前几天跟大家简单聊了下灯联网的相关技术，收获了不少阅读量，今天笔者再就灯联网的几个问题做深入探讨。
为什么选择灯作为感知层？
说到灯联网，就不得不说物联网，正因为物联网行业的蓬勃发展，让我们对身边的事物有了更多的想象，灯联网也由此而来。当我们看到室内外无处不在的白光灯，就会联想：如果以灯作为物联网的感知层，简单地改造一下灯管，岂不是轻轻松松就打通了物联网的“任督二脉”？
是的，以灯作为物联网的感知层就是出于这种考虑。
灯在生活中不可或缺，使用灯来感知，就不需要另增新的感知设备，节省建设成本；
灯也随处可见，使用灯来感知，能创建大量的感知节点，有利于与其他设备形成联动；
灯联网之后，能感知环境来实现智慧照明，说小了是节省电费，说大了就是节能减排新创举。
真可谓是一举多得。
灯联网系统如何组成？
见上图，在灯具里嵌入智能控制模块，使其成为网络载体，再由智能模块中的传感器自组网，使得每盏灯都能接入因特网、快速被识别、管理和控制，最终实现智能照明、环境感知、无线通信、室内定位等多种功能，这就是灯联网系统。
可见，灯联网的核心就是灯中的智能芯片。这块芯片高度集成环境感知传感器系统、光通信自组网和多源定位模块等，使得单灯具有如下特点：
人、车、物体感知
近距离无线通信
大规模无障碍通信
智能模式设置
节能、低碳、环保
灯联网究竟用了哪些黑科技？
微波雷达及红外传感器小型化——“超级省电王”
主要作用是探测和感应。其工作基本原理是多普勒效应原理，当有人员、车辆进入感应区时会干扰微波信号，感应器检测到干扰信号时智能灯亮度达到满功率照明亮度，当人员、车辆在感应范围内活动时智能灯保持常亮，当人员、车辆离开感应范围或静止不动达一定时间后智能灯就自动转换为低功耗微亮休眠或全灭状态。也就是人们常说的“智慧照明”。
使用这种智能LED灯，比传统荧光灯节能可达90%，比传统LED灯节能可达80%。这么说可能很多人没概念，还是来算一笔经济账吧。假设智能灯全亮时功率为14W，10%休眠亮度时为1.53W，50%休眠亮度时为6.6W，（在地下停车场综合使用场景实测是2W-4W之间），那么智能灯的成本是0.09度/盏/天，普通灯的成本是0.85 度/盏/天，再假设某停车场有2000盏灯，一盏灯一天节省1元钱，每年节约电费可达72万元！震惊了吧，智能灯简直就是超级省电王，有木有？
Mesh传感器自组网——“扫一扫”灯光上网
支持Mesh拓扑组网，节点之间采用无线级联方式通信，同时每个节点都可与其他节点使用点对多点的方式连接，如下图所示。
这样做有如下好处：
可构建的网状网络内每个节点都有一条以上的无线上联链路，提高了无线传输服务的可用性
灯与灯之间组成网络，线下物联网空间智能化，构建室内定位开放平台，即手机可以通过任意一个单灯联网，通过扫描头顶的灯光，即可定位导航
自动配置、自动发现：系统具有自动配置能力，当网络节点启动后，该节点内的各模块互相自动发现并且自动确定各自的工作模式、智能扫描信道等，无需进行每个设备的手工配置。当网络中出现一个或者多个新加入的节点时，系统也可以自动发现新节点，通过管理界面对节点进行mesh组网授权后，新节点会自动下载配置。这种自动配置和自动发现的能力降低了网络部署和管理运维的工作负荷。
自动调节、链路自愈：无线网络连接建立后形成mesh结构，每个网络节点以一定的时间间隔不断的执行决策算法。每个节点具有的分布式智能单元以信号强度和网络性能为指标，在多条无线链路中选取最优路径路由流量，并且不断动态调整数据路径，限制了广播并且消除了瓶颈。这保证了任何由于网络单元被增加或是移除导致的网络拓扑变化都可以立即被检测到并进行相关的措施，保证网络总是处于最优的性能和运行状态。
以上用人话来说就是，每盏灯都能联网，手机“扫一扫”灯光就能上网，系统就像蜂巢一样非常坚固，多一盏灯少一盏灯不影响系统运行，而且当某盏灯坏了的时候还能发出“我需要维修”的信号。
可见光通信——高速率将WIFI秒成“渣”
通过微芯片来控制LED灯，可实现其每秒数百万次的闪烁，其中灯亮代表1，灯灭代表0，这样二进制的数据就被快速编码成灯光信号，从而进行有效的传输了。与此同时，灯光下的终端（电脑、笔记本、手机、平板、甚至是物联网设备等），通过一套特制的装置接收信号，就能实现有灯光的地方有网络。
灯联网，利用可见光通信，有如下优点：
方便快捷，不需要再新建任何基础设施；
高带宽，不受无线电频谱管制；
高速率，理论传输速率可达224GB/s，是wifi上网速率150倍；
安全性高，光只能沿直线传播，只有处在光线传播直线上的人才有可能截获信息，大大降低网络攻击风险；
无电磁干扰，信号稳定。
以上笔者最看重光通信的超高速率，据说最新的研究测试0.5秒下完一部电影！
多源融合定位技术——室内定位小case
光定位、蓝牙、惯性导航等室内定位技术，在单独使用时，都有各自的局限性。例如：
光定位，定位精度高、亚米级定位、适应面广、无需额外布设接入点等优点，但是只有有光源的地方才可以稳定定位，对于没有光源的地方，就需要其他定位技术辅助定位。
蓝牙定位部署方便、功耗低、成本低，但蓝牙受噪声信号干扰大，稳定性稍欠佳。
惯导定位数据更新率高、短期精度和稳定性好，但有累计误差，不适用于大场景长距离情况下使用。
灯联网将光定位、蓝牙惯导等多种定位技术融合。可以达到：
更好的覆盖性(可扩展性)；
低功耗；
移向接近(简易化)。比如苹果微定位技iBeacon的位置推送广告；可以进行设备间通信恢复。
组织融合和信息采集。将定位信息、环境信息和个人爱好的一致性集成，可以根据来自物理定位和语义定位的环境推断，从环境推理所在位置，可以更好的支持环境(功耗、历史数据和覆盖)。
以上总结就是，部署灯联网后，室内定位的实现就只是小菜一碟啦。
人工智能大数据技术——下一个AI就是灯
灯联网中所有智能灯均携带多种类型传感器（例如，红外、温度、电压、电流等传感器），传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性采集环境信息，不断更新数据。当数据大到一定程度，会对数据处理能力和效率有要求，这时，人工智能就能发挥作用。
在灯联网中，人工智能一个主要应用是用于大数据分析，深度学习，从而决策、行动以及创造。比如十字路口的智能红绿灯，可以根据人流监测信息自动调节跳灯时间；智能路灯可以感知光线明暗自行调节明暗程度，而不需要人为设置具体开关时间。
灯联网有何商业价值？
智能交通：对于城市路灯、红绿灯、景观灯等进行灯联网改造，可实现按需照明、快捷上网、环境（温度、湿度、污染）等数据采集，人流/安全性等监控、应急、反恐等场景中疏散人群、能耗上报、故障告警等。
智能家居：舒适照明、快捷上网、与其他家居联动、家庭安防、娱乐、助眠等。
智能驾驶： 路灯与车灯之间通信，根据路灯感知路况并传输给每辆车，实现预测性智能导航；不同车之间的车灯通信，比如前车碰到经济情况刹车，这一信息很快通过前车的车灯传输给后车车灯，后车又传输给后一辆车，如此实现智能驾驶，避免交通事故。
室内定位：主要应用商场、停车场、工厂、展览、医院、图书馆、交通枢纽等场所，其可实现：按需照明、分时分区、远端控制、能耗上报、状态监控、上网、安防预警、拥堵疏导、室内导航、位置营销、数据采集等。
灯联网的商用目前还主要集中在商务领域和公共设施领域，如酒店、会展场馆、市政工程、道路交通领域。随着美迪索科等一众公司的大力研究和推广，家居领域的应用有望得以普及，融入主流的智能家居平台为主，采用适合的硬件模块、满足各个平台的协议接口规范，实现与其他各类相关家居家电设备的互联互通，并最终融入包罗万象的物联网。
结语
俗话说，科技创造美好生活。灯联网在实现智慧照明的同时，还能让你随时随地有灯就能上网，有灯就能导航，有灯就能通信。让灯打通物联网“任督二脉”，让灯实现万物相连，美迪索科希望这一美好的技术早日服务大众。
