Bluetooth NLC mở ra một đường đi mới vượt trội cho smart lighting

Theo CRAIG DILOUIE, việc chuẩn hóa toàn diện các thiết bị điều khiển chiếu sáng sẽ cải thiện hoạt động của mạng lưới chiếu sáng, mở rộng triển vọng áp dụng hệ thống điều khiển không dây.

CRAIG DILOUIE là giám đốc giáo dục của Hiệp hội điều khiển chiếu sáng, một hội đồng của Hiệp hội các nhà sản xuất điện quốc gia, nơi giáo dục công chúng về công nghệ và ứng dụng điều khiển chiếu sáng.

Vào tháng 9 năm 2023, Bluetooth Special Interest Group (SIG) đã ra mắt Bluetooth NLC, thông số kỹ thuật xác định vai trò và trách nhiệm cho các thiết bị điều khiển chiếu sáng thông thường được cài đặt trong mạng không dây Bluetooth.

Bluetooth NLC dựa trên các tiêu chuẩn không dây Bluetooth Low Energy (LE) và Bluetooth Mesh trước đây để cung cấp tiêu chuẩn hóa toàn diện về cách các thiết bị giao tiếp và hoạt động trong mạng lưới không dây.

Bằng cách cho phép khả năng tương tác thực sự giữa nhiều nhà cung cấp trên toàn bộ hệ thống điều khiển, Bluetooth SIG tuyên bố Bluetooth NLC sẽ thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi các hệ thống điều khiển chiếu sáng được kết nối mạng không dây trong các tòa nhà phi dân cư.

Bluetooth NLC bổ sung các thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho lớp thiết bị trên Bluetooth Mesh (lớp giao tiếp) và Bluetooth LE (lớp vô tuyến) để tạo ra một tiêu chuẩn đầy đủ cho điều khiển chiếu sáng không dây.

Wireless lighting control

Hệ thống điều khiển chiếu sáng mạng là hệ thống thông minh trong đó các thiết bị kết nối với nhau để ban hành các chiến lược điều khiển nhằm tiết kiệm năng lượng và tăng cường tính linh hoạt. Theo nghiên cứu do DesignLights Consortium (DLC) thực hiện, có thể tiết kiệm được trung bình gần 50% năng lượng chiếu sáng. Hệ thống điều khiển chiếu sáng mạng tạo điều kiện tích hợp với các hệ thống tòa nhà khác cũng như các dịch vụ có giá trị gia tăng như tối ưu hóa không gian, chỉ đường trong nhà và theo dõi tài sản.

Theo DLC và Bluetooth SIG, mặc dù hệ thống điều khiển chiếu sáng mạng có tiện ích, nhưng việc áp dụng đã bị hạn chế do thiếu tiêu chuẩn hóa và khả năng tương tác. Bluetooth NLC được thiết kế với mục đích giải quyết vấn đề đó.

Nhìn chung, mạng lưới chiếu sáng được hình thành bằng các đường dẫn truyền dữ liệu/tín hiệu điều khiển được triển khai dưới dạng hệ thống dây điều khiển điện áp thấp chuyên dụng, tần số vô tuyến không dây chuyên dụng hoặc giải pháp tích hợp cả hai phương pháp. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm riêng. Ưu điểm của việc triển khai không dây bao gồm tính linh hoạt trong việc đặt và di dời một số thiết bị nhất định, tiết kiệm nhân công lắp đặt và lắp đặt ít xâm lấn về mặt vật lý hơn trong không gian. Điều này làm cho không dây phù hợp với các tòa nhà hiện có, đặc biệt là ở những không gian mà việc lắp đặt hệ thống dây điều khiển sẽ tốn kém hoặc quá đắt.

Giải pháp điều khiển chiếu sáng không dây thường bao gồm ba lớp. Lớp vô tuyến xác định cách các thiết bị gửi dữ liệu. Lớp truyền thông xác định cách các thiết bị giao tiếp. Lớp thiết bị xác định vai trò và trách nhiệm cho từng nút mạng thiết bị, còn được gọi là thiết bị biên. Mỗi lớp có thể được quản lý bởi một công nghệ tiêu chuẩn hoặc độc quyền.

Nhiều cấu trúc mạng có thể được triển khai cho kiến ​​trúc của giải pháp; cấu trúc dạng lưới là một trong những cấu trúc được sử dụng thường xuyên nhất. Trong cấu trúc mạng này, các thiết bị giao tiếp với nhau dưới dạng các nút trong mạng; tín hiệu do một thiết bị tạo ra được định tuyến theo đường dẫn hiệu quả nhất qua các thiết bị khác cho đến khi tín hiệu đó đến đích. Mạng lưới dạng lưới cũng có khả năng tự phục hồi — nếu một nút bị lỗi, tín hiệu sẽ được định tuyến qua các thiết bị khác.

Năm 2010, Bluetooth SIG đã phát hành Bluetooth Low Energy (LE) cho lớp vô tuyến. Năm 2017, họ đã phát hành Bluetooth Mesh cho lớp giao tiếp. Với việc phát hành Bluetooth NLC vào năm 2023, Bluetooth đã trở thành tiêu chuẩn toàn diện cho điều khiển chiếu sáng mạng lưới không dây, cho phép khả năng tương tác giữa nhiều nhà cung cấp.

What’s in Bluetooth NLC

Một lần nữa, Bluetooth NLC đưa chuẩn hóa Bluetooth vào lớp thiết bị biên. Vòng thông số kỹ thuật ban đầu bao gồm sáu vai trò thiết bị phổ biến, bao gồm Cảm biến chiếm dụng (cảm biến chiếm dụng), Cảm biến ánh sáng xung quanh (cảm biến mức độ ánh sáng), Giám sát năng lượng (báo cáo dữ liệu năng lượng), Bộ chọn cảnh (công tắc/trạm tường để Bật/Tắt và/hoặc chiếu sáng), Điều khiển độ mờ (bộ điều chỉnh độ sáng) và Bộ điều khiển độ sáng (đèn chiếu sáng có bộ điều khiển tích hợp).

Bluetooth NLC cho phép sử dụng thay thế cho bất kỳ thiết bị nào của nhà sản xuất tuân thủ; nghĩa là, thiết bị sẽ thể hiện cùng một hành vi và mức độ tương tác. Ví dụ: mọi cảm biến chiếm dụng trong mạng Bluetooth NLC sẽ hoạt động theo cùng một cách chính xác bất kể công ty nào sản xuất nó.

Một thiết bị duy nhất có thể kết hợp nhiều vai trò điều khiển, chẳng hạn như cảm biến chiếm dụng có cổng DALI/D4i. Thiết bị này có thể được thiết kế để hoạt động như Cảm biến chiếm dụng, Cảm biến ánh sáng xung quanh và Bộ điều khiển độ sáng. Thiết bị này cũng có thể cung cấp vai trò Giám sát năng lượng, với dữ liệu năng lượng do trình điều khiển LED D4i tạo ra được tổng hợp và chuyển tiếp qua mạng lưới.

Benefits of Bluetooth NLC

Bluetooth SIG nêu rằng lợi ích của Bluetooth NLC bao gồm khả năng tương tác giữa nhiều nhà cung cấp, dễ triển khai hơn và khả năng mở rộng được cải thiện.

Vì các vai trò của thiết bị được chuẩn hóa nên các nhà sản xuất có thể tập trung vào các tính năng có giá trị gia tăng, kết hợp các vai trò trong cùng một phần cứng, ứng dụng dữ liệu và xây dựng giao diện hệ thống vượt trội. Số lượng lớn các nhà sản xuất làm việc với Bluetooth cho thấy quá trình phát triển sản phẩm đủ điều kiện của Bluetooth NLC có thể đáng kể và nhanh chóng.

Vì quen thuộc với Bluetooth nên các nhà thiết kế có thể chỉ định các giải pháp dựa trên chức năng hệ thống và yêu cầu về không gian. Điều này có nghĩa là các sản phẩm từ một hoặc nhiều nhà sản xuất có thể được lựa chọn để cung cấp sự kết hợp mong muốn nhất về chi phí, tính năng chức năng, giao diện hệ thống, hỗ trợ kỹ thuật và tính năng bảo mật bao phủ toàn bộ vòng đời sản phẩm, từ sản xuất đến thải bỏ.

Các nhà thầu có thể dựa vào giao diện thân thiện với người dùng để hướng dẫn họ cấu hình và thiết lập mạng. Vì các thiết bị đủ điều kiện của Bluetooth NLC có thể được khám phá hoàn toàn bằng bất kỳ thiết bị nào có kết nối Bluetooth nên ứng dụng điện thoại có thể trực tiếp truy vấn các thiết bị trên mạng để tìm hiểu chúng là gì và đặc điểm của chúng, bất kể nhà sản xuất nào.

Sau khi khám phá, các thiết bị này có thể được chỉ định cho các chuỗi hoạt động để đáp ứng các yêu cầu của dự án đối với không gian. Tính năng cung cấp từ xa sẽ cho phép cấu hình này và cấu hình lại sau đó diễn ra mà không cần phải có mặt tại chỗ.

Sau khi cài đặt, kiến ​​trúc phi tập trung của Bluetooth NLC hỗ trợ mở rộng dựa trên nhu cầu thay đổi. Điều này tạo điều kiện cho khả năng mở rộng, bao gồm khả năng hiện thực hóa giải pháp kiểm soát theo thời gian, đây là cách tiếp cận phù hợp với các tòa nhà hiện có. Kiến trúc phi tập trung cũng kết hợp với các lợi ích khác cho các tòa nhà vừa và nhỏ ngoài các tòa nhà lớn hơn thường là phạm vi kiểm soát mạng.

Game changer?

Trong nhiều ngành công nghiệp, tiêu chuẩn hóa đóng vai trò quan trọng trong việc áp dụng rộng rãi. Việc cập nhật các tiêu chuẩn và ra mắt sản phẩm tuân thủ là chìa khóa đối với các chuyên gia chiếu sáng. Khi các bộ điều khiển chiếu sáng không dây tiếp tục trở nên phổ biến, Bluetooth NLC cung cấp một con đường dẫn đến khả năng tương tác có thể đẩy nhanh việc áp dụng các bộ điều khiển chiếu sáng được kết nối mạng trong cả công trình xây dựng mới và các tòa nhà hiện có.

Tìm hiểu thêm về Bluetooth NLC tại Bluetooth.com.

Bluetooth là nhãn hiệu đã đăng ký của Bluetooth Special Interest Group. “Bộ điều khiển chiếu sáng được kết nối mạng” được viết ra để phân biệt giữa tiêu chuẩn Bluetooth NLC và thuật ngữ điều khiển chung.