智慧照明邁入人因照明時代,標準化開放平台為關鍵

 
飛利浦和歐司朗等多家巨頭已經花費了近幾年的時間,推出了多個連網照明解決方案,這些解決方案將是LED照明發展的決定性要素。但是,照明產業在「智慧」領域內繼續快速增長,有兩個關鍵因素。第一,產業必須有一個標準化和可互操作的開放平台,能適用大多數照明控制;第二,製造商不能忽視從傳統照明轉向數位照明的成本,並在可能的情況下繼續提高效率。
 
原因就在於智慧手機。傳統上,我們使用開關、感測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慧手機對遠程裝置的狀態進行監控及控制。
 
智慧手機控制的重要性

隨著時間的推移,智慧手機和其他行動裝置的重要性無疑將增長。這些技術已經成為我們日常生活的控制中心,使我們能夠在旅途中工作,並通過社群媒體管理我們的社交生活。照明已經成為我們生活的另一部分,可以通過行動裝置來控制。
 
智慧手機如何連接照明

連接「層」共有三個(C1,C2和C3),它們定義了智慧手機如何連接照明的方式。每一「層」的解釋主要基於低功耗藍牙(BLE)技術,因為它具有巨大的潛力,以及在整個產業中接受度很高。
 
首先介紹一下,傳統的照明(C0)通常由Triac或0-10V調光器控制,向每個燈具的LED模組驅動器提供控制信號。
 
在第一層(C1)中,可以將一個專用控制器添加到現有的驅動器中,在C0頂部配備低功耗藍牙(BLE)的感測器或開關,讓智慧手機直接控制照明,無需雲端服務器。在這種C1模式中,多個智慧手機控制可以使用戶相互共享照明控制。
 
第二層(C2)將雲端添加到組合中,這意味著用戶在照明上記錄數據,例如,哪個燈在哪個時間亮、亮多少燈、用多少電力等等。產生的數據可以在預設基礎上輕易地實現。
 
而對於第三層和最後一層(C3),添加了Wi-Fi / BLE橋,使人們能夠通過BLE網格範圍內的雲端來控制其照明。這種類型的設置使人們能夠在任何時間、任何地點遠程確認照明狀態或配置設置,或者在智慧空間中設置最合適的配置。
 
連網如何使智慧手機成為智慧照明的中心

上面提到的這三層在照明控制中越來越普遍,原因有幾個。第一個原因是協議的演變,即藍牙,現在可以通過低功耗藍牙(BLE)來適應智慧技術。BLE與ZigBee完全不同,ZigBee不支持智慧手機的直接控制,但卻是當今很多IoT活動的中心,特別是在終端節點。但是,BLE可以支持網格技術,並可以直接控制物聯網應用,這對於智慧家居等高密度終端節點應用來說非常重要。
 
DALI、ZigBee和藍牙等標準化已經在進行中,因為它們作為照明網路、感測器網路和無線電話網路的核心連接方法扮演重要角色。因此,大多數即將推出的解決方案將基於標準化的硬體和韌體,這樣數位照明產業的所有參與者都可以參與開發可行的端到端解決方案。到2017年下半年,大多數新的智慧照明產品將基於DALI 2.0、ZigBee 3.0和藍牙5.0。
 
第二個原因是由於行動網路的提升和普及,從2G向3G和4G、LTE發展。這些改進確保智慧手機可以輕鬆連接到雲端,用戶可以從任何位置進行控制照明。 就訊息服務使用的安全性和靈活性而言,智慧手機控制更適用於展開個性化的按需服務,例如醫療保健服務,可通過密碼或生物識別技術進行身份識別,而支付過程將更容易、更安全。
 
開放平台是成功的關鍵

由於高成本和高售價,LED製造商沒有辦法構建完整的專有連網照明解決方案。換句話說,連網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產業必須有一個簡單開放的平台標準,製造商可以建立自己的智慧照明解決方案。隨著成本節約更大和無縫整合機會的增加,照明設備製造商可以基於開放標準平台自由設計LED照明系統,並且自行增強新安裝的系統。另外,以人為本的照明應該建立在同一個平台上,在PAN和BAN中可以使用更複雜的頻譜控制和附加的網路設備。
 
在開放平台上,製造商應該考慮嘗試一些無縫智慧照明的例子,以減少決策者的阻力,並加速智慧照明的廣泛採用。在美國,LED照明製造商可以安裝可調光驅動器以改善LED照明,或繼續使用像Triac或0-10V的傳統調光器。利用現有的LED照明系統,可以增加一個BLE啟用的調光器或BLE啟用的智慧調光器來代替Triac / 0-10V調光器。這樣,智慧手機能夠在住宅空間中更靈活地使用遙控技術。使用反向兼容的智慧驅動程序,現有的控制器可以匹配到新的色溫可調驅動器。此外,LED模組、驅動器和控制器可以合併到一個單板(或稱為「S-engine」的智慧引擎)中,以將成本降低到可接受的水平。
 
無縫連接的分步方法是基於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,就可以輕鬆採用簡單、經濟高效的方法。
 
總的來說,照明製造商在選擇數位照明方面的優勢非常明顯。將藍牙添加到現有的Triac / 0-10V架構中需要增加成本,但這比將智慧功能添加到現有調光器又更便宜。還有一個方法能節省更多能源:將BLE添加到開關和感測器,並分析使用智慧控制的條件,同時保持規範一致性。
 
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,當控制設備處於遠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準DALI 2.0、BLE 5.0(網格)和ZigBee 3.0。此外,2ch 0-10V調光將可用於白色可調應用,並包括電能計量以改善能源管理。
 
在本文中,仔細評估了智慧照明和以人為本的照明解決方案發展背後的驅動力,以及如何加速其採用率。將藍牙智慧方法(或低功耗藍牙)與最佳化的網格和無縫端到端控制選項相結合,可能是將連網轉到以人為本的照明的最有效方式。為此,基於標準DALI、ZigBee和BLE協議的無縫解決方案目前似乎是最好和最有希望的方法。
 
鼓勵照明製造商採用這種方法是智慧照明時代能否繁榮的關鍵。今年,LED照明的早期數化化將首先基於無縫選項的方式實現。下一代端到端解決方案可望在之後實現,加速從智慧照明轉型為以人為本的照明。

(編譯:LEDinside James


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