物联网时代的智能照明的发展趋势

 

　　照明从基于钨丝灯，气体放电灯的传统照明跨入基于半导体器件的LED照明，正好遇见移动互联网跃进到万物互联的物联网IOT的时代风口，两者的结合，产生无限美好的遐想和创新，为照明人开创了前景广阔的基于物联网的智能照明时代。

 

　　全球照明联盟(GLA)发布了照明发展路线图(Roadmap)，如图1所示:

 

 

　　图 1:全球照明联盟(GLA)照明发展路线路

 

　　照明发展路线图(Roadmap)分为5个阶段，传统高效照明，LED照明，智能照明，可服务可升级的智能照明和以人为本(HcL)照明，给照明带来的价值和关注的点。分别为：高能效，动态可调、IOT应用和数据分析、循环经济和用户友好。可以看到，照明的发展的目标是以人为本的照明，不仅关于照明的视觉效应，更多的关注的是非视觉效应。对于在IOT时代的智能照明，更多的关注的是物联网数据的应用，可升级可互换的环境友好的循环使用，还有可提供服务可运营的智能照明，下面结合GLA的照明发展路线路图，分析一下智能照明的几个发展趋势:

 

　　发展趋势一：智能的照明的重要关注目标是以人为本的照明

 

　　智能照明的核心是在正确的时间，正确的地点给照明的目标提供正确的照明，包括合适的照度，合适的色温合适的颜色合适的照明时长，手段是照明开关，调光，调色等。在给人提供照明时，不仅需要关注照明的视觉效应，更多的关于照明的非视觉效应，比如光生物安全，光调节人的生理 节律，光调节人的情绪，也就是应该更多的关注人的健康，包括舒适，生理和情绪等，这就是“以人为本的照明“HcL，这是智能照明努力发展的方向目标。智能照明不仅要做到: 光是我们“眼之所见”，还要是我们“心之所想，情之所想”。以建筑照明为例，更多的从关注绿色建筑发展到关注健康建筑。

 

 

　　图 2:智能照明的重要关注目标是 HCL:关注光视觉和非视觉效应

 

　　发展趋势二：合适的连接是智能照明的第一步

 

　　智能照明要对照明进行控制，首先要将照明设备和控制设备之间建立连接，连接是走向智能的照明的第一步，在物联网万物互联的时代，连接的技术非常多，以下图为例，有基于总线的有线技术，有短距离的无线连接技术，也有跨越几km的广域网无线技术。

 

　　图 3:物联网中的连接技术

 

　　面对众多的连接技术，需要选择合适的连接技术来连接照明，适用不同应用场景。

 

　　在智能家居照明的应用场景，需要考虑整体家居设备的全连接、操作方便和安全，更多的要考虑组网节节点多，组网复杂，有些节点比如传感器、遥控器等还必须支持低功耗， 那么ZigBee无疑是现阶段最佳的选择。蓝牙技术定义了基于可控广播的蓝牙Mesh技术，其继承的蓝牙低功耗的特点，在未来也是值得关注的连接技术。但是如果连接的节点不是很多，或者是点到点的单点简单连接情况下，Wi-Fi或蓝牙连接也就可以满足应用。

 

　　在智能楼宇的应用场景，由于智能照明系统一般需要和楼宇自动化系统联动，在楼宇自动化中的基于总线的连接方式已经大量应用，比如KnX、BAcnet或Dynet，可以利用这些总线技术来控制照明，但是对于照明设备，DALI由于其简单可靠，易安装等优点，成为照明连接技术的不二选择。无线的连接方式组网更加灵活，比如和ZigBee/thread同源的支持IP的Fairhair连接技术，由于还具有兼容多种楼宇自动化协议的统一通用应用层，在智能楼宇这个复杂的环境下，将来会成为一个统一的连接方式。

 

　　在城市道路应用场景，更多关注连接的长距离、可靠性和安全性，可以使用电力载波PLc或短距离RF进行本地连接，在控制柜或网关进行汇聚，再借助运营商的通信网络进行远程连接。2017 年后，LPWAn技术的发展，尤其是NB-IOT技术的在中国的蓬勃发展，使路灯的连接变得更加方便。nB-Iot由于使用国家许可的专用频段，由运营商来建设可靠的网络，会成为道路照明连接的首选，其他的 LPWAn 技术比如LoRa，sigfox，UnB，ZEtA等会成为有益的补充。5G的mMtc的完善或许能一统户外道路照明连接的江湖。

 

　　在中国非常火热的景观照明控制应用场景，由于景观照明是要利用照明来体现各个景观或地标的独有的特征，不强调照明的照亮功能，需要实时控制灯具发光的动态变化，营造气氛，照明的连接的通信协议一般为DMX512/RDM， 或Ki-nEt、Art-net等。

 

　　发展趋势三：可升级是智能照明的必不可少的一步

 

　　可循环经济是打造资源节约、资源循环利用的和谐社会的关键的一步，以资源的高效利用和循环利用为核心，在这个大的趋势下，智能照明的模组化，可升级和可互换将是必不可少的一步。

 

　　以智能道路照明为例，智能道路灯具包括智能道路控制器、传感器、电源和发光光源，他们模块化可以是他们能够重复利用，他们之间的连接、安装接口的标准化是支持循环经济的非常重要的第一步，模块化和接口标准化可以使道路照明smart Ready，尤其是标准化的安装接口让现在和将来在道路灯具中安装或升级物联网控制技术变得简单易行，允许部件在现场进行改装和更换而无需拆卸灯具， 并支持广泛使用的DALI、0/1-10V等调光协议。Zhaga在LED 光源的模块化的标准化方面进行长期的努力，为了支持智能化照明发展趋势，提出的new Zhaga战略支持循环经济，定义了智能道路控制器安装接口(Zhaga book18)，其如下图所示，其体积小，成本低，可插拔、可互换，其将成为全球路灯控制器安装的通用接口。