаруващите по два основни начина. На първо място, VLC предоставя подобна на GPS функционалност за позициониране на местоположението във вътрешни помещения, което улеснява ориентирането. Купувачите, които търсят определени артикули в своя списък на покупките, се направляват директно към тях.

На второ място, собственикът може да предостави целенасочена информация на своите клиенти. Например след като пазаруващият премине през дадена секция с продукти, в телефона си той може да получи ваучери, рецепти и друга информация.


› Реклама
› Реклама

 

Перспективи за развитие на технологията
През последните няколко години комуникациите чрез видимата светлина бяха тема на активно изследване, което постави технологията на прага на търговската реализация и стандартизация.

Понастоящем VLC разработчиците се стремят да създадат ултра високоскоростни, с висока степен на безопасност, безвредни комуникационни мрежи, които позволяват създаването и разпространението на добре интегрирани компютъризирани приложения, ползващи широколентова, високочестотна импулсна светлина вместо радиовълни и микровълни.

Една от целите на изследователите е да се осигури пренос на данни от 100 мегабита в секунда (Mbps) в офисите и домовете чрез модулация на светлината от осъвременени осветителни системи.

Ако това бъде разработено правилно, съществува възможност много от проблемите във връзка със съвременните инфрачервени, радиовълнови и микровълнови комуникационни системи да бъдат поне частично решени и да се предостави на производствените сектори и обществеността по-благоприятна, гъвкава и енергийноефективна система за безжична комуникация.

"



› Реклама

 

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Предимства на светодиодната технология в аварийното осветлениеТехнически статии

Предимства на светодиодната технология в аварийното осветление

LED осветлението е все по-предпочитана технология в редица обществени, търговски и индустриални приложения, в това число и в аварийното осветление. Това е обусловено от факта, че светодиодните осветители притежават някои характеристики, които ги правят подходящо решение за аварийни осветителни инсталации.

Повишаване на качеството на осветлението в търговски сградиТехнически статии

Повишаване на качеството на осветлението в търговски сгради

Повечето проекти, касаещи обновяване на осветлението в търговски сгради, са съсредоточени върху намаляване на енергопотреблението. Според данни от различни изследвания осветлението в тези обекти обикновено заема над една трета от разходите за електроенергия.

Нови материали в съвременното светодиодно осветлениеТехнически статии

Нови материали в съвременното светодиодно осветление

Съвременните LED осветители стават все по-незабележими  и естествено сливащи се с интериора благодарение на еволюцията при производствените материали. Сред водещите тенденции в областта на модерното светодиодно осветление са по-малките габаритни размери, по-тънките и компактни корпуси, както и все по-интегрираните осветителни системи, които предлагат подобрена ефективност, а на практика са почти невидими.

Съвременни подходи в осветлението за лабораторииТехнически статии

Съвременни подходи в осветлението за лаборатории

Лабораторната дейност е с висока визуална интензивност. И макар голяма част от лабораторната работа днес да се извършва от високотехнологични системи и автоматизирано оборудване, способността на човешкото око да вижда добре и да възприема правилно играе ключова роля за достоверността на резултатите от провежданите изследвания, независимо от сферата на научноизследователската дейност.

Енергийно обследване на улично осветлениеТехнически статии

Енергийно обследване на улично осветление

Общественото осветление e използвано за първи път от съображения за сигурност, а днес на него се гледа като на нещо обикновено и необходимо за нормалния живот. Въпреки че ползите от него са много по-големи от недостатъците, има някои негативни аспекти на уличното осветление.

ИКИС, Филип Шкембов: Българските фирми направиха сериозен скок в последните годиниИнтервю

ИКИС, Филип Шкембов: Българските фирми направиха сериозен скок в последните години

Управителят на ИКИС СЛ Филип Шкембов разказва за настоящето на осветителните технологии, както и за мястото на България и българските производители на световния пазар в експертно интервю за читателите на ТД Инсталации.

Оценка на LED осветлението в търговски сградиТехнически статии

Оценка на LED осветлението в търговски сгради

Винаги когато настъпят промени вследствие въвеждането на нови технологии, настъпва период на объркване и противоречия до отшумяването на “старите методи”. Такъв е моментът и в осветителната индустрия по отношение на бързото развитие на LED осветлението, което превръща тази технология в примамлива опция за цялостно осветление за търговски и промишлени нужди.

Енергоспестяващо улично осветлениеТехнически статии

Енергоспестяващо улично осветление

Уличното осветление отчете голям технологичен напредък през последните няколко години. Основните насоки в развитието му са свързани с подобряване на визуалните условия за безопасно движение на моторните превозни средства и поддържане на обществената безопасност, намаляване на консумацията на електрическа енергия и редуциране на разходите за поддръжка на системите.

АБОНИРАЙ СЕ БЕЗПЛАТНО СЕГА

 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание ТД Инсталации. TLL Media © 2017 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top