随着网络技术及通信技术的发展,数字化家居概念的提出及发展,智能照明作为数字化家居的重要组成部分而被各个智能化厂家所重视起来,随着IBM、Microsoft、Haier、Samsung、Panasonic、Siemens等一大批跨国企业的加入,进一步加速了行业的发展及渠道的形成。近年来,在上海、北京等地开始出现了专业的数字化家居集成商,同时大型的家居数字化体验馆也开始出现。数字化家居作为人类通信、网络、建材、安防、家居等行业发展的集大成,受到社会极大的关注。
国外的相关产品是把智能照明作为其智能产品的一部分来运作,定位高端,造成曲高和寡的局面。如同上世纪八九十年代的家电市场。但是随着国内经济的高速发展、技术的日趋成熟,以及部分国际品牌如Dynalite、路创、WIELAND、e-bfb等进军中国市场,迅速推动了这个行业的发展。进入21世纪,国内智能照明厂家和商家如雨后春笋般迅速发展,涌现出如瑞朗、百分百照明、清华同方、索博、海尔等大小几十家企业,智能照明即将引来国内外大厂商的角逐拼杀。
智能照明市场发展仍前路漫漫
用户不用触摸开关,只需轻轻按一下遥控器,家里的照明灯就可以自动开关。预计在不久的将来,智能照明产品将取代普通照明产品,成为照明行业的新锐主流产品。所谓智能照明控制产品,是在确保灯具正常工作的条件下,给灯具输出一个最佳的照明功率。这样既可减少由于过压所造成的照明眩光,使灯光发出的光线更加柔和,照明分布更加均匀;又可大幅度节省电能。智能照明控制系统节电率可达20%~40%。
近年来各大照明类产品展会上,众多企业推出了新型智能照明产品。智能灯具的亮相频率与前几年相比极大提高,科技含量也越来越高。目前,城市管理者逐渐认识到智能照明产品的技术优势,开始在社会上推广开来。上海市有关部门早已决定,在夏季用电高峰时,上海市中心主要景观道路上的路灯要安装智能控制系统。
虽然政府大力推广智能照明产品,但是智能照明控制技术复杂,掌握这项技术的企业很少,如美国的路创和澳大利亚的邦奇、索恩、ABB等实力雄厚的大公司,而国内达到实用水平的企业只有几家。从目前智能照明控制技术的发展情况来看,各家企业在开关技术上应用PC、IC、IT等现代技术,给灯具增加无线遥控、亮度无级调节等新功能,方便用户使用。
与传统照明相比,智能照明可达到安全、节能、舒适、高效的目的,因此智能照明在家居领域、办公领域、商务领域及公共设施领域均有较好发展。
目前国内不少企业更多的是希望借助“智能化”提升产品附加值。这些概念看起来是美好,但是对于国内大部分中小企业而言,缺乏可操作性。智能化照明概念还仅限于一些大型企业及具备通信、传感等技术背景的企业。大企业以其资金实力可以做技术研发,并以其品牌影响力进行大范围推广,改变消费者使用习惯,这些都是国内大部分企业无法做到的。
尽管智能化是未来发展的必然趋势,但是这一市场要真正打开还需要经过一段较长的时间。简单的智能化产品从技术上看,并不难实现。但目前LED照明发展还处于初级阶段,即光源产品替换阶段,实际上消费者对LED产品的质量、可靠性还都存在着疑惑,因而从消费观念上来说,智能照明仍需时日。另外,由于系统化的智能化照明产品,需要多种技术的同步发展,而目前物联网、传感技术、云计算等技术还处于发展初期技术,各项标准还没有完善,因此,短期内智能难以短期内实现。
国外争相开发无线照明控制系统
随着社会对节能的重视,对照明器具进行节能管理的智能系统的水平越来越高。通过对照明器具逐个进行调光,最多可节电60%左右。在美国,还有不使用LED就节电60%以上的成功案例。
在保证照明质量的前提下,如果将办公室的荧光灯照明更换成LED,可节电40—50%左右。在此基础之上,如果再使用“独立控制系统”,对明亮的窗边、过道及多空位场所等处的照明进行调光,则可节能60%以上。这种系统之前就存在,但由于需要布线施工等,因此易用性较差。而最新的方案利用无线LAN和移动终端进行控制,以易用性高及成本低为两大卖点。
NetLED公司开发出了可使用无线LAN(Wi-Fi)对办公室及店铺的LED照明逐个进行控制的系统,从2012年2月开始销售。具体方法是,在每个荧光灯型LED灯中内置小型电源电路和无线通信模块,由此就可经由无线LAN,通过个人电脑和“iPhone”进行开关及调光的设定。
NetLED的LED灯和安装了遥控器应用的iPhone。LED灯的黑色突起部分为无线LAN模块。其特点在于照明管理系统利用了云服务,向用户免费开放。用户可自行设定各照明器具的分组、功耗的可视化、开关、调光及定时预约等。
NetLED代表董事德永隆也称,之前在办公室“以有线方式安装200只荧光灯规模的控制系统,单控制盘一项就要80~120万日元,而采用新系统的成本几乎只有LED灯的费用。”即使办公室布局发生改变,也无需更改布线。
理光公司也在研究同样的系统,目前正在开发在该公司带电源电路的荧光灯型LED灯“CLARTE”中嵌入无线模块的系统。可直接利用原有的荧光灯器具,通过个人电脑及平板终端进行无线控制。此外,岩崎电气公司也发布了工厂及体育馆等使用的大型LED照明无线控制系统。
这些节电系统并非仅限于LED照明用途。美国调光器厂商路创电子公司(Lutron Electronics)的无线调光系统就对照明器具没有任何限制。已在2008年竣工的美国纽约时报社的新办公楼中得到采用,实现了70%左右的节电效果,每年可削减31万美元的经费。该办公楼未采用LED照明,在全部采用荧光灯照明的情况下取得了上述效果。
路创电子的产品能以低功耗对荧光灯进行无闪烁的稳定调光,已在酒店及美术馆得到广泛应用。该公司副总经理Brian McKiernan不解地说:“我们无法理解为何日本只关注高价位LED。”该公司的系统利用特定小功率无线遥控器控制对多个荧光灯器具进行调光的控制器。用户可使用“iPad”等自行进行照明器具的分组,以及照度传感器和人感传感器的设定。
智能照明联动相关产业发展
智能照明(SmartLighting)系统零组件商机爆发。智慧照明应用火速发展,已带动系统周边电源管理及通讯元件设计商机;其中,尤以能汇集用电资讯并实现动态控制的智慧开关(SmartSwitch),以及高整合有线/无线微控制器(MCU)最受业界瞩目,包括德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、飞思卡尔(Freescale)和恩智浦(NXP)等晶片商皆积极展开布局。
德州仪器亚洲区市场开发经理陈俊宏表示,值此全球能源日益匮乏、电价不断翻涨之际,任何电力相关建设和设备皆须朝超低功耗及智慧管理的方向发展,因而激励相关系统业者和晶片商积极开发新一代电源管理、能源采集(EnergyHarvesting)和有线/无线通讯技术,并加紧建置智慧电网(SmartGrid)与智慧照明系统,以协助使用者撙节每一分电力。
由于全球照明用电占总耗电量比重已突破两成,未来还将持续攀升,因此推动智慧照明已是各国政府的当务之急。陈俊宏指出,在智慧照明系统中,智慧开关系相关重要的一环;不同于传统电源开关,智慧开关须导入MCU、通讯、感测、能源采集和高效率交流对直流(AC-DC)电源管理元件,方能即时收集用电资讯,并汇集至能源闸道器(EnergyGateway)或家用显示面板(IHD)上,让使用者配合尖离峰电价动态管理照明用电。
陈俊宏强调,智慧开关年出货量已达到二十五亿颗的规模,将成为晶片商新的迦南美地;尤其智慧开关因没有地线,除了一般控制、通讯和感测元件需求外,还须采用新兴的能源采集技术以取得驱动元件的电力,预料将为晶片业者开辟新的蓝海市场。
与此同时,系统厂也扩大在照明解决方案中,加装支援有线或无线通讯协定的高整合度MCU,以及温度、红外线或光感测器,进而达成智慧控制。陈俊宏更透露,配合智慧开关的建置,传统照明或LED照明灯具设计亦可改搭单火线开关,进一步改善发热、可靠度,以及功耗和灯座体积巨大等问题。
随着智慧照明系统设计商机涌现,众多晶片商正纷纷前来抢分杯羹。其中,尤以德州仪器最为积极,正多头部署整合ZigBee、Sub-GHz、低功耗蓝牙(BLE)、无线区域网路(Wi-Fi)或近距离无线通讯(NFC)等无线技术的MCU,以及整合电力线通讯(PLC)的MCU控制模组,还有能源采集和各种感测器解决方案,全面攻占智慧照明市场。
总结
智能照明行业自从上世纪90年代进入中国市场以来,受市场的消费意识、市场环境、产品价格、推广力度等各方面的限制,一直处于缓慢发展的态势。随着LED光源技术的发展,因其亮度、色温、颜色、控制响应速度等在控制方面有独特的优势,搭乘物联网、光通讯等技术发展的顺风车,针对LED光源的照明控制系统未来将蓬勃发展,智能照明也将进入一个新的发展阶段。
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