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智慧照明如何协助商业运作
 

【作者: 葉奕緯】2018年02月12日 星期一

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数据显示,全世界有近20%的耗电量用在照明上。其中仅有20%用於私人住宅照明,而其他80%则用在专业上,包括:建筑物、办公室、工业或街道照明。然而现今实际利用「智慧照明」的居家、企业仍居少数,仍以旧有不可调式(光)为主,不论季节与日夜,通常只有一种色温、亮度可以选择,这也是智慧照明正在施力的方向。


最初的灯具控制应用,仅止於透过电子元件来进行调光,或是半自动感应照明、定时开关,其中包括的元件就有电阻器、电感器、变压器、继电器三极体、可控矽,以及进阶的遥控器(发射器)、接收器和中央处理器(CPU)等。然而若要朝智能控制迈进,就得让无线网路与产品结合,产生数据以便利用。目前主流的应用控制则有遥控照明、感应照明以及触控照明三种。


遥控照明是透过无线电信号来控制照明设备,随着技术成熟,数码无线遥控技术逐渐取代传统的手动机械开关,如威刚科技(ADATA)发展的蓝芽无线网通技术,已运用至LED智慧照明领域。


感应照明,指的是利用红外感应人体温度,因此会散发出特定的红外线波长,此时,感应照明就能捕捉红外线波长来控制灯光的明灭。


触控照明则需要安装触控感应晶片,目前主流的技术采用电容感应技术,能透过触碰感应来变换灯光,另外还有光学式及超声波式。


各大厂的应用焦点

目前市面上的知名厂商如光宝科技、东贝光电、飞利浦、欧司朗、首尔半导体等也积极推出自己的产品。如德国欧司朗(Osram)旗下Digital Lumens便开发一款应用软体SiteWorx,属一云端平台,能够联动家中多数灯具与感测器。


SiteWorx不仅能够控制灯光明亮,还可以与其他厂商的照明设备互联,并进行环境监测、保全系统,以及提供目前互联网的占用情况等功能,仅需透过手机软体就能一体操作。


照明大厂飞利浦也将这项技术导入荷兰德勤大楼与法国家乐福。在其所称的智慧办公室中,透过PoE照明系统结合可见光通讯(VLC),员工即可透过智慧手机控制座位上方灯具的色温及亮度变化,特别的是,使用者之间在调整灯光时,也不会有讯号干扰的问题,在家乐福中,更能透过此技术来记录商品资讯与优惠,即时传递资料给邻近顾客,这便是精准行销的一例,同时也能将此技术带到工厂,让人员在管理产品时能够更精确。


除了商用外,飞利浦也将目标市场扩及至温室照明。植物的基因发展与光照息息相关,每种植物对光的需求不同,各有最适合的光结构,当植物工厂在试种时,必须针对该类作物找出最适合的光谱来开发LED生长灯。



图1 : 温室使用的智慧照明,可以透过微调光谱来改变植物的生长方式。
图1 : 温室使用的智慧照明,可以透过微调光谱来改变植物的生长方式。

过去几年,植物工厂专门锁定高单价作物,找出各植物的最适光谱进行照明,如今则转往开发一般蔬菜、水果等经济型作物照明为主,然而要包山包海的客制化照明光谱是不符合经济现实的,因此现在的温室照明多是设计出多数植物可适用的光谱为主。


飞利浦在温室下使用的智慧型LED灯,能透过微调光谱,就能改变植物的生长方式、发育速度和形态。甚至可以改变风味、香气、抗氧化剂含量以及由植物产生的维生素的数量,并最大限度地提高作物的光利用效率。或许未来专为人类疲劳而设计的光谱,很快也会出现了呢!


智慧家庭与城市的未来

另一方面,由英飞凌所建立的智慧居家平台,里头包含光源、感测器资料以及使用者,使用者可以依照自己的习惯,为每盏灯具分别调整照明设定(亮度、色温)。


特别的是,英飞凌的智慧平台主要针对情境应用所开发:如工业使用者的「专业照明」、家居环境的「气氛照明」以及针对设计师、建筑师、艺术家的「照明建模」,在未来还会出现更多客制化的照明情境出现。


在智慧城市方面,Panasonic的智慧路灯则是统合了多种技术作为解决方案,包括公共照明、保全监视摄影机、无线基地台,Panasonic智慧路灯采用高速电力线通讯技术(HD-PLC),利用遍布社会各处的电线当成资料传输用网路线,只要替换现有街灯,就能提供照明与Wi-Fi无线网路基地台服务。


Panasonic已在欧洲市场展开销售智慧路灯,提供无线网路与侦测四周人数调整亮度的省电机能,且能自动通知故障;目前正在日本测试网路摄影机功能。除了保全与治安应用以外,他们还发展以智慧路灯当成空气污染监测站,也可用以进行交通状态监测。


利用M2M技术,未来还可以实现对照明设施的监控和远程控制,当哪里的路灯出了问题,该节点会把故障消息发送给控制中心,控制中心接收到位置消息後,就会立刻派操作员去事故地点,避免检查故障的时间和成本。


随着技术越来越成熟,智慧照明也开始被高级车厂采用。宾士运用数位光源技术开发能提供百万像素、HD品质、稳定持久的远光灯,为周遭环境投射足够的亮度,实现了F 015 Luxury in Motion概念车揭露的功能,并在智慧全球驾驶中进行原型车头灯的测试。


宾士自行发展控制光源的智慧制动电路(Intelligent Actuation Logic),其演算法透过感测器接收关於周遭环境的资讯,并据以即时计算两个远光灯个别像素的亮度,以动态而精确的方式,为车辆周遭环境,提供经过最隹化调整的高解析度理想照明分布。



图2 : 工厂里的智慧照明,除了可以控制灯光明暗,还能与各厂牌的设备互联,并进行环境监测。
图2 : 工厂里的智慧照明,除了可以控制灯光明暗,还能与各厂牌的设备互联,并进行环境监测。

图3 : 智慧家居能够纪录使用者行为,并能控制光源及储存感测器资料。
图3 : 智慧家居能够纪录使用者行为,并能控制光源及储存感测器资料。

对比传统照明,智慧照明有着诸多优势:

如透过中央集中管理,就可以避免人为疏漏的浪费,只需要让控制室的人员操控键盘,即可关闭无人使用的灯光。


再来是支援自动调光,在黑夜白昼、季节、气候的影响下,各个光照程度不一,然而传统照明的光度多为固定,而智慧照明则可以透过感测场域的照明度,即可自动调节灯光亮度,也更能充分利用自然光。


智慧照明的商业模式,目前仍停留在卖实体产品的阶段,在不久後,当厂商收集到一定数量的资讯,例如环境、使用者行为、使用数据後,就能够提供更多附加价值,而不仅只卖一次产品给顾客而已。


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