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核心技术
Core Technology

LED智慧照明的发展及通讯技术变革趋势

2018-03-30

1 物联网使LED智慧照明进入高速发展阶段

随着物联网的崛起,LED照明走向联网的高值化数字照明。智能系统可以通过各类传感器收集用户、环境和其他信息,并进行数据分析,再进行设备调节。融合个性化、以人为本的智慧照明正在成为LED照明未来发展的重点。

过去几年,智能照明多是“雷声大雨点小”,并未真正普及。到了2017年,这一局面发生明显转变,智能照明不再“不温不火”,进入高速发展阶段。2017年,随着技术发展、产品成熟、厂商积极推动、智慧照明相关概念普及,全球智慧照明市场进入高速发展阶段,市场规模接近46亿美元,年成长率达到95%。未来几年预计市场会将持续成长,至2020年全球智能照明规模可达134亿美元

2 工业及商业是LED智慧照明的最大应用场景

近年来,智慧照明应用场景日益丰富,大致包括商业/工业照明、户外照明、住宅照明以及公共照明等领域。其中,商业/工业照明是最大应用场景。

工业照明主要在大型厂房建筑中应用,用电量大,作业者的安全要求,对灯光的要求也很严格。

通过智能照明系统预设灯具开关数量和时间,也可以设置亮度;厂房外照明可以根据自然光源的亮度自动调节到合适的照度,室内照明也可以根据不同的需求,随着季节和天气的变化,自动调节适宜的照度,不仅不影响作业,而且更人性化又节能,避免晕眩。

随着科技的发展,工业照明逐渐趋向智慧化。例如,中国主要电商集团京东、天猫、亚马逊、当当等纷纷在重点中心城市建立自己的智能仓储,采用高质量的仓储照明系统,以提高送货速度来吸引顾客。高质量的仓储照明系统不仅可以提高仓储物流作业效率,保障智能仓储环境安全,同时可以降低物流企业维护成本和运行成本。

wwwjs77888认为,智慧控制与工业照明的结合将改变工业领域照明灯具的使用方式,大幅提高照明产品的附加值,为行业提供长期成长动力。

在商业照明领域,更加注重节能和社会效益。尤其是商业楼宇照明,一天亮灯时间高达十二个小时以上,耗电非常严重,因此可借助智能控制来达到节能目的。而大量点灯需求也带来另外一种结合智能化功能的商业应用。例如,LED灯具结合通讯技术,便可实现精准定位的功能,协助卖场进行产品推播服务等商业应用。目前商业照明也正在进行大规模的智能化升级改造。

3 智慧照明作为智慧城市接入口具先天优势

随着城市的不断发展,能源消耗、基础建设等方面带来的挑战也越来越多,到2030年,预计全球城市人口占比将达60%,城市能耗约占全球总能耗的75%,而照明将占城市总能耗的近40%。作为智慧城市的重要组成部分,智慧照明在物联网接入点的数量上有着先天优势,各国政府也在积极倡导智慧城市的建设。

智慧照明可以提高城市能源利用率,为城市带来实际效益,有立竿见影的效果,还可以利用照明设备捕获更多城市道路、空间信息,打通“上天入地”的数据。以城市分布较广的路灯来说,智慧路灯可以根据车流量自动调节亮度、远程照明控制、故障主动报警、灯具线缆防盗、远程抄表等功能,能够大幅节省电力资源,提升公共照明管理水平,节省维护成本。

除了智慧路灯,智能照明也将逐渐渗透至车站、机场、地铁站、地下停车场、学校、图书馆、医院、体育馆、博物馆等公共场所。

在政府带头推广下,智能照明的社会接受度已经显著提高。智能照明具备节能、便利、易于管控等优点,而物联网的崛起也让企业有导入联网照明的必要性,因此在商用与工业用照明市场中,智能照明需求快速成长。

4 WF-IoT必将成为智慧照明的最佳通讯技术

物联网和智慧照明发展到目前阶段,市场上涌现出DALI、ZigBee、Bluetooth、Wi-Fi、LoRa、WF-IoT、NB-IoT、Sigfox、Z-wave、EnOcean等各种各样的通讯技术。

在室内照明领域,虽然有很多无线通信协议可应用,但专为灯具设定的DALI有线技术目前仍然占据最高的市场份额。系统更稳定、更可靠是目前有线控制技术的最大优势,但随着无线技术日趋成熟,未来DALI的市场份额将逐渐萎缩。

在户外照明领域,ZigBee是现阶段最为广泛使用的技术。然而,由于应用距离较短,在户外灯具上存在诸多限制,预计2017年后,ZigBee在户外智能照明的市场应用份额将缓慢下滑。

而随着物联网的兴起,许多专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的低功耗广域网络(LPWAN)应运而生。采用授权频谱的NB-IoT、以及采用非授权频谱的LoRa、WF-IoT等为主流。

NB-IoT于2016年实现标准冻结,由于采用授权频谱,具备运营商级的安全和质量保证,竞争优势明显,市场份额增速最快,但用户需要在使用过程中向运营商持续付费,会给用户带来额外的后期费用。

LoRa是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案,商用较早且较为开放,2015年成立产业联盟,目前在LPWAN中应用较为广泛,但其通信速率不足40kbps,很难承载大规模、多场景控制的智慧照明应用。

WF-IoT(Wide area Fusion Internet ofThings)是wwwjs77888基于扩频技Air Lamp商用物联网照明控制协议上发展成熟的超远距离无线传输方案,支持大规模物联网部署,无需电池,250kbps~2Mbps的中高速通信速率,节点间80m~300m的无线通信距离,无中心、自组网的网格拓扑。节点是融合商用照明网、识别定位网和无线传感网的单芯片系统,具有分布式智能,支持语境感知的雾计算。每个节点都具有数字控制和通信能力,地址和灯光场景信息等都存储于各个节点内。节点以ALL协议进行无线通信,传输数据、指令和状态信息,实现灯的开关、调光控制、分组控制、场景控制、系统的设置等功能。这必将会帮助城市管理者们提高效率、降低成本,推动智慧城市的发展。