照明從基于鎢絲燈,氣體放電燈的傳統照明跨入基于半導體器件的照明,正好遇見移動互聯網躍進到萬物互聯的物聯網iot的時代風口,兩者的結合,產生無限美好的遐想和創新,為照明人開創了前景廣闊的基于物聯網的智能照明時代。
全球照明聯盟(gla)發布了照明發展路線圖(roadmap),如圖1所示:
圖 1:全球照明聯盟(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,可服務可升級的智能照明和以人為本(hcl)照明,給照明帶來的價值和關注的點。分別為:高能效,動態可調、iot應用和數據分析、循環經濟和用戶友好。可以看到,照明的發展的目標是以人為本的照明,不僅關于照明的視覺效應,更多的關注的是非視覺效應。對于在iot時代的智能照明,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,還有可提供服務可運營的智能照明,下面結合gla的照明發展路線路圖,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
智能照明的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,包括合適的照度,合適的色溫合適的顏色合適的照明時長,手段是照明開關,調光,調色等。在給人提供照明時,不僅需要關注照明的視覺效應,更多的關于照明的非視覺效應,比如光生物安全,光調節人的生理 節律,光調節人的情緒,也就是應該更多的關注人的健康,包括舒適,生理和情緒等,這就是“以人為本的照明“hcl,這是智能照明努力發展的方向目標。智能照明不僅要做到: 光是我們“眼之所見”,還要是我們“心之所想,情之所想”。以建筑照明為例,更多的從關注綠色建筑發展到關注健康建筑。
圖 2:智能照明的重要關注目標是 hcl:關注光視覺和非視覺效應
發展趨勢二:合適的連接是智能照明的第一步
智能照明要對照明進行控制,首先要將照明設備和控制設備之間建立連接,連接是走向智能的照明的第一步,在物聯網萬物互聯的時代,連接的技術非常多,以下圖為例,有基于總線的有線技術,有短距離的無線連接技術,也有跨越幾km的廣域網無線技術。
圖 3:物聯網中的連接技術
面對眾多的連接技術,需要選擇合適的連接技術來連接照明,適用不同應用場景。
在智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,組網復雜,有些節點比如傳感器、遙控器等還必須支持低功耗, 那么zigbee無疑是現階段最佳的選擇。藍牙技術定義了基于可控廣播的藍牙mesh技術,其繼承的藍牙低功耗的特點,在未來也是值得關注的連接技術。但是如果連接的節點不是很多,或者是點到點的單點簡單連接情況下,wi-fi或藍牙連接也就可以滿足應用。
在智能樓宇的應用場景,由于智能照明系統一般需要和樓宇自動化系統聯動,在樓宇自動化中的基于總線的連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制照明,但是對于照明設備,dali由于其簡單可靠,易安裝等優點,成為照明連接技術的不二選擇。無線的連接方式組網更加靈活,比如和zigbee/thread同源的支持ip的fairhair連接技術,由于還具有兼容多種樓宇自動化協議的統一通用應用層,在智能樓宇這個復雜的環境下,將來會成為一個統一的連接方式。
在城市道路應用場景,更多關注連接的長距離、可靠性和安全性,可以使用電力載波plc或短距離rf進行本地連接,在控制柜或網關進行匯聚,再借助運營商的通信網絡進行遠程連接。2017 年后,lpwan技術的發展,尤其是nb-iot技術的在中國的蓬勃發展,使路燈的連接變得更加方便。nb-iot由于使用國家許可的專用頻段,由運營商來建設可靠的網絡,會成為道路照明連接的首選,其他的 lpwan 技術比如lora,sigfox,unb,zeta等會成為有益的補充。5g的mmtc的完善或許能一統戶外道路照明連接的江湖。
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