很多年前,當手機的功用還滿足于停留在撥出、接聽電話,以及收發短信的時候,也許沒有多少人意識到若干年后的今天,“智能”與“大屏”早已顛覆了手機市場,也重新定義了人們的生活方式。歷史總在似曾相識的循環中推進前行。如今,方興未艾的智能照明仿佛也遵循著這條“老路”,但又別辟新徑,并正在以細分新領域市場的姿態展示出它無窮的潛力。
就在今日(25日),由廣東省高智新興產業發展研究院、廣東省半導體照明產業聯合創新中心、新興產業戰略智庫微信號發起的高智LED創新發展論壇,以“智造2016 · 智能風口下的LED智慧布局”為主題,于廣州展開了一場熱烈的探討。
顧瑤瑤:談移動互聯時代下的LED智能技術
對此,E3Control (北京易方通達)CEO顧瑤瑤首先拋出了一個疑問:移動互聯時代給LED照明賦予哪些新的意義?她指出“智能照明,是大勢所趨”,隨著無線技術的成熟,伴隨著LED產業的成熟,以及智能手機的普及,智能照明迎來了春天。越來越多世界照明大廠陸續推出了它們的智能產品系列,同時智能照明開始和智能 家居 ,以及 家居 的安防系統產生了越來越多的聯動,成為 家居 平臺中不可或缺的一環。另一個趨勢是智能照明在商業樓宇中的應用越來越廣泛。由于智能照明在節能方面有著很好的表現,美國能源部把智能照明作為未來推廣的重點節能技術之一。
智能照明將于我們的生活和工作密不可分,并且和健康和安全結合得越來越緊密。另一方面,可以看到智能控制的成本已在大幅下降,因而有理由相信在未來5-10年,智能控制會成為所有照明產品、所有電氣設備的標配。

智能照明能滿足人們很多的需求,其中就包括節能需求,不論家庭用電還是商業用電,照明用電占總體用電的比例都非常大,而且會發現當中有著很多純屬浪費用電的狀況。若使用智能照明,做到真正的按需照明,就能減少一些不必要的浪費。通常而言,照明用電會占商業樓宇電力總消耗的20%~30%,面對如此占比大的電力消耗量,從一方面揭示了“節能”是一種“剛需”的現實。她表示:“在我們安裝的實際智能照明案例中,節能比高達88% ,其中這還不包括替換LED所產生的節能。”

圖一
除了出于節能的需求,還有例如在會議室、賓館、酒吧等場所對情景照明的需求。使用傳統的有線技術實現情景照明,會導致成本較高,而通過無線技術,可以很輕松地對各種場景進行配置和應用。她舉出了一個游戲酒吧的主題切換,來展現情景照明的應用實例(見圖一)。此外還有滿足于個性化照明的需求,即所謂的“You set the space by setting the lights”(你可以用光來改造空間),通過改造光來把家庭改造成想要的空間。此外還談到了辦公區域和商鋪照明的個性化照明,例如為了更好刺激創新和交流,通過智能化照明的改造,新一代的辦公區域可以給每個員工定制一個專屬的個性化辦公空間。而理想中的商鋪照明,應該隨著季節和產品的變化,不斷調整光的配合,以達到刺激消費和擴大銷量的目的。
在談到智能照明技術的最新沿革時,顧瑤瑤首先介紹有線的控制技術,把DMX512與DALI兩種常用的控制系統分別進行了比較,其中DMX512的特點是動態效果,刷新率高,適合于舞臺燈光、戶外照明控制,單向控制,一主多從,有線控制。DALI的特點則包括:靜態控制,雙向通信,可接入傳感器,抗干擾能力強,適合于進行室內照明智能控制,例如在很多的五星級酒店都會裝有DALI系統。但是,由于有線系統的鋪線本比較高,復雜度比較高,工期也比較長,某種程度上限制了智能照明的發展。反觀無線技術因為不需鋪線,從安裝到使用都非常靈活。

目前,智能照明常用的無線技術種類繁多,包括了ZigBee、Thread、 ZWave、WiFi、BLE Mesh等十余種常用的可供選擇(見圖二、圖三)。各種無線技術各有特點,各有優劣。顧瑤瑤表示,無線技術在經過十幾年的發展,已經是非常穩定可靠,足以大規模使用的一項技術。另外,無線技術給人的印象還有缺乏統一的標準,對此她指出,無線技術恰恰不是缺乏標準,而是標準太多。
她針對其中的幾種進行了重點的講解:ZigBee的供應鏈成熟,在全球擁有超過400家成員公司,世界通用頻段為2.4GHz。但是它兼容性問題有待解決,組網能力強,然而使用較為復雜,對超低功耗設備支持也不是很好。Z-Wave的歷史久,技術成熟,而且兼容性非常好。但其供應商單一,處于完全封閉的技術。

圖三
WiFi是早期為了取代有線局域網而設置的,因此主要的設置目標是增加傳輸速率,所以它低功耗方面的性能就遠遠低于ZigBee和Z-Wave。因此智能 家居 在最初的時候也并沒有把WiFi看成是一個很好的智能 家居 無線技術,但是隨著智能手機的普及,WiFi得到的關注越來越多。現在看來,WiFi是非常適合用作智能單品,首先WiFi設備不需要網關就可以接入到家庭的網絡中,和手機之間進行通信,同時還天生具有遠程控制的功能,但由于它自身的組網能力不強,控制延時也稍長,因此也只限于智能單品和少量設備的控制, 不適合于大范圍照明設備的組網。
此外,谷歌在2014年推出了一個類似于ZigBee升級版的新技術,Thread的底層和ZigBee相同,上層則比ZigBee更進了一步,做成與IP是完全兼容,可以預見未來在市面上將會出現很多支持Thread的家庭路由器,從而具有和WiFi一樣的優勢,不需要網關就可以接入到家庭網絡中。
Bluetooth LE Mesh則是智能手機標配,它無需網關直接與智能終端通信,充分利用手機人機交互。其優秀的自組網功能,擴大了控制范圍。而且其低功耗支持好,有強大的組網能力,可達雙向250節點,單向1000節點。其家用優勢也很明顯。
胡寧斗:透析LED室內定位技術與項目
在進行LED室內定位技術與項目的介紹中,華策光通信科技有限公司總經理胡寧斗講解了一項創新專利技術——可見光通信技術(U-beacon)技術原理(見圖四),即將需要傳輸的信息編譯成一段調制信號,用脈寬調制的方法附加到LED燈具的驅動電流上,利用室內無處不在的光源作為發射載體,以不增加任何硬件的智能手機接收并解碼,解析出燈具發送的ID信息。利用所獲取的身份識別信息在地圖數據庫中確定對應位置信息,完成定位,解決了室內精準定位這一世界性難題。

圖四
他表示,這項技術優勢在于其室內定位精度在1米以內,達到了亞米級別。從下方圖示(見圖五)中可以清晰地說明,能夠滿足亞米級定位精度以及規模推廣,LED的可見光通信技術由于其照明的認知普及度、經濟性而勝出。

圖五
據胡寧斗介紹,目前室內定位技術主要有手機基站、藍牙、紅外、WiFi等技術,然而,因其定位技術各自的局限性,限制了他們大規模的推廣應用,特別是必須單獨部署一套定位網絡,造成成本過高。

圖六(LED室內定位的優勢)

圖七(與WIFI室內定位對比)