«Интернет света» объединяет освещение, общение и обслуживание

Когда дело доходит до эффективности и качества, светодиоды (LED) являются MVP современной технологии освещения. Группа китайских исследователей использует последние усовершенствования светодиодов в качестве трамплина для запуска более взаимосвязанной сети освещения.

В своем исследовании, опубликованном 30 сентября 2022 года в Intelligent and Converged Networks , они предложили концепцию Интернета Света, который взаимодействует с Интернетом вещей для улучшения здоровья и благополучия человека за счет предоставления информационных услуг.

«Поскольку люди проводят все больше и больше времени в помещении, абсолютно необходимо обеспечить сеть освещения, которая предлагает интеллектуальное освещение наряду с информационными услугами, сочетая информационные технологии с коммуникационными технологиями », — сказал Цзянь Сун, профессор электронной инженерии Университета Цинхуа.

Поскольку светодиод основан на кремнии, он может облегчить глубокую интеграцию сетей освещения с различными электронными и интеллектуальными механизмами управления при низких затратах. Помимо управления освещением, исследователи из области информационных и коммуникационных технологий (ИКТ) продемонстрировали осуществимость того, что называется связью видимого света (VLC), которая передает информацию путем модуляции интенсивности светодиодного света . Эта форма связи может одновременно поддерживать информационные услуги, такие как локализация, передача данных и даже оптическая терапия, не вызывая напряжения или повреждения глаз.

«Быстрый прогресс в смежных областях ИКТ и науки о человеке побудил нас предложить идею Интернета Света (IoL) в качестве платформы и разработать ее ключевые функции», — сказал Сонг.

Чтобы интегрировать IoL с вездесущими сетями освещения, исследователи объединили датчики, коммуникационные модули и интеллектуальные блоки обработки в отдельные светодиодные лампы, чтобы сформировать «узел», и внедрили телекоммуникационные технологии, такие как связь по линиям электропередач (PLC) и беспроводная связь 5G, в качестве средств связи.

Сенсорная сеть IoL, состоящая из специально разработанных сенсорных узлов, может собирать такую ​​информацию, как интенсивность света, цвет, уровень опасного газа, движущиеся объекты и многое другое.

Приложения этого типа IoL включают «умные» дома престарелых, где житель может быть расположен по соображениям безопасности или может быть вовремя обнаружена утечка газа на кухне. Автоматическая регулировка интенсивности света или цвета может настроить комфортную среду в соответствии с предпочтениями пользователя или в качестве средства для проведения оптической терапии.

Чтобы эффективно реализовать эти функции, исследователи разработали алгоритмы и провели аппаратные эксперименты, чтобы продемонстрировать производительность системы для высокоскоростной доставки данных. Это включало эксперименты с конструкцией VLC для выравнивания луча в реальном времени, которая может быстро регулировать направление излучающего источника света в соответствии с положением пользователя.

Ученые исследовали оптимизацию ресурсов при различных ограничениях, таких как услуги связи и определения местоположения для выделения различных частот и мощности, а также связь и освещение для удовлетворения различных требований к освещению, включая интенсивность и однородность.

«Поскольку услуги связи и определения местоположения будут осуществляться сетями освещения, оптимизация распределения электроэнергии имеет решающее значение», — сказал Хуэй Ян, профессор электронной инженерии Университета Цинхуа.

Для поддержки таких приложений, как передача видео и позиционирование в реальном времени, исследователи изучают алгоритмы планирования, которые могут удовлетворить строгие требования базовой станции по времени и свести к минимуму задержку.

Предыдущие исследования показали, что свет можно использовать для лечения некоторых дерматозов или нейродегенеративных заболеваний, продемонстрировав возможность неинтрузивного оптического лечения. Команда исследовала эту возможность, разработав эксперимент по световому стробоскопическому облучению с частотой мерцания светодиодного света.

«Предварительные результаты нашего исследования подтвердили взаимосвязь между световой стимуляцией и реакцией человека на сигнал электродермальной активности и другие методы», — сказал Сяофэй Ван, профессор электронной инженерии Университета Цинхуа. «Это демонстрирует, что платформа IoL может регулировать человеческие эмоции и мозговую активность, разумно и автоматически контролируя частоту мерцания источника света».

Согласно исследованию, в будущем исследователи планируют интегрировать отдельные технологии в среду, подобную учреждению престарелых, которое может извлечь выгоду из интеллектуального зондирования, связи и оптимизации в условиях ограниченных ресурсов.

Сочетание освещения и окружающей среды создает в высшей степени интерактивную, сложную и динамичную систему с огромным несоответствием и большим разнообразием для отдельных людей», — сказал Луокси Хао, профессор Колледжа архитектуры и городского планирования Университета Тунцзи. «Преимущества восприятия в реальном времени , мгновенный отклик и бесшовная информационная взаимосвязь, поддерживаемые IoL, несомненно, могут сыграть важную роль в воплощении в жизнь концепции освещения, ориентированной на человека».

Дополнительная информация: Цзянь Сонг и др., Интернет света: технологии и приложения, интеллектуальные и конвергентные сети (2022 г.). DOI: 10.23919/ICN.2022.0018

Документ также доступен на сайте SciOpen ( www.sciopen.com/article/10.23919/ICN.2022.0018 ) издательства Tsinghua University Press.

 

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com