隨著網絡技術及通信技術的發展,數字化家居概念的提出及發展,智能照明作為數字化家居的重要組成部分而被各個智能化廠家所重視起來,隨著IBM、Microsoft、Haier、Samsung、Panasonic、Siemens等一大批跨國企業的加入,進一步加速了行業的發展及渠道的形成。近年來,在上海、北京等地開始出現了專業的數字化家居集成商,同時大型的家居數字化體驗館也開始出現。數字化家居作為人類通信、網絡、建材、安防、家居等行業發展的集大成,受到社會極大的關注。
國外的相關產品是把智能照明作為其智能產品的一部分來運作,定位高端,造成曲高和寡的局面。如同上世紀八九十年代的家電市場。但是隨著國內經濟的高速發展、技術的日趨成熟,以及部分國際品牌如Dynalite、路創、WIELAND、e-bfb等進軍中國市場,迅速推動了這個行業的發展。進入21世紀,國內智能照明廠家和商家如雨后春筍般迅速發展,涌現出如瑞朗、百分百照明、清華同方、索博、海爾等大小幾十家企業,智能照明即將引來國內外大廠商的角逐拼殺。
智能照明市場發展仍前路漫漫
用戶不用觸摸開關,只需輕輕按一下遙控器,家里的照明燈就可以自動開關。預計在不久的將來,智能照明產品將取代普通照明產品,成為照明行業的新銳主流產品。所謂智能照明控制產品,是在確保燈具正常工作的條件下,給燈具輸出一個最佳的照明功率。這樣既可減少由于過壓所造成的照明眩光,使燈光發出的光線更加柔和,照明分布更加均勻;又可大幅度節省電能。智能照明控制系統節電率可達20%~40%。
近年來各大照明類產品展會上,眾多企業推出了新型智能照明產品。智能燈具的亮相頻率與前幾年相比極大提高,科技含量也越來越高。目前,城市管理者逐漸認識到智能照明產品的技術優勢,開始在社會上推廣開來。上海市有關部門早已決定,在夏季用電高峰時,上海市中心主要景觀道路上的路燈要安裝智能控制系統。
雖然政府大力推廣智能照明產品,但是智能照明控制技術復雜,掌握這項技術的企業很少,如美國的路創和澳大利亞的邦奇、索恩、ABB等實力雄厚的大公司,而國內達到實用水平的企業只有幾家。從目前智能照明控制技術的發展情況來看,各家企業在開關技術上應用PC、IC、IT等現代技術,給燈具增加無線遙控、亮度無級調節等新功能,方便用戶使用。
與傳統照明相比,智能照明可達到安全、節能、舒適、高效的目的,因此智能照明在家居領域、辦公領域、商務領域及公共設施領域均有較好發展。
目前國內不少企業更多的是希望借助“智能化”提升產品附加值。這些概念看起來是美好,但是對于國內大部分中小企業而言,缺乏可操作性。智能化照明概念還僅限于一些大型企業及具備通信、傳感等技術背景的企業。大企業以其資金實力可以做技術研發,并以其品牌影響力進行大范圍推廣,改變消費者使用習慣,這些都是國內大部分企業無法做到的。
盡管智能化是未來發展的必然趨勢,但是這一市場要真正打開還需要經過一段較長的時間。簡單的智能化產品從技術上看,并不難實現。但目前LED照明發展還處于初級階段,即光源產品替換階段,實際上消費者對LED產品的質量、可靠性還都存在著疑惑,因而從消費觀念上來說,智能照明仍需時日。另外,由于系統化的智能化照明產品,需要多種技術的同步發展,而目前物聯網、傳感技術、云計算等技術還處于發展初期技術,各項標準還沒有完善,因此,短期內智能難以短期內實現。
國外爭相開發無線照明控制系統
隨著社會對節能的重視,對照明器具進行節能管理的智能系統的水平越來越高。通過對照明器具逐個進行調光,最多可節電60%左右。在美國,還有不使用LED就節電60%以上的成功案例。
在保證照明質量的前提下,如果將辦公室的熒光燈照明更換成LED,可節電40—50%左右。在此基礎之上,如果再使用“獨立控制系統”,對明亮的窗邊、過道及多空位場所等處的照明進行調光,則可節能60%以上。這種系統之前就存在,但由于需要布線施工等,因此易用性較差。而最新的方案利用無線LAN和移動終端進行控制,以易用性高及成本低為兩大賣點。
NetLED公司開發出了可使用無線LAN(Wi-Fi)對辦公室及店鋪的LED照明逐個進行控制的系統,從2012年2月開始銷售。具體方法是,在每個熒光燈型LED燈中內置小型電源電路和無線通信模塊,由此就可經由無線LAN,通過個人電腦和“iPhone”進行開關及調光的設定。
NetLED的LED燈和安裝了遙控器應用的iPhone。LED燈的黑色突起部分為無線LAN模塊。其特點在于照明管理系統利用了云服務,向用戶免費開放。用戶可自行設定各照明器具的分組、功耗的可視化、開關、調光及定時預約等。
NetLED代表董事德永隆也稱,之前在辦公室“以有線方式安裝200只熒光燈規模的控制系統,單控制盤一項就要80~120萬日元,而采用新系統的成本幾乎只有LED燈的費用。”即使辦公室布局發生改變,也無需更改布線。
理光公司也在研究同樣的系統,目前正在開發在該公司帶電源電路的熒光燈型LED燈“CLARTE”中嵌入無線模塊的系統。可直接利用原有的熒光燈器具,通過個人電腦及平板終端進行無線控制。此外,巖崎電氣公司也發布了工廠及體育館等使用的大型LED照明無線控制系統。
這些節電系統并非僅限于LED照明用途。美國調光器廠商路創電子公司(Lutron Electronics)的無線調光系統就對照明器具沒有任何限制。已在2008年竣工的美國紐約時報社的新辦公樓中得到采用,實現了70%左右的節電效果,每年可削減31萬美元的經費。該辦公樓未采用LED照明,在全部采用熒光燈照明的情況下取得了上述效果。
路創電子的產品能以低功耗對熒光燈進行無閃爍的穩定調光,已在酒店及美術館得到廣泛應用。該公司副總經理Brian McKiernan不解地說:“我們無法理解為何日本只關注高價位LED。”該公司的系統利用特定小功率無線遙控器控制對多個熒光燈器具進行調光的控制器。用戶可使用“iPad”等自行進行照明器具的分組,以及照度傳感器和人感傳感器的設定。
智能照明聯動相關產業發展
智能照明(SmartLighting)系統零組件商機爆發。智慧照明應用火速發展,已帶動系統周邊電源管理及通訊元件設計商機;其中,尤以能匯集用電資訊并實現動態控制的智慧開關(SmartSwitch),以及高整合有線/無線微控制器(MCU)最受業界矚目,包括德州儀器(TI)、意法半導體(ST)、飛思卡爾(Freescale)和恩智浦(NXP)等晶片商皆積極展開布局。
德州儀器亞洲區市場開發經理陳俊宏表示,值此全球能源日益匱乏、電價不斷翻漲之際,任何電力相關建設和設備皆須朝超低功耗及智慧管理的方向發展,因而激勵相關系統業者和晶片商積極開發新一代電源管理、能源采集(EnergyHarvesting)和有線/無線通訊技術,并加緊建置智慧電網(SmartGrid)與智慧照明系統,以協助使用者撙節每一分電力。
由于全球照明用電占總耗電量比重已突破兩成,未來還將持續攀升,因此推動智慧照明已是各國政府的當務之急。陳俊宏指出,在智慧照明系統中,智慧開關系相關重要的一環;不同于傳統電源開關,智慧開關須導入MCU、通訊、感測、能源采集和高效率交流對直流(AC-DC)電源管理元件,方能即時收集用電資訊,并匯集至能源閘道器(EnergyGateway)或家用顯示面板(IHD)上,讓使用者配合尖離峰電價動態管理照明用電。
陳俊宏強調,智慧開關年出貨量已達到二十五億顆的規模,將成為晶片商新的迦南美地;尤其智慧開關因沒有地線,除了一般控制、通訊和感測元件需求外,還須采用新興的能源采集技術以取得驅動元件的電力,預料將為晶片業者開辟新的藍海市場。
與此同時,系統廠也擴大在照明解決方案中,加裝支援有線或無線通訊協定的高整合度MCU,以及溫度、紅外線或光感測器,進而達成智慧控制。陳俊宏更透露,配合智慧開關的建置,傳統照明或LED照明燈具設計亦可改搭單火線開關,進一步改善發熱、可靠度,以及功耗和燈座體積巨大等問題。
隨著智慧照明系統設計商機涌現,眾多晶片商正紛紛前來搶分杯羹。其中,尤以德州儀器最為積極,正多頭部署整合ZigBee、Sub-GHz、低功耗藍牙(BLE)、無線區域網路(Wi-Fi)或近距離無線通訊(NFC)等無線技術的MCU,以及整合電力線通訊(PLC)的MCU控制模組,還有能源采集和各種感測器解決方案,全面攻占智慧照明市場。
總結
智能照明行業自從上世紀90年代進入中國市場以來,受市場的消費意識、市場環境、產品價格、推廣力度等各方面的限制,一直處于緩慢發展的態勢。隨著LED光源技術的發展,因其亮度、色溫、顏色、控制響應速度等在控制方面有獨特的優勢,搭乘物聯網、光通訊等技術發展的順風車,針對LED光源的照明控制系統未來將蓬勃發展,智能照明也將進入一個新的發展階段。
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