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物聯網時代的智能照明發展趨勢

2018年12月03日 10:12:21 瀏覽量：文章來源：阿（ā）拉丁照明網

【導讀】：照明從基於鎢絲燈，氣體放（fàng）電燈的傳統照明（míng）跨入基於半導（dǎo）體器件的LED照明，正好遇見移動互聯網躍進到萬物互聯的物（wù）聯網IOT的時代風口，兩者的結合，產生無限美好的遐想和創新，為照（zhào）明人開創（chuàng）了前（qián）景廣闊的（de）基於物聯網的智能照明時代。

照明從基於鎢（wū）絲燈，氣體放電燈的傳統照明（míng）跨入基於半導體器（qì）件的LED照（zhào）明，正好遇見移動互聯（lián）網（wǎng）躍進到萬物互聯的物聯（lián）網IOT的時代風（fēng）口，兩者的結（jié）合，產（chǎn）生無限美好的遐想和創新，為照明（míng）人開創了前景廣闊的基於物聯網的智能照明時代（dài）。

全球照（zhào）明聯（lián）盟（GLA）發布了（le）照（zhào）明發展路線圖（Roadmap），如（rú）圖1所示：

圖 1：全球照明聯（lián）盟（GLA）照明發展路線路

照明發展路線圖（Roadmap）分為5個階段，傳統高效照明，LED照明，智能照明，可服（fú）務（wù）可升級的智能照明和以人（rén）為本（HcL）照明（míng），給照明帶來的價值和關（guān）注的點。分別為：高能（néng）效，動態可調、IOT應用和數（shù）據分析、循環經濟和（hé）用戶友好。可以看到，照明的發展的目標是以人為本（běn）的照明，不僅關於照明（míng）的視覺效應（yīng），更多的關注的是非視覺效應。對於在IOT時代（dài）的智能照明，更多的關注的是物聯網數據的應用，可升級可互換的環境友好的循環使用，還有可提供服務（wù）可運營的智能照明，下（xià）麵結合GLA的照明發展路線路圖（tú），分析一下智能照明的幾個發展趨勢：

發展趨勢一：智能的照明的重要關注目標是以人為本的照明

智能照（zhào）明（míng）的（de）核心是在正確的時間，正確的地點給照明的目標提供正確的照明（míng），包括合（hé）適的（de）照度，合適的色溫合適的（de）顏色合適的照（zhào）明時長（zhǎng），手段是照明開關，調光（guāng），調色（sè）等。在給人提供照明時，不僅需要關注照明（míng）的（de）視覺效應，更多的關於照明的非視覺效應，比如光生物安全，光調節人的生理（lǐ）節律，光調節人的情（qíng）緒，也就（jiù）是應該更多的關注人的健康，包括舒適，生理（lǐ）和情緒等（děng），這（zhè）就是“以（yǐ）人為本的照明（míng）“HcL，這是智能照明努力發展的方向目（mù）標。智能照明不僅要做到：光（guāng）是我們“眼之所見”，還（hái）要是我們“心之所想，情之所想”。以建築照明為例，更多的從關注綠（lǜ）色建築發展到關注健康建（jiàn）築。

圖 2：智能照明的（de）重要關注（zhù）目標是 HCL：關注光視（shì）覺和非視覺效應

發展（zhǎn）趨勢二：合適（shì）的連（lián）接是智能照（zhào）明的第一步

智能照明要對照明進行控製，首先要將照明設備和（hé）控製設備之間建立連接，連接是走向智能的照明的第一步，在（zài）物聯網萬（wàn）物互（hù）聯的時代（dài），連接的技術非常多，以下圖為例，有基於（yú）總線的有線技術，有短距離的無線連（lián）接技術，也有跨（kuà）越幾km的（de）廣域網無線技術（shù）。

圖（tú） 3：物聯網（wǎng）中（zhōng）的連接技術

麵對眾多的連（lián）接（jiē）技術（shù），需（xū）要選擇合適的（de）連接技術來連（lián）接照明，適用不同應用場（chǎng）景。

在智（zhì）能家居照明的應用場景，需要考慮整體家居設備的全連接、操作方便和安全，更多的要考慮組網節節點多，組網複雜，有（yǒu）些節點比如傳感器、遙控器等還必須支持低功耗，那麽ZigBee無（wú）疑是現階段最佳的選擇。藍牙技術定義了基於可控廣播的藍（lán）牙Mesh技術，其繼承的藍牙低功耗的特（tè）點，在未來（lái）也是值得關注的連接技術。但是如果連（lián）接的節點不（bú）是很多，或者（zhě）是點到點（diǎn）的單（dān）點簡單連接情況下，Wi－Fi或藍牙連接也就可以滿（mǎn）足應用。

在智能樓宇（yǔ）的應用（yòng）場景，由於（yú）智能照明係統一般需要和樓宇自動化係統聯動，在樓宇自動化中的基於總線的連（lián）接方式已經大量應用，比如KnX、BAcnet或Dynet，可以利用這些總線技術來控製照明，但是對於照明設（shè）備，DALI由於其（qí）簡單可靠，易安裝等優點，成為照（zhào）明連接技術的不二選擇。無線的（de）連接方式組網更（gèng）加靈活，比如和ZigBee／thread同源的支持IP的Fairhair連接技術（shù），由於還具有兼容多種（zhǒng）樓宇自動化（huà）協議的統一通用應用層，在智能樓宇這個複雜的環境下，將來會成為一個統（tǒng）一的連（lián）接方（fāng）式。

在（zài）城市道（dào）路應用場景（jǐng），更多關注連接的長距離（lí）、可（kě）靠性和安全性，可以使用電力載波PLc或短距離RF進行本地連（lián）接，在控製櫃或網關進（jìn）行匯聚，再借（jiè）助運營商的通信網絡進（jìn）行遠程連（lián）接。2017 年後，LPWAn技術的發（fā）展，尤其是NB－IOT技術的在中（zhōng）國的蓬勃（bó）發（fā）展，使路燈的連接變得更加方便。nB－Iot由於使用國家許可的專用頻段，由運營商來建設可靠的網絡，會成為（wéi）道路照明連接的（de）首選，其他的 LPWAn 技術比（bǐ）如LoRa，sigfox，UnB，ZEtA等會成為有益的補充。5G的mMtc的（de）完善或許能一統戶外（wài）道路照明連（lián）接的江湖。

在中國非常火熱的景觀照明控製應用場景，由於景觀照（zhào）明是要利用照明來體現各個（gè）景觀或地標的獨有的特征，不強調照明的照亮功能，需要實時控製燈具發光的動態變化，營造氣氛，照明的連（lián）接的通信協議一（yī）般為DMX512／RDM，或Ki－nEt、Art－net等。

發展趨勢三：可升級是智能照明的必不可少的一步

可循環經濟是打（dǎ）造資源節約、資源循環利用的和諧社會的關鍵的一步，以資源的高（gāo）效利用和循環利用為核心，在這（zhè）個（gè）大的趨勢下，智能照明的模組化，可升級和可互換將是必不可少的一步。

以智能道路照明為例，智能道路燈具包括（kuò）智能道路控製器、傳感器、電源和發光光源，他們模塊化可以是他們能夠（gòu）重複利用，他（tā）們之間的連接、安裝（zhuāng）接口的（de）標準化是支持循環經濟的非常重要的第（dì）一步，模塊化和接口標（biāo）準化可（kě）以使道路照明smart Ready，尤其是標準化的安裝接口讓現在和將來在道路燈具中安裝或升級物（wù）聯網（wǎng）控製技術變得簡單易行，允許部件（jiàn）在現場進行改裝和（hé）更換而無需拆卸燈具，並支（zhī）持廣泛使用的DALI、0／1－10V等調光協議。Zhaga在LED 光（guāng）源的模塊（kuài）化的標準化方麵（miàn）進行長期的努力，為了支持智能化照明（míng）發展趨勢，提出的new Zhaga戰略支持循（xún）環經濟，定（dìng）義了智能道路控製器安裝（zhuāng）接（jiē）口（kǒu）（Zhaga book18），其如下圖（tú）所示，其體積小，成本低，可插拔、可互換，其將成為全球路燈控製器安裝（zhuāng）的通用接口。

圖 4：可升級的智能道路照明（smart ready）

發展（zhǎn）趨勢四：可服務可運營是的智（zhì）能照明係統是核心

利（lì）用物聯網的通信連接技術將（jiāng）照明設備和相關的傳感設備連接起來，對人的信息、環（huán）境的信（xìn）息、照明設備（bèi）的運行信息（xī）進行數據收集，根據人（rén）的需求或傳感信（xìn）息（xī）對照明設備進行控製。在智能照（zhào）明係統中，人機交互的平（píng）台、數據處理的平台和設備控製平台是智能照（zhào）明係統（tǒng）的（de）核心，其（qí）也是（shì）提供照明服務的運營平台。這個運營的平台一般架構在雲計算上。

圖 5：可服務可運營的智能（néng）照明平台

以智能道路照明為例，架構在雲端的道路照明管理交互平台對道路燈具進行參數設置、安全管理、控（kòng）製管理接口，環境信息收集，可以提供道路（lù）照明的控製管理（lǐ）業務（開關，調光、調色等），資產管理（設備運行（háng）狀態監控、快速維修）業務，數據分析業務（報表，統計，預測（cè））等。

圖 6：可服務可運營的智能道路照明平台

發展趨勢五：超越照明是智（zhì）能照明向智慧照明的跨越發展

從技術的角度看，智能照明主要強調的是對照明的基於規則的控製和基於環境因素和人的（de）需求的簡單的自動控製，智慧照明更多的讓照（zhào）明具（jù）有（yǒu）智慧，能夠（gòu）像智慧生物一樣思考和學習，具備情感，讓照明更加聰明更有溫度，還需要結合大數（shù）據處理技術，更要等待人工智能技術和產業的完善，超越照明本身，實現從智能（néng）照明到智慧照明的發展。

從連接（jiē）控（kòng）製的對象看，在萬物互聯的物聯網時代，連接一切皆有可能，智能照（zhào）明不僅給（gěi）人（rén）提供照明的手段，還可以和（hé）其他的係統（tǒng）進行（háng）互動控製，光已經成為一種新的智能語言，提供更廣闊的超越照明的（de）業務。

在智能家居照明（míng）中（zhōng），智能照明（míng）可以他其他智能家居係（xì）統比如安防係統，娛樂係統（音箱，電視等）進行語音互動，應用AI 技術，讓係統更加智能（néng），可以讓人、照明，家居設備（家電）之間有無縫的互動，讓人的生活更加便利，更加豐富，更加安全；在商業樓宇，大型商超中，無處不在（zài）智能照明係統（tǒng）可以結合以太網通信基礎設施，通過以太（tài）網供電（PoE）將（jiāng）智（zhì）能照明係統和以太網物聯網通信係統完美融合，更進一步，結合（hé）可見光通信VLc，提供高速安全的Li－Fi無線通信接入，或利用可見（jiàn）光定位服務，讓你的購物更（gèng）加便利更加有趣。

在智能城市（shì）照明中，充分發揮路（lù）燈（杆）帶電（diàn）的位置資（zī）源，結（jié）合傳感器、視頻監控、顯示屏、無（wú）線通信基站、充電（diàn）樁等設備，建設多功能路燈（杆）係統，作（zuò）為基礎設施，將在智（zhì）能城市建設中發揮更（gèng）大作用。

另一方麵（miàn），智能照明不僅提供（gòng）在（zài）家居，樓宇（yǔ），城市道路這些環（huán）境中提供（gòng）以人為（wéi）中心的（de）照明，也跨越到給（gěi）萬物提供照明，比如動植物（wù）照明，這（zhè）個也是一個很廣闊的應用領（lǐng）域，但是需要更多研究（jiū）針對不同動植物照（zhào）明的光配方和新的照明計量方法。

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