スマートリテール

商用照明用 IoT

小売業者は、買い物客を増やし、魅了し、惹きつける方法を模索しています。商用照明は、IoT ワイヤレス・ソリューションを通じて小売店が最新のリテール体験をつくり出すための機会を提供します。エネルギー効率からIoTセキュリティ・アプリケーションまで、小売業者は未来のスマートな小売スペースを創造しています。

記事

より明るい明日のためのデザイン

なぜ商用照明インフラストラクチャが、スマートかつコネクテッドされている必要があるのでしょうか。

この記事では、センサー、エネルギー消費、政府規制などのトピックを取り上げ、Silicon Labs がいかに柔軟なワイヤレス照明インフラアプリケーションのためのプラットフォームとして選ばれているかを紹介しています。

概要

小売店でのワイヤレス商用照明

エネルギー効率と環境に優しい空間   

ビルで最もエネルギーを消費するものの 1 つが照明です。これは、ビルのエネルギー予算の 25% にまで届くこともあります。スマート照明は、企業のエネルギーコストを大幅に削減し、商業ビルの持続可能性に貢献することもできます。白熱灯から LED への移行は、照明業界においても、新規導入の際も主要なトレンドとなっています。

しかし、エネルギーを節約する LED は、エネルギー全体の節約を計算する際の、わずか 1 つのコンポーネントにすぎません。商用照明を占有センサーや昼光センサーを使って自動的に制御することで、さらにコストを削減することができます。占有センサーは需要に基づいて照明器具を自律的に制御し、一方、昼光センサーは、十分な周囲光を検出すると照明を暗くします。これらのスマートで効果的なソリューションは、企業やビルの所有者がエネルギー消費量を削減し、コストを節約し、二酸化炭素排出量を削減するのに役立ちます。

ワイヤレスを使ってセットアップとメンテナンスを簡素化

Bluetooth メッシュなどのワイヤレス・メッシュネットワークを照明器具、LED ドライバ、センサー、ウォール・コントロールに追加すれば、複数のメリットが得られる可能性があります。ワイヤレス技術により、必要なケーブル数が少なく、センサーやコントロールの取り付けが簡単になるため、設置が簡素化および高速化されます。既存のシステムに無線デバイスをレトロフィットさせることで、より迅速な構築とコスト削減が可能になります。

バッテリーで駆動するセンサーやウォール・コントロール、さらにはエネルギー・ハーベスティング・ソリューションは、インストール時間とコストを削減する新しい可能性をもたらします。

Bluetooth などのワイヤレス技術によって、簡単にスマートフォンのアプリケーションによる照明設定やメンテナンスができ、完全に自動化されたアプリケーションにより設定とメンテナンスがさらに簡素化されます。

位置情報サービスで価値を高める

商業ビルでは、いたるところに照明があり、照明器具の密度も高いのが一般的です。照明器具にBluetoothなどの無線技術が搭載されていれば、センサーや制御装置に接続することができ、同じ技術を使って位置情報サービスを提供することもできます。

照明器具は、スマートフォンやその他のポータブル・デバイスに Bluetooth ビーコン・パケットを送信する仮想 Bluetooth ビーコンに変換することができます。Bluetooth ビーコンの導入により、屋内測位やウェイファインディングなどのサービスを追加できるなど、さまざまな付加価値を実現できます。

未来のリテールスペースに対応する

商業照明をIoTやスマートテクノロジーで実現することで、将来に対応できる、テクノロジーの進化に合わせて照明システムに新しいアプリケーションやユースケースを追加することができます。ワイヤレス無線は通常、ソフトウェアによるアップグレードが可能で、概日照明、予測型メンテナンス、拡張型ロケーションサービスなどの新機能は、ソフトウェアのアップグレードによって展開できます。

設計に関する考慮事項

IoT 商用照明設計に関する考慮事項

メッシュネットワーク - ワイヤレス照明に最適な選択肢

商用照明システムは、通常、広いエリアをカバーする数十、時には数千ものノードから成る高密度ネットワークです。Bluetooth メッシュや Zigbee などのワイヤレス・メッシュ・テクノロジーは、大規模ネットワークへの拡張、マルチホップ通信の提供、メインノードや低パワーノードのサポートなど、あらゆる要件を満たし、このようなアプリケーションに最適な選択肢となっています。

Silicon Labs は、ワイヤレス照明アプリケーションに 1 億台以上のノードを導入している、ワイヤレス・メッシュネットワークで業界を先導するプロバイダーです。当社のワイヤレス SoC 製品は、Bluetooth メッシュ、Zigbee、Thread、Z-wave などの、主要メッシュネットワーク・テクノロジーをすべて網羅しており、照明の固有な要件に最適です。

主電源アプリケーション向けに最適化

ネットワーク・バックボーンにメッシュ接続され、ノード間でメッセージを中継するためのネットワーク内の照明器具。しかし、これらの機器は通常、主電源で動作するため、バッテリー駆動に最適化する必要はありません。

Silicon Labs EFR32xG21 は、メッシュネットワーク内のこれらのコアデバイス向けに最適化されており、送信電力とレシーバ感度に関して業界最高の RF 性能を備えています。また、これらのデバイスには 96kB の RAM と 1024kB のフラッシュが搭載されているため、メッシュネットワークに参加している間、コアネットワークのアクティビティや Bluetooth ビーコンなどを実行することもできます。EFR32xG21 は最大で +125℃ で動作し、これは一部のアプリケーションでは便利です。

商用照明で、低消費電力 IoT デバイスを設計する

センサ、照明スイッチ、調光器などのメッシュノードは、照明のオン/オフなどのアクションを実行するときにのみデータを送信することから、バッテリーやエネルギー・ハーベスティングで動作できます。Silicon Labs のソリューションは、バッテリー駆動の照明デバイス用に開発された技術をサポートします。これには、Bluetooth メッシュ低電力ノードや Zigbee グリーンパワーデバイスなどがあります。

バッテリー駆動型の照明デバイスでは、ほとんどの場合がスリープモードでデータ送信時のみウェイクアップするため、スリープ時の消費電力が低く、迅速にウェイクアップできることが不可欠です。当社の BG22 と MG22 SoC は、無線 TX 電流と RX 電流が極めて低く、内蔵型 DC-DC コンバータがあることを特長としており、バッテリー駆動型商用照明デバイスのエネルギー消費を最小限に抑えます。

商用照明アプリケーションで IoT セキュリティを最大化

IoT セキュリティは、商用照明アプリケーションで最も重要です。エンタープライズ照明システムのセキュリティ脆弱性は、ネットワーク全体、ビジネスアプリケーション、公共セキュリティを脅かし、ブランドやビジネスに重大な損害を与える可能性があります。

Silicon Labs のワイヤレス・ソリューションは、あらゆるレベルで安全が確保され、最高レベルの攻撃からも照明製品を保護します。当社の Secure Vault ファームウェアで、PSA 認証レベル2を満たす世界初のワイヤレス SoC 認定を可能にしました。

  • スタック・セキュリティ - 当社のプロトコル・スタックは、すべての標準セキュリティ機能を実装しており、照明アプリケーションをワイヤレスの脅威から保護します。
  • セキュア・ソフトウェア - Silicon Labs のハードウェアは、IoT ワイヤレス・アプリケーションにおける信頼できる実行環境として、mbed TLS をサポートしています。
  • チップ・レベルのセキュリティ - 当社のハードウェアは、Root of Trust Secure Loader(RTSL)に裏付けられたセキュア・ブート、安全な無線(OTA)によるアップデート、暗号化エンジン、真の乱数発生器、Silicon Labs の最先端の Secure Vault 技術により、堅牢なセキュリティを実現します。
ブロック図

Silicon Labs は、上図に示すように、ワイヤレス・メッシュ・ネットワーク・ノードを提供し、複数のデバイスとマルチホップ接続を備えた単一ネットワークを提供できます。

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