智慧照明发展的照明驱动控制趋势及技术展望

   2015-10-30 照明工程学报5480
核心提示:资通讯技术发展神速带来全世界各国竞相投入智慧城市的规划与建设,有关智慧生活环境的需求规划与定位立即成为焦点,智慧家居及智能照明有关的设备性能、控制技术、系统整合的议题众说纷纭,每天都有不同观点与愿景提出,供大家讨论及观摩学习。

资通讯技术发展神速带来全世界各国竞相投入智慧城市的规划与建设,有关智慧生活环境的需求规划与定位立即成为焦点,智慧家居及智能照明有关的设备性能、控制技术、系统整合的议题众说纷纭,每天都有不同观点与愿景提出,供大家讨论及观摩学习。环保节能与舒适照明成为新照明控制方式的两大主轴,无论在室外应用的路灯工程,或家居光环境的塑造,强调调光亮度控制与色温变化的智能控制成为论坛主轴,在LED光源与照明应用科技日益成熟的今日,智能控制也成为LED照明市场摆脱“白菜价”的新希望。但与此同时,智慧照明及智能照明的分际与讨论,也开始让产业界冷静思考照明科技的下一步该朝哪个方向走。

照明光环境是以创造健康、舒适视觉为首要,珍惜地球资源的节能环保自然创造调光控制的需求,LED光源在光效上已取得市场绝对优势。本就具有容易调光控制的LED光源,再结合电力电子变频技术的驱动控制,只要能兼顾高效率、低频闪两大重点,则无论交流或直流LED驱动方式都可以应用,剩下的就是可靠度及价格了。但仍有待解的旧话题,LED光组件的电压、电流额定规格仍未有国际性统一的标准规范,驱动电路也就随之被动更改规格。将光组件结合驱动电路成一个独立光源元器件,固然解决兼容互换性而成为主流,简化灯具结构,但因小零件失误而整个抛弃的资源浪费,对消费者及地球都不是负责的设计。在诸多驱动LED的电源与驱动设计研究中,现聚焦于各种不同场景需求、功率大小、控制方式等,可预见的未来会朝向高可靠度、长寿命(25 000小时应是有共识的基本门槛)。当然就珍惜资源与便利灯具厂的生产管控而言,应该是驱动电源可以简化到如传统照明一般,只剩下几个不同瓦数等级,任何不同厂家、不同电压电流规格的LED光组件都可以由同一个电源驱动器来兼容驱动及调光控制,这需要一些有前瞻性的规划及创新设计,还有待企业界考虑。


智能控制是一个技术、方法、硬件设备的整合,即结合传感器(sensors),加上各种有线、无线通信协议及不同控制方式,近端或远程控制,透过手机APP或红外线进行手动、自动点灭及调光控制,这些都算是智能照明(smart lighting)控制,用在路灯可以因应不同时段而控制灯光亮度及色温,用在居家或办公室可以创造模拟日光色温变化的照明光环境,睡觉前可以用手机关掉卧室照明灯光,看似功能变化繁多,但就是没有智能(wisdom, intelligence)!


 智慧照明必须在智能照明基础上加上两个最重要的因素——以人为本的人性化需求和以医学健康为导向的人因工程,什么样的光照强度、在什么样的环境、不同年龄层做不同的事情所需的光照条件条件都不同,把一个需要专业与健康关键性整合的照明控制丢给不需具备专业知识的消费者及用户去调光,绝非正途;住家不需要把光环境弄得五花十色、光色变化万千,而失去休憩与家庭的温馨,半夜起床在漆黑的卧房中也找不到被剥落地面的手机或遥控器,阅读台灯将光质量做到不频闪与建议摆设位置来避免眩光只是基本智能照明,必须可以自动判别用灯人的年龄(老中青)而自动调整出最佳的照度与色温,随时发出声音提醒学生头抬高坐姿端正,连续40分钟书桌作业后就强制熄灯提醒学生休息,出去走走让眼睛休息;如果疲惫而趴桌小睡或瞌睡时能自动逐渐降低照度及转变色温到关灯,这样的结合人因健康因素及不需手动关灯而自动控制,才是未来创造价值的智能灯具。如果仅在台灯加上无线手机充电或可用手机调光,就算智能照明灯具,难怪禁不起市场淘汰而关门。 


  “物联网+”等通讯带来照明产业的冲击与机会,但照明毕竟只是智慧家居或智慧城市生活的一个环节,通讯协议自然是由信息产业制定,但照明控制要如何发展及规划定位智慧照明的内涵及消费者有用的功能,那是照明业界的责任,照明业界应先思考清楚基于节能环保与健康视觉两主轴的智能照明要何种功能、控制模式、兼容便利性、经济投资、适用适所,将所需要的资通讯控制格式制定出来,让“物联网+”成为照明工程的工具与帮手,而不是坐等信息产业界定一堆不适合照明使用习惯的通讯协议,反而弄得无法兼容、鸡犬不宁。简言之,照明的信息化,随着智能城市与“物联网+”的发展,必须更主动的整合,才符合消费者的期待,才能创造真正的智慧光环境。

 
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