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上帝說要有光,于是便有了光。
照明,一個古老的詞匯,它伴隨著人類發(fā)明發(fā)展,也開啟了人類豐富多彩的夜生活。
將時間追溯到 4500—5500 年的新石器時代,中國福建閩侯縣苦蔗鎮(zhèn)曇石村就有我國最早的油燈,也是世界最早的油燈,被譽為“中華神燈”。隨后,人類玩火玩了幾千年,直到一道閃電劈到了富蘭克林面前,電和照明的結合,讓電致發(fā)光走上了歷史舞臺。
1854 年亨利·戈培爾使用一根炭化的竹絲,放在實空的玻璃瓶下通電發(fā)光。
1874 年,加拿大的兩名電氣技師申請了一項電燈專利。他們在玻璃泡之下充入氮氣,以通電的碳桿發(fā)光。然則他們無足夠財力繼續(xù)生長這發(fā)現,于是在 1875 年把專利賣給了愛迪生。
隨后愛迪生開始改良燈絲,最終找到了鎢。
電燈也開啟了屬于它的進化史。
1930 年,照相閃光燈問世
1930 年,低壓鈉燈問世。
1934 年,汞燈問世。
1959 年,鹵素燈問世。
1962 年,金屬鹵化物燈問世。
1962 年,第一盞 LED(發(fā)光二極管燈)燈(白色)問世。
……
雖說照明還是那種照明,但白光 LED 似乎讓照明開始有了新的追求:高光效、低光衰。換句話說就是省電、耐用、高性能 。
未來,如果在照明前面加上兩個字,我希望是“智能”。
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智能照明憑什么叫智能?
不過,很多人都是把智能這兩個字做一些比較狹義的解釋,
所謂智能,其實是不需要人為介入的,它能夠根據不同的用戶需求,自動調控來達到舒適性與節(jié)能兩方面的體驗。簡而言之,就是你安裝之后就再也不用去管它。
據相關研究人員分析,智能照明受到特別關注,主要因為,傳統照明中集成了傳感器、用戶數據收集、云服務和用戶輸入反饋,再加上節(jié)能、高性能。這個以人為中心的照明,絕對是未來一個值得大力發(fā)展的方向。
天花亂墜胡侃了一段,其實智能照明最直接的作用還是節(jié)能。因此,這個新興研究領域的大部分工作都集中在驅動 LED 節(jié)能上。一般說來,采用集成節(jié)能照明控制系統的通常比傳統照明節(jié)能 17%-60%。當然除了節(jié)能,智能照明還能提高光效、調節(jié)晝夜節(jié)律、提高工廠生產力、加速植物生長以及實施以人為中心的照明系統。
不過目前撬開這塊市場的產品,并沒有所說的那么“智能”,單向控制的智能照明產品還是研究熱點。
掛名為華南師范大學光電子材料與技術研究所和廣東省半導體產業(yè)技術研究院的一篇 2017 年發(fā)表的文獻,將智能照明定義為:
“利用計算機、手機等電子設備通過無線 ZigBee、WiFi、GPRS /CDMA 等多種物聯網通訊技術、電力載波通訊技術、計算機智能化信息處理及總線控制等技術, 實現對 LED 照明設備的開關、調控、檢測等智能化控制,使 LED 照明設備具有燈光亮度的強弱調節(jié)、燈光軟啟動、配光、定時控制、場景設置等功能,并達到安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適、高效的目的?!?/p>
不管我們賦予智能照明怎樣的定義,這塊市場的前景仍然非常誘人,根據集邦咨詢 LED 研究中心(LEDinside)最新數據顯示,2017 年全球智能照明市場規(guī)模接近 46 億美元,年成長率高達 95%,預計 2020 年可達 134 億美元。
95%的年成長率,這雷聲大雨點小的智能照明似乎要脫胎換骨了。那曾經的市場為什么這么小呢?
“智能照明市場一直在猶豫,一個很重要的因素就是市面上的方案僅僅是單獨器件,還沒有完整的方案。成本結構和技術差異也在阻礙它的發(fā)展。”這是艾邁斯半導體中國臺灣區(qū)總經理李定翰在接受與非網記者采訪時所給出的答案:“所謂成本結構,就是大家對這個新穎的應用領域還存在認知差異,產品還不能做出差異化來實現自己的利潤。當大家想做智能照明的時候,并不能在市面上找到相關的元器件,來實現相關功能,如今已經有這樣的傳感器,所以智能照明會往下一階段走?!?/p>
艾邁斯半導體中國臺灣區(qū)總經理 李定翰
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大一統時代
通訊技術的發(fā)展也讓智能照明呈現了多元化趨勢,但目前市場上涌現出 DALI、ZigBee、Bluetooth、Wi-Fi、LoRa、NB-IoT、Sigfox、Z-wave、EnOcean 等各種各樣的通訊技術,誰才能成為智能照明領域的主導呢?
藍牙技術聯盟亞太區(qū)高級區(qū)域經理李佳蓉偏寵藍牙技術,她認為:“2010 年,低功耗藍牙成為了藍牙技術向前邁進的重要一步,在業(yè)界產生了極大影響,也受到了廣泛關注,尤其是在智能手機和平板電腦、以及健康與健身、智能家居和可穿戴設備領域。2017 年夏季,藍牙新增了藍牙 mesh 網絡支持,mesh 標準的推出可謂藍牙技術發(fā)展歷程中的又一大重要進展,讓藍牙能夠應用于包括商用照明在內的一系列新興應用和行業(yè)領域。”
(注:拿商用照明舉例,其本身就是一種現成的互聯網絡,再將藍牙 mesh 網絡導入其中,零售商就具備了提供店內導航和定制化促銷的潛力。醫(yī)院將能夠對患者和昂貴的設備進行跟蹤。廠房將能夠實現機器互聯,并執(zhí)行自動化監(jiān)控和維護。企業(yè)也將有能力對照明、溫度和空調進行智能控制,并對占用率和安全性進行監(jiān)控。傳感器可安裝于建筑物的各個角落,有了節(jié)能的藍牙 mesh 網絡,我們能夠捕獲頗具價值的數據,且藍牙 mesh 網絡僅靠小型電池就能運行多年。)
藍牙技術聯盟亞太區(qū)高級區(qū)域經理 李佳蓉
村田(中國)投資有限公司技術市場經理肖鵬表示:“智能照明通信協議眾多,ZigBee、藍牙、Wi-Fi 等技術各具優(yōu)勢,又都有短板。看使用在什么樣的智能照明應用場景。比如在戶外照明領域,LoRa,NB-IoT 等低功耗廣域網的技術就比較適合;在家用領域,Wi-Fi,藍牙 mesh,以及 ZigBee 都很適合,看接多少數量的燈,如果是數量比較多,就需要選用 mesh 組網的藍牙 mesh 或者 ZigBee 等。商用照明領域更強調穩(wěn)定可靠和大規(guī)模的網絡部署,以及安裝方便,有線的協議比如 DALI 比無線更穩(wěn)定可靠,但特別是在后裝市場安裝不如無線方便。所以實際選擇會綜合考慮成本,性能等做選擇。”
村田(中國)投資有限公司技術市場經理 肖鵬
Power Integrations 產品營銷總監(jiān) Hubie Notohamiprodjo 認為:“我們覺得,市場上應該只要有兩種協議就可以了,一是有線協議,一種是無線協議。對于大型多層建筑的照明,采用無線會遇到距離和干擾問題,一般采用有線內部通訊會比較好,當然也可以采用有線無線相結合的形式。
?廠商們都想引人注意,創(chuàng)建品牌知名度,所以我們看到很多不同的無線協議名稱,讓人眼花繚亂,然而其背后的技術卻非常類似,因為它們都要受限于市面上的開放頻帶。2.4GHz 的發(fā)射機非常普遍,但是由于 APP 是基于完全不同的棧協議,不利于廣泛推廣。所認我認為對于這個必須要有一個標準?!?/p>
Power Integrations 產品營銷總監(jiān) Hubie Notohamiprodjo
其實這一個統一標準也道出了前幾年智能照明發(fā)展的窘境,市面上產品魚龍混雜,市場需求也不足,因為沒有統一的標準,各家生產出來的產品不一定能夠匹配,導致國內消費者對于照明的概念還是停留在比較原始的階段。
如果有了統一標準,智能家居、建筑、工廠、醫(yī)療、汽車等等這些領域都將迎來一個爆發(fā),在計算機的世界里,他們可以制造一個 USB(通用串行總線)標準,即使存在有多種連接器,它們仍然還是使用同一個標準。那么在照明的世界里,我們也積極地希望會有一個標準。屆時,成本和技術問題都會迎刃而解。
最后我們將話題回到智能照明的未來上。
這必將會是一個多學科的研究領域,智能照明有可能為我們的客廳和辦公室融合成一個平臺,再將關于節(jié)能建筑、人體健康、光生物學、電信和人體生理學等關鍵研究領域的進展帶入其中。這會是一個以人為中心的真正的智能照明系統。
文章引用
1,《人類照明的發(fā)展歷史》;
2,《Smart lighting: The way forward? Reviewing the past to shape the future》;
3,《LED 智能照明技術專利信息分析》;
6,《智能照片市場日趨成熟,看藍牙 mesh 網絡如何撬動這塊市場?》;
(其中 4、5、6、7 為與非網記者采訪稿。)
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