智能照明的進(jìn)階
：2018-04-09
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飛利浦和歐司朗等多家巨頭已經(jīng)花費(fèi)了近幾年的時(shí)間，推出了多個(gè)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)在“智能”領(lǐng)域內(nèi)繼續(xù)快速增長(zhǎng)，有兩個(gè)關(guān)鍵因素。第一，行業(yè)必須有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化和可互操作的開(kāi)放平臺(tái)，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(jī)。傳統(tǒng)上，我們使用開(kāi)關(guān)、傳感器和壁式控制器來(lái)控制照明，但是，人們?cè)絹?lái)越希望隨時(shí)隨地通過(guò)智能手機(jī)對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控及控制。
智能手機(jī)控制的重要性
隨著時(shí)間的推移，智能手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備的重要性無(wú)疑將增長(zhǎng)。這些技術(shù)已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹目刂浦行?，使我們能夠在旅途中工作，并通過(guò)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(guò)移動(dòng)設(shè)備來(lái)控制。
智能手機(jī)如何連接照明
有三個(gè)不同的連接“層”（C1，C2和C3），它們定義了智能手機(jī)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?yàn)樗哂芯薮蟮臐摿?，以及在整個(gè)行業(yè)中接受度很高。
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(gè)燈具的LED模塊驅(qū)動(dòng)器提供控制信號(hào)。
在第一層（C1）中，可以將一個(gè)專用控制器添加到現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)器中，在C0頂部配備低功耗藍(lán)牙（BLE）的傳感器或開(kāi)關(guān)，讓智能手機(jī)直接控制照明，無(wú)需云服務(wù)器。在這種C1模式中，多個(gè)智能手機(jī)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(gè)燈在哪個(gè)時(shí)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(shí)現(xiàn)。
而對(duì)于第三層和最后一層（C3），添加了Wi-Fi / BLE橋，使人們能夠通過(guò)BLE網(wǎng)格范圍內(nèi)的云來(lái)控制其照明。這種類型的設(shè)置使人們能夠在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)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(jī)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(lái)越普遍，原因有幾個(gè)。第一個(gè)原因是協(xié)議的演變，即藍(lán)牙，現(xiàn)在可以通過(guò)低功耗藍(lán)牙（BLE）來(lái)適應(yīng)智能技術(shù)。BLE與ZigBee完全不同，ZigBee不支持智能手機(jī)的直接控制，但卻是當(dāng)今很多IoT活動(dòng)的中心，特別是在終端節(jié)點(diǎn)。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(duì)于智能家居等高密度終端節(jié)點(diǎn)應(yīng)用來(lái)說(shuō)非常重要。
DALI、ZigBee和藍(lán)牙等標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)在進(jìn)行中，因?yàn)樗鼈冏鳛檎彰骶W(wǎng)絡(luò)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和無(wú)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(kāi)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(gè)原因是由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的提升和普及，從2G向3G和4G、LTE發(fā)展。這些改進(jìn)確保智能手機(jī)可以輕松連接到云端，用戶可以從任何位置實(shí)時(shí)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(jī)控制科更適用于開(kāi)展個(gè)性化的按需服務(wù)，例如醫(yī)療保健服務(wù)，可通過(guò)密碼或生物識(shí)別技術(shù)進(jìn)行身份識(shí)別，而支付過(guò)程將更容易、更安全。
開(kāi)放平臺(tái)是成功的關(guān)鍵
由于高成本和高售價(jià)，LED制造商沒(méi)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(shuō)，聯(lián)網(wǎng)照明的好處在這個(gè)時(shí)候沒(méi)有超過(guò)成本。因此，為了降低成本，LED行業(yè)必須有一個(gè)簡(jiǎn)單開(kāi)放的平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)，制造商可以建立自己的智能照明解決方案。隨著成本節(jié)約更大和無(wú)縫集成機(jī)會(huì)的增加，照明設(shè)備制造商可以基于開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)自由設(shè)計(jì)LED照明系統(tǒng)，并且自行增強(qiáng)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(gè)平臺(tái)上，在PAN和BAN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(kāi)放平臺(tái)上，制造商應(yīng)該考慮嘗試一些無(wú)縫智能照明的例子，以減少?zèng)Q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(guó)，LED照明制造商可以安裝可調(diào)光驅(qū)動(dòng)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(gè)BLE啟用的調(diào)光器或BLE啟用的智能調(diào)光器來(lái)代替Triac / 0-10V調(diào)光器。這樣，智能手機(jī)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(dòng)程序，現(xiàn)有的控制器可以匹配到新的色溫可調(diào)驅(qū)動(dòng)器。此外，LED模塊、驅(qū)動(dòng)器和控制器可以合并到一個(gè)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。
無(wú)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(guò)使用BLE-ZigBee組合單片解決方案，就可以輕松采用簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)高效的方法。
總的來(lái)說(shuō)，照明制造商在選擇數(shù)字照明方面的優(yōu)勢(shì)非常明顯。為了直觀地說(shuō)明這一點(diǎn)，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(gè)方法能節(jié)省更多能源：將BLE添加到開(kāi)關(guān)和傳感器，并分析使用智能控制的條件，同時(shí)保持規(guī)范一致性。
另外，通過(guò)對(duì)任何家用電器啟用多個(gè)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(shí)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(jì)量以改善能源管理。
在本文中，仔細(xì)評(píng)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(dòng)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(wú)縫端到端控制選項(xiàng)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(wú)縫解決方案目前似乎是最好和最有希望的方法。
鼓勵(lì)照明制造商采用這種方法是智能照明時(shí)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(wú)縫選項(xiàng)的方式實(shí)現(xiàn)。下一代端到端解決方案可望在以后實(shí)現(xiàn)，加速?gòu)闹悄苷彰飨蛞匀藶楸镜恼彰鬟^(guò)渡。
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