LED智慧照明之現況與趨勢

 

刊登日期:2015/10/5
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隨著物聯網( IoT )時代的來臨,各種電子產品透過網路傳遞訊息造就了智慧化產業。LED照明除了節能、壽命長、技術成熟和價格逐漸低廉而取代傳統燈具成為照明市場主流外,更因為 LED電子元件具備容易操控的特性,讓 LED照明的開關、調光、調色等功能可以藉由低成本的硬體達成。本文介紹 LED智慧照明現況與未來發展,並整理 LED智慧照明無線控制規格與趨勢,提供業界及研究先進對 LED智慧照明設計的參考。
 
LED智慧照明之常用無線通訊介紹
一般建構 LED智慧照明的無線通訊架構如圖一所示,其中人機介面如手機、平板電腦;無線傳輸介面系統一如 WiFiBluetooth等;系統閘道主要是將兩種不同的傳輸系統做轉換,包含電腦( PC )、微處理控制系統( MCU );無線傳輸介面系統二如 Zigbee 模組發射器;LED無線驅動模組為 Zigbee 模組接收器+LED電流驅動器。

常用的無線通訊協定比較如表一所示,三種無線技術都為數據傳輸功能,工作頻段也都在2.4 GHz ISM。其主要的差別為數據傳輸速率和網路組織模式(星狀或網狀)如圖二所示,星狀架構是將所有裝置連接到一個中心節點裝置,而該中心節點可以連線到網際網路上;網狀架構則是每個裝置都是一個節點,節點之間可以彼此連接到其他節點,而且可以藉由任一節點連線到網際網路上。

 
圖二、(a)星狀網路架構;(b)網狀網路架構
 
LED智慧照明之現況
現今LED智慧照明產品不外乎具備無線控制、調光、調色功能,在市售無線控制 LED智慧照明方面,常見的無線控制連結介紹如下。飛利浦推出 Hue燈具(圖三),搭配橋接器使用,透過 Zigbee Light Link 傳輸標準讓消費者可以遠端控制球泡燈,可以自由選擇 1,600萬多種顏色與多種情境模式(1,600萬多種顏色算法為紅色R256階調變×綠色G256階調變×藍色B256階調變=16,777,216 種顏色)。OSRAM 的照明控制系統「LIGHTIFY」(圖四),以各種WiFi上網手持式裝置作為操作介面,再透過Gateway搭配Zigbee無線傳輸的方式,做為手持式裝置與照明燈具之間溝通的橋樑,目前 1Gateway可控制 50個燈具
  
LED智慧照明之發展趨勢
因為 LED電子元件具備容易操控的特性,讓 LED照明的開關、調光、調色等功能可以藉由低成本的硬體達成,智慧照明的議題,在 LED進入照明市場後即開始出現。因應 LED照明上中下游產業鏈的成熟發展,LED照明漸漸從藍海市場進入紅海市場,為協助台灣照明產業往高價值的智慧照明系統發展,工研院與資策會在經濟部技術處的支持下,於2012814日正式發布「智慧照明系統標準」,成為我國第一件 LED與照明領域的產業標準。

智慧照明系統係將照明設備、資訊管理平台與感測裝置,透過網路加以連結,可依人體心理/生理或環境等需求,自動調控照明設備之光色、明暗及開關狀態等相關參數,以塑造合宜及舒適之照明環境,亦可發揮網路無遠弗屆之特點,即時進行遠端監控,使照明系統變得更加聰明,更符合人性化與使用需求……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。
 
圖七、威剛照明開發的內建Bluetooth LED
 
作者:傅瀚葵、陳宗德/工研院電光所
★本文節錄自「工業材料雜誌」346期,更多資料請見下方附檔。

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