詳解關(guān)于智能照明發(fā)展的兩個關(guān)鍵性因素

飛利浦和歐司朗等多家巨頭已經(jīng)花費了近幾年的時間，推出了多個聯(lián)網(wǎng)照明解決方案，這些解決方案將是LED照明發(fā)展的決定性要素。但是，照明行業(yè)要在“智能”領(lǐng)域內(nèi)繼續(xù)快速增長，有兩個關(guān)鍵因素。第一，行業(yè)必須有一個標(biāo)準(zhǔn)化和可互操作的開放平臺，能適用大多數(shù)照明控制；第二，制造商不能忽視從傳統(tǒng)照明轉(zhuǎn)向數(shù)字照明的成本，并在可能的情況下繼續(xù)提高效率。

原因就在于智能手機。傳統(tǒng)上，我們使用開關(guān)、傳感器和壁式控制器來控制照明，但是，人們越來越希望隨時隨地通過智能手機對遠(yuǎn)程設(shè)備的狀態(tài)進行監(jiān)控及控制。

智能手機控制的重要性

隨著時間的推移，智能手機和其他移動設(shè)備的重要性無疑將增長。這些技術(shù)已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹目刂?a target="_blank">中心，使我們能夠在旅途中工作，并通過社交媒體管理我們的社交生活。照明已經(jīng)成為我們生活的另一部分，可以通過移動設(shè)備來控制。

智能手機如何連接照明

三個不同的連接“層”（C1，C2和C3），它們定義了智能手機如何連接照明的方式。每一“層”的解釋主要基于低功耗藍(lán)牙（BLE）技術(shù)，因為它具有巨大的潛力，以及在整個行業(yè)中接受度很高。

圖1 數(shù)字照明轉(zhuǎn)型

首先介紹一下，傳統(tǒng)的照明（C0）通常由Triac或0-10V調(diào)光器控制，向每個燈具的LED模塊驅(qū)動器提供控制信號。

在第一層（C1）中，可以將一個專用控制器添加到現(xiàn)有的驅(qū)動器中，在C0頂部配備低功耗藍(lán)牙（BLE）的傳感器或開關(guān)，讓智能手機直接控制照明，無需云服務(wù)器。在這種C1模式中，多個智能手機控制可以使用戶相互共享照明控制。

第二層（C2）將云添加到組合中，這意味著用戶在照明上記錄數(shù)據(jù)，例如，哪個燈在哪個時間亮、亮多少燈、用多少電力等等。生成的數(shù)據(jù)可以在預(yù)設(shè)的基礎(chǔ)上輕易地實現(xiàn)。

而對于第三層和最后一層（C3），添加了Wi-Fi / BLE橋，使人們能夠通過BLE網(wǎng)格范圍內(nèi)的云來控制其照明。這種類型的設(shè)置使人們能夠在任何時間、任何地點遠(yuǎn)程確認(rèn)照明狀態(tài)或配置設(shè)置，或者在智能空間中設(shè)置最合適的配置。

聯(lián)網(wǎng)如何使智能手機成為智能照明的中心

上面提到的這三層在照明控制中越來越普遍，原因有幾個。

第一個原因是協(xié)議的演變，即藍(lán)牙，現(xiàn)在可以通過低功耗藍(lán)牙（BLE）來適應(yīng)智能技術(shù)。BLE與ZigBee完全不同，ZigBee不支持智能手機的直接控制，但卻是當(dāng)今很多IoT活動的中心，特別是在終端節(jié)點。但是，BLE可以支持網(wǎng)格技術(shù)，并可以直接控制物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，這對于智能家居等高密度終端節(jié)點應(yīng)用來說非常重要。

DALI、ZigBee和藍(lán)牙等標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)在進行中，因為它們作為照明網(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和無線電話網(wǎng)絡(luò)的核心連接方法扮演重要角色。因此，大多數(shù)即將推出的解決方案將基于標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和固件，這樣數(shù)字照明行業(yè)的所有參與者都可以參與開發(fā)可行的端到端解決方案。到2017年下半年，大多數(shù)新的智能照明產(chǎn)品將基于DALI 2.0、ZigBee 3.0和藍(lán)牙5.0。

第二個原因是由于移動網(wǎng)絡(luò)的提升和普及，從2G向3G和4G、LTE發(fā)展。這些改進確保智能手機可以輕松連接到云端，用戶可以從任何位置實時控制照明。 就信息服務(wù)使用的安全性和靈活性而言，智能手機控制科更適用于開展個性化的按需服務(wù)，例如醫(yī)療保健服務(wù)，可通過密碼或生物識別技術(shù)進行身份識別，而支付過程將更容易、更安全。

開放平臺是成功的關(guān)鍵

由于高成本和高售價，LED制造商沒有辦法構(gòu)建完整的專有聯(lián)網(wǎng)照明解決方案。換句話說，聯(lián)網(wǎng)照明的好處在這個時候沒有超過成本。因此，為了降低成本，LED行業(yè)必須有一個簡單開放的平臺標(biāo)準(zhǔn)，制造商可以建立自己的智能照明解決方案。

隨著成本的下降和無縫集成機會的增加，照明設(shè)備制造商可以基于開放標(biāo)準(zhǔn)平臺自由設(shè)計LED照明系統(tǒng)，并且自行增強新安裝的系統(tǒng)。另外，以人為本的照明應(yīng)該建立在同一個平臺上，在PAN（個人局域網(wǎng)）和BAN（人體局域網(wǎng)）中可以使用更復(fù)雜的頻譜控制和附加的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

在開放平臺上，制造商應(yīng)該考慮嘗試一些無縫智能照明的例子，以減少決策者的阻力，并加速智能照明的廣泛采用，如圖2所示。在美國，LED照明制造商可以安裝可調(diào)光驅(qū)動器以改善LED照明，或繼續(xù)使用像Triac或0-10V的傳統(tǒng)調(diào)光器。利用現(xiàn)有的LED照明系統(tǒng)，可以增加一個BLE啟用的調(diào)光器或BLE啟用的智能調(diào)光器來代替Triac / 0-10V調(diào)光器。

這樣，智能手機能夠在住宅空間中更靈活地使用遙控技術(shù)。使用反向兼容的智能驅(qū)動程序，現(xiàn)有的控制器可以匹配到新的色溫可調(diào)驅(qū)動器。此外，LED模塊、驅(qū)動器和控制器可以合并到一個單板（或稱為“S-engine”的智能引擎）中，以將成本降低到可接受的水平。

圖2 用于C1控制的無縫選項

無縫連接的分步方法是基于BLE解決方案或使用BLE-ZigBee“組合”解決方案。通過使用BLE-ZigBee組合單片解決方案，就可以輕松采用簡單、經(jīng)濟高效的方法。

圖3 啟用BLE的解決方案和

BLE-ZigBee組合解決方案

總的來說，照明制造商在選擇數(shù)字照明方面的優(yōu)勢非常明顯。為了直觀地說明這一點，如圖4所示。將藍(lán)牙添加到現(xiàn)有的Triac / 0-10V架構(gòu)中需要增加成本，但這比將智能功能添加到現(xiàn)有調(diào)光器又更便宜。還有一個方法能節(jié)省更多能源：將BLE添加到開關(guān)和傳感器，并分析使用智能控制的條件，同時保持規(guī)范一致性。

圖4 逐步解決方案有明顯的市場適應(yīng)性

另外，通過對任何家用電器啟用多個電話控制，初始投資可以變得更加成本高效，當(dāng)控制設(shè)備處于遠(yuǎn)程控制模式時特別有用。

除了上述逐步選擇之外，新的多方面解決方案將支持最新的控制標(biāo)準(zhǔn)DALI 2.0、BLE 5.0（網(wǎng)格）和ZigBee 3.0。 此外，2ch 0-10V調(diào)光將可用于白色可調(diào)應(yīng)用，并包括電能計量以改善能源管理。

結(jié)束語

在本文中，仔細(xì)評估了智能照明和以人為本的照明解決方案發(fā)展背后的驅(qū)動力，以及如何加速其采用率。將藍(lán)牙智能方法（或低功耗藍(lán)牙）與優(yōu)化的網(wǎng)格和無縫端到端控制選項相結(jié)合，可能是將聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)到以人為本的照明的最有效方式。為此，基于標(biāo)準(zhǔn)DALI、ZigBee和BLE協(xié)議的無縫解決方案目前似乎是最好和最有希望的方法。

鼓勵照明制造商采用這種方法是智能照明時代能否繁榮的關(guān)鍵。今年，LED照明的早期數(shù)字化將首先基于無縫選項的方式實現(xiàn)。下一代端到端解決方案可望在以后實現(xiàn)，加速從智能照明向以人為本的照明過渡。