真实世界的可视光通信应用

为了改变顾客的购物体验,法国零售业巨头家乐福超市正在里尔的Euralille商场其新近翻新的大型超市中测试基于LED的超市照明。

2015年,家乐福在大型超市的装修过程中,安装了一个LED连接照明系统--800个LED灯具 ,其中包括来自阿姆斯特丹的飞利浦照明(Philips Lighting)的室内定位功能,其作用类似于一个GPS,它可以将位置信息传递给一个触发位置服务的应用程序。这使得家乐福可以通过其特别设计的Promo C'ou智能手机应用向客户发送信息。

飞利浦照明的企业系统和服务、零售和酒店服务主管凯伦·高夫(Karen Gough)说,飞利浦的室内定位系统由LED灯具,一个基于云计算的位置数据库和飞利浦iOS或Android 软件开发套件组成,客户可以使用它们构建自己的移动互动平台。飞利浦软件及其基于云的定位数据库已被集成到家乐福的移动应用程序中。

飞利浦LED照明使用可视光通信(VLC)以快速脉冲的方式向购物者的智能手机上传输单向数字信息流 ,这是一种定位信号,它可以通过摄像头检测到,但人眼看不到。

位于伦敦的IHS Markit有限公司的照明和LED分析师Mike Hornung解释说:“极管的开关时间非常快,事实上,如果你打开开关,人们甚至不会注意到它们已经改变了。”但(设备的)摄像头可以读取这些脉冲,并且可以检测到光线正在发送的信号。“

手机的摄像头检测到光线的调制,然后通过手机上的应用程序访问。家乐福的智能手机应用程序读取VLC代码并确定购物者站在商店里不到20英寸的地方。

通过飞利浦可视光通信系统,家乐福可为其客户提供新服务,例如帮助购物者在8400平方英尺的商店楼层中导航找到促销活动。购物者通过下载应用程序来选择该服务,并且他们可以随时关闭该应用程序。

“去年,我们彻底改变了在店内的照明方式,我们尝试为我们的客户提供服务,帮助他们购物,并为顾客在店内提供便利,”家乐福商业模式和创新总监席琳·马丁(Celine Martin)说。“我们专注于帮助他们找到促销活动,这通常很困难,因为他们一直在改变。”

飞利浦照明室内定位系统示意图

使物联网更接近VLC

由于VLC技术不受无线电频率干扰和拥塞的影响,因此VLC技术被视为Wi-Fi和其他射频通信方法的替代品。总部位于丹佛的Firefly无线网络有限责任公司(Firely Wireless Networks LLC)首席执行官兼总裁海因茨·威勒布兰德(Heinz Willebrand)表示,由于光线无法穿透墙壁,它也因此更加安全。Firefly的VLC以500 Mbps或更高的速率运行。

Willebrand说,可视光通信技术也是物联网将用于连接数百万台消费电子产品和机器对机器设备的通讯手段之一。

“我们正在研究一个工业通讯的项目—假设你有一个制造仓库,并且你想在那里连接支持互联网的设备,”维勒布兰德说。“当涉及到其他形式的无线通信时,这通常是一个非常恶劣的环境,因为这里有很多金属和反射,这就是光信号具有优势的地方,因为它不容易在这些环境中受到干扰。”

如果一家公司的物联网应用程序涉及到LED灯的设备,比如安装在工厂叉车上,那么VLC可以使这些设备具有位置感知功能,而无需在灯泡之外部署基础设施,纽约市灰熊分析公司创始人兼首席分析师Bruce说到。

VLC和物联网:公司一起工作

飞利浦的可视光通信应用已经被部署在办公室和仓库环境中,以及零售和酒店业中。高夫表示,该公司使用VLC来帮助其客户降低运营和员工成本; 驱动品牌立场或沟通声明; 并参与物联网。

例如,飞利浦与思科就后者的基于物联网的“ 数字天花板 ”进行了合作,该框架将建筑物的所有服务连接在一个统一的融合IP网络中。该联盟将飞利浦以太网供电的基于LED的连接照明系统与思科的IT网络结合在一起,将物联网带入办公楼。

飞利浦照明博客的一篇文章写道:“通过利用LED技术的数字化特性并使用安全的网络技术,在数字天花板上将照明和IT整合在一起,”“它不仅可以照明,而且还可以作为一个与照明空间的用户和管理者收集和共享数据的平台。”

思科的数字天花板旨在通过连接智能产品来创造新的用户体验,降低总体成本并实现业务分析,从而增强传统员工队伍。该联盟称,企业可以利用从数字天花板上获得的信息来节省能源,提高员工生产力并充分利用他们的工作空间。

“虽然飞利浦更注重照明方面,但思科以网络而闻名,将事物连接在一起 - 这正是我们过去30年所做的,” 思科全方位解决方案组互联网首席技术官John Baekelmans说。“我们已经通过在网络上融合的声音和摄像机做到了这一点。”

Baekelmans表示,现在是时候对建筑物内的技术做同样的事情了。由于LED照明正在快速取代传统的荧光灯照明,所以这是照明领域的一个领跑者。Baekelmans补充道,照明技术还可以通过在天花板上创建一个IP连接的光端点的初始层从而实现第一波的创新。

他说:“LED灯具的性能已经得到极大的优化,现在我们可以从相同的网络中为它们提供电力。” “你已经有了一个网络,那么为什么你不使用同样的网络来连接建筑物内的照明基础设施?很酷的一点是,所有这些灯具都有传感器,这些传感器都是拥有自己IP地址的小型计算机;飞利浦公司每个灯具的内部都有三个传感器。“

这些集成传感器中的一些可以传达关于其自身状态和操作的信息,而其他传感器则可以收集和传送有关照明区域中的环境因素的数据,例如温度和湿度的变化。

Baekelmans说:“但是你需要把这些数据带回到某个地方(这样你就可以分析它)并且用它做点什么,你可以看到,如果你使用网络,你不仅拥有一个电源路径,还拥有一个数据路径。”

例如,分析从飞利浦传感器装备的以太网供电的LED灯具收集到的信息,可以让员工和建筑经理通过智能手机和其他设备来控制灯光。

思科还与包括位于北卡罗来纳州达勒姆的Cree Inc.在内的其他照明合作伙伴合作,为建筑物提供物联网服务。今年早些时候,Cree推出了SmartCast以太网供电(PoE),这是一个开放式平台,可以通过更好的照明为建筑物提供物联网。

根据Cree的一份新闻稿,智能广播PoE嵌入智能技术,使建筑物更高效,让人们更有效率,同时提供以比普通LED照明系统更少的能量提供更好的光线。思科的数字上限框架提供了与网络的连接。

当配备传感器时,连接到IT网络的LED照明可以用来收集,发送和分析数据。该公司表示,使用以太网供电的灯通过SmartCast PoE部署VLC时,用户可以预先设定他们的照明偏好,这样当他们走进不同的房间时,灯光就会调整。

思科的数字天花板

可视光通信在教室中的应用

Cree的首批客户之一是阿拉巴马州的移动县公立学校。作为思科网络设备的长期客户,学校部门最近在一栋可容纳10个教室的大楼中安装了与以太网交换机连接的PoE天花板灯具,以及一个可让学生参与项目协作的媒体室,IT部门执行经理David Akridge说。除了能源效率之外,该系统还承诺说:“我们有能力调整照明的颜色以创造出习惯、舒适的教室,”他说。

Akridge补充说,智能照明也可以作为一个紧急和安全系统,例如,通过编程来为不同的紧急情况提供不同的颜色,例如在发生火灾时为红色或在黄色的情况下宣布锁定,如果武装入侵者闯入大楼。或者可以将灯光编程为连续或模式闪烁,以显示学校必须立即进入锁定状态。

Akridge说:“现在如果我们处于锁定状态,那就是电话或对讲机上的通话,将会更加隐秘,这样犯罪分子就不会知道正在做什么。”

最终,学校设想将该系统部署在89个设施中,让教职员和教师根据学生的需要和教学要求调整灯光的亮度,颜色和温度。

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