体育场馆智能解决方案

智能解决方案

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一般说明

智能运动照明解决方案创建了一个中枢神经系统，可以简化基础设施管理，提高照明系统的价值，并为开发新功能和收入流开辟多方面的可能性。它模糊了操作技术(OT) 和信息技术(IT)之间的界限，以构建照明基础设施，允许灯具、其环境和其他数字参与者之间存在通信、协作和互操作。互操作标准的应用、强大连接平台的使用、数字控制的集成以及智能LED照明系统的部署相结合，将体育照明推向了复杂性和可持续性的最前沿。

通过充分利用基于IP的网络内外可用的数据流、处理能力和应用程序，智能体育照明实施创建了一个发光环境，将比赛场面提升到了新的期望水平，并推动明智的决策优化照明操作的各个方面。

照明是场馆创造价值能力的核心

照明是体育运动成功的重要因素。它可以将体育场和其他户外运动场馆的比赛时间延长到黑暗之外。白天使用竞技场和其他室内体育设施时，照明也是必不可少的。体育设施是为了吸引运动员和球迷而建造的。它们的目的是举办大量的体育比赛和娱乐活动，这些活动具有促进经济发展、联系世界各地的人们以及促进不同地理、文化和政治背景下的社会融合、包容和宽容的独特力量。人们来到体育场馆观看或参加各种类型的运动，包括但不限于足球、足球、篮球、排球、棒球、网球、游泳、自行车赛、赛车、赛马、拳击和摔跤、高尔夫、冰球/轮滑、滑冰（花样滑冰、冰上和直排速度）、羽毛球、板球、体操、田径。

虽然体育运动本身具有非凡的吸引、动员和激励能力，但体育赛事通过参与或观看将人们聚集在一起，庆祝、享受和分享。重大体育赛事，如FIFA世界杯、奥运会、欧洲冠军联赛、NBA总决赛、超级碗、MLB全明星赛、英超联赛、一级方程式赛车、国际田联世界锦标赛、温布尔登网球、橄榄球世界杯和曲棍球世界杯风靡一时，精彩不容错过。这些活动通常在白天以外的时间举行。带来视觉盛宴的是运动照明。

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体育照明让比赛的动态栩栩如生

体育照明的目标是创造一个充分满足运动员、观众和裁判视觉需求的发光环境。必须提供最佳的视觉条件，以确保球员、比赛目标、比赛场地和周围背景的可见度。应提供适当的视觉环境，使观众能够清晰地观看比赛并获得非凡的体验。电视体育赛事需要针对电视转播额外优化照明。为了实现这些目标，体育照明设计应考虑一整套定量和定性的照明因素。定义体育照明技术方面的因素包括水平和垂直平面的照度、光分布的均匀性、照明伪像（例如闪烁和频闪效应）、显色性、色温、色彩对比度和亮度（眩光）。虽然体育设施的有效可见度取决于对这些不同因素的控制，但照明的情感和感知方面同样重要。

体育照明设计的艺术不仅仅是满足技术要求，还应考虑光的心理效果和视觉感受，这些效果与环境的吸引力、气氛和氛围有关。为了激发兴奋感并创造一个引人入胜的环境，照明应该增强气氛，甚至促进光与人体之间积极的生理相互作用。

需要挖掘每一个节能机会

体育场馆和竞技场是大型设施，旨在容纳大量观众并举办高规格体育赛事。在各种类型的运动中，足球、篮球、足球、棒球和网球等空中运动最常在这些设施中进行。空中运动是指至少部分时间使用位于比赛场地上方空间的物体进行的运动。为了在三维空间中提供所需的垂直和水平照度，高瓦数照明系统被用作主力光引擎，并在整个广阔的设施中高密度安装。这些灯具具有较大的功率需求（kW）并消耗大量的电能（kWh）。能源成本通常超过照明系统在其服务期内的资本成本。

能源效率和可持续性对体育照明系统的选择和操作提出了特殊的考虑。需要挖掘每一个节能机会，以最大限度地降低运营成本，遵守不断变化的能源法规，并有资格获得公用事业和能源效率回扣计划的激励。通过使用高效灯具以及允许灯具仅在正确的时间和所需的水平运行的照明控制，可以最大限度地节约能源。

灯光设备

体育场是一个大型室外场地，其特点是部分或完全包围比赛场地的分层结构。区域是一个大型、封闭的设施，其中心区域的大部分或所有侧面都被分层的观众座位所包围。这些建筑物通常是多用途的。它们还用于其他类型的活动，如音乐会、贸易展览、会议和企业聚会。体育场和其他大型户外运动设施由安装在屋顶结构周围或位于场地周边的高桅杆上的可瞄准型泛光灯照明。如果挫折时间较短，较小的区域（例如网球场、曲棍球场和滑板公园）可以使用固定灯具。泛光照明系统也是场馆的主要光源，但高棚灯或低棚灯可用于为较小体积或较低天花板高度的室内设施提供顶部照明。一般来说，泛光照明是体育照明的支柱。泛光灯旨在将受控光束投射到特定区域。根据照明区域和光束控制要求，光分布可以是对称的或不对称的。除了严格控制光束图案外，定向灯还可以配备遮阳板或其他光学防护罩，以限制高角度光，实现无眩光照明。

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LED照明树立新标准

LED 照明是体育照明行业近期转型的核心。HID照明（或更准确地说，金属卤化物灯）的使用在体育照明应用中极为常见，但它给设施管理人员带来了飙升的能源和维护费用。金属卤化物照明系统本质上在光源效率、灯具效率和执行节能照明控制策略的能力方面受到限制。

LED照明现已成为照明性能的新前沿。该技术不仅能大幅提高光源效率，还能提供节能机会。通过对所有照明应用效率(LAE)因素（包括光学传输效率、强度控制和优化光谱）进行整体优化，可以实现额外的节能。此外，LED的使用寿命长，使得创建几乎免维护的运动照明系统成为可能，其使用寿命明显长于HID 系统。

LED 系统能够调节其发射光的光谱功率分布(SPD)，同时最大限度地降低生命周期成本。通过多种LED 原色的动态颜色混合，LED产品可以发射几乎任何可见光光谱，用于变色照明。在体育照明中添加色彩动态可以给观众带来兴奋感，并创造令人难忘的比赛体验。LED 技术还为体育场馆带来了数字照明。LED是对驱动电流变化高度敏感的半导体器件。半导体芯片有源区域中在电影响下产生的电致发光的幅度可以在从100% 到0%的整个范围内调节。这种程度的可控性使LED能够与产生数字控制逻辑的电子电路协同工作。

数字网络

智能运动照明利用LED的数字特性来创建可提供互操作性、适应性和个性化的互联智能照明系统。LED灯具、照明控制、分布式和集中式控制机制的数字网络使构建一个安全、灵活和可扩展的照明生态系统成为可能，该生态系统可以融入物联网基础设施。在这个生态系统中，LED灯具可以在概念组中单独寻址或控制。数字控制系统的使用消除了传统上基于电路负载的控制分区的限制。通过针对单个灯具或灯具组的软件实施分区和重新分区，可以提高照明控制的灵活性。从个人调节、占用感应、时间安排、日光采集、流明维持调光、机构调节和需求响应到自适应补偿，可以部署多种控制策略来优化光传输，从而实现积极的节能，因为相同的灯具可以分配给不同的设备不同情况下的控制区域。

个人寻址能力

凭借单独的可寻址性和数字网络，可以协调多个LED灯具来微调静态颜色、产生视觉序列或通过在多个灯具上同时显示不同的颜色和不同的强度来创建动态效果的无限组合。当将寻址能力嵌入到LED 封装中以控制单个芯片或嵌入到LED 模块中以控制LED灯具内的单个封装时，就创建了一个提供光谱和强度调节能力的动态照明系统。其颜色或相关色温(CCT)可调性允许针对光的功能优化光谱功率分布(SPD)。这种能力可用于为复杂的灯光表演创建复杂的色彩图案，使体育灯光的戏剧性和刺激性仅次于比赛。可调白光照明能够在生物层面上唤起不同的人类反应，从而提高玩家的表现和观众的参与度。它还允许针对广播摄像机调整CCT。因此，智能运动照明能够适应每场比赛或活动。

智能LED运动灯

在数字照明网络中，灯具是关键组件，因为它们不仅提供照明，而且还充当智能节点。这些单独可控的照明节点相互连接，以实现网络控制活动和协作操作。虽然在数字网络环境中操作LED灯具将照明系统的功能扩展到其固有功能之外，但各个照明系统与基础设施协作的集体智能提供了有意义的见解，可用于最大限度地提高运营效率并开发价值。增加的服务。

数字可控LED运动灯将光引擎与光控制器集成在一起，提供使照明系统智能和可互操作所需的智能和连接性。光控制器通常是片上系统(SoC)，是集成了微控制器、通信接口和I/O端口的完整处理系统。智能运动照明系统的可编程性是通过使用微控制器来提供的。该微控制器包含摄取、存储、管理数据并将其转换为LED驱动器控制信号所需的固件。LED驱动器通过调节驱动电流（开/关切换或调光）来按照光控制器（微控制器）发出的指令来操作LED。

在全功能LED 照明系统中，LED驱动器必须为LED提供准确、无闪烁的调光，以产生所需的发光强度。在颜色调谐系统（RGB、RGBW、RGBA、RGBAW等）和可调白色系统中，每个LED 原色均单独寻址和调光。LED 调光是通过脉宽调制(PWM) 或恒流降低(CCR) 来实现的。LED驱动器负责内部温度传感、结温调节和热保护，并应保护光引擎免受交流线路上的浪涌和其他噪声的影响。

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互联照明

为了使智能灯发挥作用，它们必须连接起来。要形成一个互联、互操作、协同的生态系统，必须使用强大的网络平台。体育照明系统可以使用有线数据电缆系统联网。例如，DMX/RDM和以太网（例如KiNET、ArtNET和sACN）的混合组合允许节点和控制器之间的双向通信，并支持通过单根以太网电缆同时传输多个DMX域。克服DMX的物理限制。然而，有线网络系统受到布线所施加的限制。

虽然有线系统的可靠性和高数据带宽仍然是引人注目的优势，但使用无线网状网络以经济高效的方式构建灵活、可扩展和更具互操作性的网络的趋势已加速发展。网状网络的特点是智能节点之间具有多个冗余信号路径。消息可以通过“多跳”通信从源中继到目的地。该功能使网络能够保持高可靠性并扩大覆盖范围。除了无与伦比的灵活性、可扩展性以及类似有线的可靠性之外，基于主流协议的网状网络还可以实现全球可互操作的产品生态系统，这些产品可以开箱即用地相互联网和互操作。两种著名的网状拓扑是蓝牙网状网络和ZigBee。两者都支持大量的互连，并拥有良好的产品生态系统。ZigBee使用基于目的地的路由来中继消息，而蓝牙Mesh 使用受管理的泛洪消息传递方法。

物联网(IoT)

通过协议转换网关将智能灯连接到物联网网络，将互联网协议(IP)应用扩展到这些资源受限的照明节点。物联网的本质有望改变体育照明。物联网促进不同网络上的异构设备之间的协作和数据交换。从云计算、大数据、高级分析和人工智能到机器学习，照明系统可以使用物联网应用生态系统来增强其功能。使用物联网平台在硬件和应用层之间进行协调是智能运动照明不可或缺的一部分。强大的平台将能够简化复杂的技术环境，并富有洞察力地协调不同设备、系统和网络之间的关键交互。

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