?? 在過(guò)去二十年中，LED從傳統的獨立燈泡照明應用發(fā)展到整體照明系統設計，現在已經(jīng)逐漸發(fā)展到數字LED系統，包括聯(lián)網(wǎng)或網(wǎng)絡(luò )照明、智能照明和以人為本的照明（HCL）。由于LED是固態(tài)照明（SSL）來(lái)源，因此這種演變雖然令人難以置信，但一切皆有可能。

? 然而，面對激烈的競爭，LED和LED模塊商品化，放緩了LED照明技術(shù)的進(jìn)步。多年來(lái)，LED行業(yè)的重點(diǎn)是成本優(yōu)于設計，但現在的行業(yè)巨頭們已經(jīng)更加重視開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的LED照明設計。那現有LED照明企業(yè)將討論如何加速這些以技術(shù)為重點(diǎn)的轉型，如何更深入地了解當前的市場(chǎng)問(wèn)題，以充分發(fā)揮智能照明和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的潛力呢？

? 近很多照明公司都在推自己的照明解決方案。領(lǐng)先的LED照明廠(chǎng)商通過(guò)展示好的解決方案，證明在某些領(lǐng)先的應用中具有顯著(zhù)的價(jià)值，以鞏固自己領(lǐng)先的LED市場(chǎng)地位。然而，由于照明行業(yè)持續快速增長(cháng)，對絕大多數連網(wǎng)應用來(lái)說(shuō)，開(kāi)放平臺的互操作性標準化至關(guān)重要。此外，必須進(jìn)一步降低從傳統照明到數字照明的轉型成本。

? 照明控制的演變

? 數字照明的未來(lái)正在三個(gè)階段的轉型中成形（圖1）。轉變的形式為網(wǎng)絡(luò )照明、智能照明或HCL（也稱(chēng)為健康照明）。截至2015年，這些轉型的領(lǐng)域似乎非常明顯，但現在有很大的重疊。

? 圖1?數字照明轉變的年表顯示出應用重疊

? 在過(guò)去十年中，主要的照明制造商和控制系統公司已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種專(zhuān)有解決方案，通過(guò)集中控制，基于有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)連接技術(shù)來(lái)增加節能。代解決方案的主要目的是建立一個(gè)照明網(wǎng)絡(luò )，專(zhuān)注于連接照明產(chǎn)品。雖然這種簡(jiǎn)單的方法將持續一段時(shí)間，但由于燈具制造商普遍不愿意采用專(zhuān)有的解決方案來(lái)進(jìn)行數字照明轉換，所以這個(gè)方法不會(huì )受到歡迎。這些解決方案不適用于大規模，而且隨著(zhù)不斷發(fā)展的網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，比如先進(jìn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、下一代電話(huà)網(wǎng)絡(luò )以及PAN（個(gè)人區域網(wǎng)絡(luò )）/ BAN（身體區域網(wǎng)絡(luò )）等，互操作性也未充分顯現。

? 基于開(kāi)放平臺，使用智能技術(shù)實(shí)現節能，讓中小型照明制造商和控制系統公司能夠大限度地實(shí)現智能設備的互操作性，主要通過(guò)無(wú)線(xiàn)技術(shù)。第二代解決方案的目的在于規范通信協(xié)議，減少智能手機作為主要智能設備和用戶(hù)界面時(shí)調試和配對的痛苦。此外，傳感器和執行器網(wǎng)絡(luò )（SAN）的融合為增強擴展網(wǎng)絡(luò )創(chuàng )造了另一個(gè)有價(jià)值的方法。ZigBee和藍牙智能技術(shù)就是推動(dòng)新一代數字照明的關(guān)鍵解決方案。

? 數字照明的終目標是為物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)一個(gè)集線(xiàn)器，為PAN / BAN提供額外的網(wǎng)絡(luò )功能。在數字照明的初期（2005年左右），智能設備的數量等于全球人口的數量。但現在，幾乎每個(gè)人都有幾個(gè)移動(dòng)設備，到2020年，平均用戶(hù)在工作地點(diǎn)和家庭將有幾個(gè)智能設備。這種趨勢也導致智能照明網(wǎng)絡(luò )基礎設施發(fā)生轉變。 第三代數字照明需要為每個(gè)節點(diǎn)提供IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）地址，以及端到端的安全架構，可以通過(guò)硬件、固件和/或軟件來(lái)保護個(gè)人數據。

? 智能手機控制對照明的影響

? 隨著(zhù)時(shí)間的推移，智能手機和相關(guān)電子設備技術(shù)的重要性將會(huì )愈發(fā)明顯。這些技術(shù)將成為大量信息共享的中心，從而提高用戶(hù)意識并改善網(wǎng)絡(luò )通信。當我們控制照明時(shí)，我們通常會(huì )使用開(kāi)關(guān)、傳感器和墻壁控制器。在早期階段，這些開(kāi)關(guān)、傳感器和墻壁控制器就針對傳統照明或低級數字照明進(jìn)行過(guò)優(yōu)化。然而，人們越來(lái)越想監控遠程設備的狀態(tài)，并且遠程使用智能手機進(jìn)行控制。

? 第二個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是藍牙技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到能適應智能技術(shù)，比如低耗電藍牙（BLE）。藍牙與ZigBee技術(shù)截然不同，ZigBee不支持使用智能手機進(jìn)行直接控制。雖然BLE支持網(wǎng)格技術(shù)以及對IoT應用程序的直接控制，但ZigBee不會(huì )。這種控制對于諸如智能家居的高密度端節點(diǎn)應用很重要，因此BLE將很快被標準化。

? 第三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是，智能手機可以通過(guò)3G、4G、LTE數據網(wǎng)絡(luò )或Wi-Fi成為云端的接入點(diǎn)，可以實(shí)現近即時(shí)數據分析和大量使用遠程實(shí)時(shí)服務(wù)。在使用信息服務(wù)的安全性和靈活性方面，智能手機控制將根據需求更加廣泛地開(kāi)發(fā)，使支付過(guò)程更容易和更安全。

同樣重要的是，我們需要分享空間和資產(chǎn)，包括建筑物使用者所使用的照明。?在智能家居中，家庭成員無(wú)論在哪里，無(wú)論在直接范圍內還是需要遠程控制，都能很容易地控制家用電器和安全設備。為了實(shí)現這一點(diǎn)，藍牙連接配對需要更加方便。

? 智能手機控制照明的分級

? 現在來(lái)看看智能手機控制照明的層次結構。本文討論主要基于BLE技術(shù)，因為BLE技術(shù)具有巨大的潛力，以及在整個(gè)行業(yè)中接受度很高。

? 如果是聯(lián)網(wǎng)照明，住宅或商業(yè)樓中的燈通常由三端雙向可控硅或0-10V調光器控制，將控制信號提供給每個(gè)燈具中的LED模塊驅動(dòng)器。

? 智能手機控制通?？梢苑譃槿齻€(gè)層次：C1，C2和C3，在大多數情況下，C0是目前在用的傳統控制方案（圖2）?？梢赃x擇現有的驅動(dòng)程序添加一個(gè)專(zhuān)用控制器，在C0頂部裝上BLE傳感器或開(kāi)關(guān)，這樣可以直接控制，無(wú)需云服務(wù)器。在C1模式下，多個(gè)智能手機控制可以讓用戶(hù)與其他人一起分享照明控制。

圖2?使用智能手機進(jìn)行三級照明控制

? 為了進(jìn)一步控制燈光并與云端同步，C2解決方案可以將所有控制數據和感測到的數據報告給云端，并記錄云端提供的所有分析數據。生成的數據可以通過(guò)訂閱輕松地獲得。

? 為了隨時(shí)隨地控制智能設備，可以快速添加Wi-Fi/BLE橋，通過(guò)BLE網(wǎng)格范圍內的云添加至控制照明上。在許多情況下，消費者外出時(shí)希望控制照明或電器以確認其狀態(tài)，或遠程觀(guān)察狀態(tài)，或在智能空間中設置理想的配置，這可以在C3控制模式下完成。

? 智能照明時(shí)代繁榮的先決條件

? 將行業(yè)從傳統照明完全轉到數字照明面臨幾個(gè)重大挑戰。事實(shí)上，有人說(shuō)大多數照明項目實(shí)現智能照明的時(shí)機是從現在開(kāi)始到2018年初。

? 考慮到LED的成本降低，LED普及率不斷提高，加速從傳統照明到網(wǎng)絡(luò )照明或智能照明的開(kāi)放平臺過(guò)渡非常有意義。但是，作為專(zhuān)有解決方案的網(wǎng)絡(luò )照明由于成本高而未受到終端用戶(hù)的歡迎。

? 因此，有必要解決智能照明時(shí)代實(shí)現高度繁榮的關(guān)鍵先決條件。行業(yè)需要一個(gè)基于行業(yè)標準化的開(kāi)放平臺。它需要一個(gè)可接受的成本，以及具有廣泛的用戶(hù)利益。

? 為了滿(mǎn)足這些必要條件，DALI（數字可尋址照明接口）、ZigBee和藍牙作為照明網(wǎng)絡(luò )、傳感器網(wǎng)絡(luò )和無(wú)線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)絡(luò )的核心連接方法，其標準化工作已經(jīng)在進(jìn)行中。大多數即將推出的解決方案將基于標準化的硬件和固件，這樣數字照明行業(yè)的所有參與者都可以參與開(kāi)發(fā)可行的端對端解決方案。從2017年下半年開(kāi)始，大多數新型智能照明產(chǎn)品將基于DALI 2.0，ZigBee 3.0和藍牙5.0。

? 智能照明的范例

? 下面舉一些無(wú)縫智能照明的例子，決策者看到后，會(huì )減少相應阻力，并加速智能照明的廣泛采用，如圖3所示。在美國，LED照明廠(chǎng)商可以安裝可調光驅動(dòng)器來(lái)改善LED照明或繼續使用傳統的調光器，比如三端雙向可控硅或0-10V。使用現有的LED照明系統，可以添加BLE調光器或BLE智能調光器，以此替代三端雙向可控硅/ 0-10V調光器，這使得智能手機在住宅空間中能更加靈活地使用遙控技術(shù)。

圖3?針對C1控制方法的無(wú)縫選項

? 類(lèi)似地，相同的技術(shù)可以應用于開(kāi)關(guān)和傳感器上，將大多數現有組件轉換為智能組件，同時(shí)保留其原有設計中的一些組件。使用向后兼容的智能驅動(dòng)程序，現有的控制器可以匹配新的CCT可調驅動(dòng)程序。此外，LED模塊、驅動(dòng)器和控制器可以合并成單板（或稱(chēng)為S引擎），以將成本降低到可接受的水平。

? 無(wú)縫連接的方法將基于支持BLE的解決方案或使用BLE/ZigBee組合的解決方案。 通過(guò)使用BLE / ZigBee組合單片解決方案（數字IC將于2017年下半年提供），可以輕松采用且經(jīng)濟高效。

圖4?啟用BLE的解決方案和BLE/ZigBee

? 組合解決方案將按順序進(jìn)行

? 總體而言，照明廠(chǎng)商在選擇數碼照明方面的優(yōu)勢非常有吸引力。為了說(shuō)明這一點(diǎn)，智能數字照明的每個(gè)步驟的主要優(yōu)點(diǎn)如圖5所示。將藍牙添加到現有的三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)/ 0-10V架構上需要增加成本，但是將現有調光器添加智能功能，則更便宜。將BLE添加到交換機和傳感器上，并分析使用更智能控制的條件，同時(shí)保持代碼合規性，我們可以節省更多的能源。

圖5?逐步演進(jìn)提供了明確的市場(chǎng)關(guān)聯(lián)性

? 此外，通過(guò)在任一家用電器上啟用多個(gè)電話(huà)控制，初始投資可以變得更加經(jīng)濟高效，特別是當控制設備處于遠程控制模式時(shí)。