前幾天跟大家簡單聊了下燈聯網的相關技術，收獲了不少閱讀量，今天筆者再就燈聯網的幾個問題做深入探討。
為什么選擇燈作為感知層？
說到燈聯網，就不得不說物聯網，正因為物聯網行業的蓬勃發展，讓我們對身邊的事物有了更多的想象，燈聯網也由此而來。當我們看到室內外無處不在的白光燈，就會聯想：如果以燈作為物聯網的感知層，簡單地改造一下燈管，豈不是輕輕松松就打通了物聯網的“任督二脈”？
是的，以燈作為物聯網的感知層就是出于這種考慮。
燈在生活中不可或缺，使用燈來感知，就不需要另增新的感知設備，節省建設成本；
燈也隨處可見，使用燈來感知，能創建大量的感知節點，有利于與其他設備形成聯動；
燈聯網之后，能感知環境來實現智慧照明，說小了是節省電費，說大了就是節能減排新創舉。
真可謂是一舉多得。
燈聯網系統如何組成？
見上圖，在燈具里嵌入智能控制模塊，使其成為網絡載體，再由智能模塊中的傳感器自組網，使得每盞燈都能接入因特網、快速被識別、管理和控制，最終實現智能照明、環境感知、無線通信、室內定位等多種功能，這就是燈聯網系統。
可見，燈聯網的核心就是燈中的智能芯片。這塊芯片高度集成環境感知傳感器系統、光通信自組網和多源定位模塊等，使得單燈具有如下特點：
人、車、物體感知
近距離無線通信
大規模無障礙通信
智能模式設置
節能、低碳、環保
燈聯網究竟用了哪些黑科技？
微波雷達及紅外傳感器小型化——“超級省電王”
主要作用是探測和感應。其工作基本原理是多普勒效應原理，當有人員、車輛進入感應區時會干擾微波信號，感應器檢測到干擾信號時智能燈亮度達到滿功率照明亮度，當人員、車輛在感應范圍內活動時智能燈保持常亮，當人員、車輛離開感應范圍或靜止不動達一定時間后智能燈就自動轉換為低功耗微亮休眠或全滅狀態。也就是人們常說的“智慧照明”。
使用這種智能LED燈，比傳統熒光燈節能可達90%，比傳統LED燈節能可達80%。這么說可能很多人沒概念，還是來算一筆經濟賬吧。假設智能燈全亮時功率為14W，10%休眠亮度時為1.53W，50%休眠亮度時為6.6W，（在地下停車場綜合使用場景實測是2W-4W之間），那么智能燈的成本是0.09度/盞/天，普通燈的成本是0.85 度/盞/天，再假設某停車場有2000盞燈，一盞燈一天節省1元錢，每年節約電費可達72萬元！震驚了吧，智能燈簡直就是超級省電王，有木有？
Mesh傳感器自組網——“掃一掃”燈光上網
支持Mesh拓撲組網，節點之間采用無線級聯方式通信，同時每個節點都可與其他節點使用點對多點的方式連接，如下圖所示。
這樣做有如下好處：
可構建的網狀網絡內每個節點都有一條以上的無線上聯鏈路，提高了無線傳輸服務的可用性
燈與燈之間組成網絡，線下物聯網空間智能化，構建室內定位開放平臺，即手機可以通過任意一個單燈聯網，通過掃描頭頂的燈光，即可定位導航
自動配置、自動發現：系統具有自動配置能力，當網絡節點啟動后，該節點內的各模塊互相自動發現并且自動確定各自的工作模式、智能掃描信道等，無需進行每個設備的手工配置。當網絡中出現一個或者多個新加入的節點時，系統也可以自動發現新節點，通過管理界面對節點進行mesh組網授權后，新節點會自動下載配置。這種自動配置和自動發現的能力降低了網絡部署和管理運維的工作負荷。
自動調節、鏈路自愈：無線網絡連接建立后形成mesh結構，每個網絡節點以一定的時間間隔不斷的執行決策算法。每個節點具有的分布式智能單元以信號強度和網絡性能為指標，在多條無線鏈路中選取最優路徑路由流量，并且不斷動態調整數據路徑，限制了廣播并且消除了瓶頸。這保證了任何由于網絡單元被增加或是移除導致的網絡拓撲變化都可以立即被檢測到并進行相關的措施，保證網絡總是處于最優的性能和運行狀態。
以上用人話來說就是，每盞燈都能聯網，手機“掃一掃”燈光就能上網，系統就像蜂巢一樣非常堅固，多一盞燈少一盞燈不影響系統運行，而且當某盞燈壞了的時候還能發出“我需要維修”的信號。
可見光通信——高速率將WIFI秒成“渣”
通過微芯片來控制LED燈，可實現其每秒數百萬次的閃爍，其中燈亮代表1，燈滅代表0，這樣二進制的數據就被快速編碼成燈光信號，從而進行有效的傳輸了。與此同時，燈光下的終端（電腦、筆記本、手機、平板、甚至是物聯網設備等），通過一套特制的裝置接收信號，就能實現有燈光的地方有網絡。
燈聯網，利用可見光通信，有如下優點：
方便快捷，不需要再新建任何基礎設施；
高帶寬，不受無線電頻譜管制；
高速率，理論傳輸速率可達224GB/s，是wifi上網速率150倍；
安全性高，光只能沿直線傳播，只有處在光線傳播直線上的人才有可能截獲信息，大大降低網絡攻擊風險；
無電磁干擾，信號穩定。
以上筆者最看重光通信的超高速率，據說最新的研究測試0.5秒下完一部電影！
多源融合定位技術——室內定位小case
光定位、藍牙、慣性導航等室內定位技術，在單獨使用時，都有各自的局限性。例如：
光定位，定位精度高、亞米級定位、適應面廣、無需額外布設接入點等優點，但是只有有光源的地方才可以穩定定位，對于沒有光源的地方，就需要其他定位技術輔助定位。
藍牙定位部署方便、功耗低、成本低，但藍牙受噪聲信號干擾大，穩定性稍欠佳。
慣導定位數據更新率高、短期精度和穩定性好，但有累計誤差，不適用于大場景長距離情況下使用。
燈聯網將光定位、藍牙慣導等多種定位技術融合。可以達到：
更好的覆蓋性(可擴展性)；
低功耗；
移向接近(簡易化)。比如蘋果微定位技iBeacon的位置推送廣告；可以進行設備間通信恢復。
組織融合和信息采集。將定位信息、環境信息和個人愛好的一致性集成，可以根據來自物理定位和語義定位的環境推斷，從環境推理所在位置，可以更好的支持環境(功耗、歷史數據和覆蓋)。
以上總結就是，部署燈聯網后，室內定位的實現就只是小菜一碟啦。
人工智能大數據技術——下一個AI就是燈
燈聯網中所有智能燈均攜帶多種類型傳感器（例如，紅外、溫度、電壓、電流等傳感器），傳感器獲得的數據具有實時性，按一定的頻率周期性采集環境信息，不斷更新數據。當數據大到一定程度，會對數據處理能力和效率有要求，這時，人工智能就能發揮作用。
在燈聯網中，人工智能一個主要應用是用于大數據分析，深度學習，從而決策、行動以及創造。比如十字路口的智能紅綠燈，可以根據人流監測信息自動調節跳燈時間；智能路燈可以感知光線明暗自行調節明暗程度，而不需要人為設置具體開關時間。
燈聯網有何商業價值？
智能交通：對于城市路燈、紅綠燈、景觀燈等進行燈聯網改造，可實現按需照明、快捷上網、環境（溫度、濕度、污染）等數據采集，人流/安全性等監控、應急、反恐等場景中疏散人群、能耗上報、故障告警等。
智能家居：舒適照明、快捷上網、與其他家居聯動、家庭安防、娛樂、助眠等。
智能駕駛： 路燈與車燈之間通信，根據路燈感知路況并傳輸給每輛車，實現預測性智能導航；不同車之間的車燈通信，比如前車碰到經濟情況剎車，這一信息很快通過前車的車燈傳輸給后車車燈，后車又傳輸給后一輛車，如此實現智能駕駛，避免交通事故。
室內定位：主要應用商場、停車場、工廠、展覽、醫院、圖書館、交通樞紐等場所，其可實現：按需照明、分時分區、遠端控制、能耗上報、狀態監控、上網、安防預警、擁堵疏導、室內導航、位置營銷、數據采集等。
燈聯網的商用目前還主要集中在商務領域和公共設施領域，如酒店、會展場館、市政工程、道路交通領域。隨著美迪索科等一眾公司的大力研究和推廣，家居領域的應用有望得以普及，融入主流的智能家居平臺為主，采用適合的硬件模塊、滿足各個平臺的協議接口規范，實現與其他各類相關家居家電設備的互聯互通，并最終融入包羅萬象的物聯網。
結語
俗話說，科技創造美好生活。燈聯網在實現智慧照明的同時，還能讓你隨時隨地有燈就能上網，有燈就能導航，有燈就能通信。讓燈打通物聯網“任督二脈”，讓燈實現萬物相連，美迪索科希望這一美好的技術早日服務大眾。
