无线智能灯光设计
一、设计目标与原则
用户目标：舒适、节能、易用、可扩展、与语音/智能家居平台（如Apple HomeKit/Google Home/Alexa）集成。 设计原则：尽量无线减少布线，但照明灯具仍需电源；关键节点冗余；分区控制、场景优先；安全与OTA升级能力。
二、总体架构（逻辑）
1. 终端层（灯具与传感器）
无线智能灯具（内置网关或接收器），支持色温/亮度调节（可选RGB）。智能开关/面板（无线、替代原有墙壁开关）。 运动/占用传感器、光照传感器（用于自动触发与日光补偿）。门窗/人体/场景触发器（遥控器、场景键）。
2. 网关 / 控制器层（选配）
家庭网关（Zigbee/Hue桥/Thread Border Router 或 Wi-Fi 网关），桥接到云或本地控制器。
可选本地控制器（Raspberry Pi / NUC + Home Assistant /本地控制逻辑），用于离线优先、低延迟场景。
3. 上层平台
手机 App、语音服务（Alexa/Google/小爱）、定时/自动化规则、OTA 管理。
三、协议与技术选型（优先级建议）
Zigbee / Thread：低功耗、Mesh 自愈、倾向灯具与开关场景（推荐用于大多数家庭/办公）。
BLE Mesh：适合点对点快速控制、占用传感器与开关（中小项目可用）。
Wi-Fi：直接兼容手机/云、带宽高但功耗和AP负载高。适合需要视频或大量云交互的环境。
选型建议：以 Zigbee/Thread 为主网（灯具、开关、传感器），路由器/网关使用以太网接入互联网；重要场景（厨房/走廊）保留有线开关或双控方案以备不联网时使用。
四、照明分区与控制策略
分区：按功能分区（入口、客厅/公共区、厨房、餐厅、卧室、走廊、会议室、展示区等）。每区可独立控制/场景化。
场景：阅读、观影、用餐、休息、晨起、离家、夜灯（低亮度）等。场景可绑定色温（暖/冷）、亮度与灯组。
自动化规则（示例）：
夜间走廊自动低亮度打开：人体检测 + 时间窗（23:00–6:30）。
日光补偿：光照低于阈值并有人时提升室内亮度。
节能离家模式：离家后 5 分钟全部关闭（通过手机地理围栏或面板手动触发）。
五、器件清单（BOM）示例（按功能）
以下为常见规格与数量估算（根据空间大小调整）
1. 灯具
智能筒灯 / 筒灯改造驱动（DALI/0-10V/内置Zigbee/Thread） — 若干（按房间灯位）
智能吸顶灯（卧室/客厅） — 若干（带可调色温/调光）
智能轨道灯 / 展示灯（展示区） — 若干
2. 开关与面板
Zigbee/无线智能墙壁开关（中性线/无中性线型号） — 若干（按现有开关点）
场景控制面板 / 触控面板 — 可选
3. 传感器
人体/占用传感器（微波或红外） — 入口/走廊/公共区若干
光照传感器（用于日光补偿） — 客厅/厨房等若干
4. 网关与桥接
Zigbee/Thread 网关（含以太网口） — 1 个（每户/每层）
备选：Home Assistant/本地控制器（Raspberry Pi + SD卡 + UPS）
5. 配件/电源
LED 驱动（符合灯具功率）
就地电源和接线箱、面板支架、天花支撑件
6. 其他
语音助手设备（若需）
备用传统机械开关（关键位置冗余）
六、电气与安装注意（关键点）
智能无线只解决通信，灯具仍需交流电源布线，确保每个灯位有合规电源线与接地。
若使用“无中性线”智能开关，确认现场是否满足（多数老房无中性线）。推荐优先使用有中性线型号以保持稳定。
网关建议放在楼层中心、远离大功率干扰源（微波炉、变频器）。
Mesh 设备需至少有 1–2 个“路由器型”设备（通常为恒电源的智能灯具或专用路由器节点）以保证网络覆盖。电池供电的传感器通常为端点不充当路由。
七、网络/安全（必须注意）
网关与云通信应使用 TLS；设备固件支持签名式 OTA。
默认更改设备/网关默认密码、启用固件自动更新策略、使用私有 VLAN 将 IoT 设备与办公/家庭主网隔离。
备份配置：导出场景/自动化规则配置（云或本地）以便恢复。
日志策略：保存关键设备日志 30 天（便于故障排查）。
八、示例房型（以 3房2厅住宅为例）与推荐配置
（假设：客厅 6×4m，餐厅 3×3m，主卧 4×3.5m，次卧与书房各 3×3m，走廊/玄关）
客厅：1 个智能吸顶灯（主光源）、4 个智能筒灯（局部补光）、1 个光照传感器、1 个运动传感器、墙面场景面板。
餐厅：1 个智能吊灯（带色温与调光）。
主卧：1 吸顶灯 + 床头智能开关（场景/读书灯）。
次卧/书房：吸顶 + 台灯（智能插座或灯具）。
走廊/玄关：运动感应夜灯（低亮度模式）。
公共网关：置于玄关或客厅电视柜（以太网接入）。
九、典型控制拓扑图（文字描述）
手机 App ↔（Wi-Fi）↔ 家庭路由器 ↔ 网关（以太网） ↔ Zigbee Mesh ↔ 灯具 / 传感器
（语音设备通过云或本地桥接与网关交互）
十、实施步骤与时间线（快速可执行版）
1. 现场勘查（1 天）— 记录开关点、中性线、有无暗盒、天花尺寸与功率需求。
2. 方案确定（0.5–1 天）— 确定产品型号、网关位置、分区与场景。
3. 采购（视货源 3–14 天）。
4. 预布线/改造（1–2 天）— 若需补中性线或新增暗盒。
5. 安装灯具与网关（1–2 天）。
6. 设备配网与场景编排（0.5–1 天）。
7. 调试、覆盖测试与用户培训（0.5–1 天）。
8. 交付文档（设备清单、账号、备份文件、恢复步骤）。
注意：以上为示意周期，实际取决于房屋规模与采购速度。
十一、调试与验收要点（验收清单）
每个灯具响应时延 < 300 ms（本地控制）或按项目要求。
场景切换无闪烁、无可感知断层。
Mesh 覆盖率：在最远灯具处仍能稳定通信（RSSI/链路质量测试）。
自动化触发准确（例如夜间走廊 95% 人体触发率无误触）。
用户手册与管理员账号交付完成，默认密码已更改。
十二、扩展与可选功能
DALI / KNX 网关：若需与专业照明控制系统集成。
能源监测：在配电箱加装能耗监测模块用于细分灯具能耗分析。
第三方平台接入：酒店 PMS、办公楼 BMS 集成。
场景同步：与窗帘 /空调联动实现“回家/离家”一键场景。
十三、常见问题与建议
老房子没有中性线：优先选支持无中性线的智能开关，或走替换灯具（智能灯具 + 原开关保留机械断电）。
网络拥塞：IoT 建议放在单独 VLAN，减少 Wi-Fi 直连设备（用网关桥接）。
延迟问题：关键场景（入户灯）保持本地自动化不依赖云。
备份与恢复：定期导出场景配置与固件版本信息。
十四、交付物（可直接交付给客户/电工）
分区平面图（标注灯位、开关、传感器、网关位置）。
设备清单（型号/数量/电气参数）。
接线图（每个开关/灯具接线说明）。
场景列表与自动化配置表。
调试/验收报告模板。