LED在智能照明方面的優(yōu)勢讓智能照明的未來變得充滿想象，未來的智能照明會(huì)是怎樣的，現(xiàn)階段又面臨怎樣的困難和挑戰(zhàn)?本期我們采訪了美國倫斯勒理工學(xué)院智能照明工程研究中心創(chuàng)新合作總監(jiān)Silvia L.Mioc，她表示未來的智能照明應(yīng)該是能看、會(huì)思考的系統(tǒng)，而當(dāng)智能照明系統(tǒng)與智能建筑和電網(wǎng)系統(tǒng)整合時(shí)，它的潛力將會(huì)得到釋放。
會(huì)思考的智能照明系統(tǒng)
《半導(dǎo)體照明》 ： 依您之見，LED智能照明是怎樣的?有怎樣的特點(diǎn)?
Silvia L.Mioc：智能照明系統(tǒng)集LED光源，傳感器，以及控制器于一體，其不但可以提高節(jié)能效率，而且有助保健，增加生產(chǎn)效率。
系統(tǒng)可以“看見”屋內(nèi)照明區(qū)域的三維指紋，并可通過對它的控制來將功效最大化。光子承載所有信息，碰到它的人或物品會(huì)將其光子以獨(dú)特的方式反射，有點(diǎn)類似于將石頭扔進(jìn)水里、激起波紋。
系統(tǒng)可以知曉屋子的窗戶在哪里，分辨人和家具，從而在通用照明和工作照明之間調(diào)整切換，在此過程中節(jié)約能源。這些系統(tǒng)會(huì)自我調(diào)節(jié)，意味著在安裝階段、工作階段或是改造階段都無需照明工程師進(jìn)行繁雜的調(diào)試工序。在照明之余，生活保健與工作效率也會(huì)得益于全譜光照和可視光通訊。照明的顏色與角度可以被動(dòng)態(tài)調(diào)控，將合適的光線適時(shí)照射到需要的地方。照明將模擬陽光，根據(jù)天色和季節(jié)做出調(diào)整，提供標(biāo)桿式的高品質(zhì)照明。這樣會(huì)減少人們的疲勞，有助于使人們集中注意力，全面保健，增進(jìn)工作效率。
此外，LED具有高速開關(guān)切換的能力，利用這樣的特性可以使系統(tǒng)功能擴(kuò)充來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。可視光通信在很高速率上調(diào)制LED，在進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的同時(shí)(比如在照明燈具和傳感器之間)，不會(huì)影響光品質(zhì)，即使在調(diào)節(jié)亮度的過程中。移動(dòng)通訊急速增長導(dǎo)致了對帶寬的巨大需求，照明通訊因此應(yīng)運(yùn)而生。
《半導(dǎo)體照明》 ： 在您看來，目前的LED智能照明處于何種階段?
Silvia L.Mioc：真正的智能照明還在初級階段，但是成長迅速。目前配備智能控制的照明系統(tǒng)在節(jié)能上效果顯著，但是仍然與我們的預(yù)期相去甚遠(yuǎn)。很多廠家通過組合冷暖色溫LED與RGB實(shí)現(xiàn)了照明調(diào)節(jié)，拓展了色彩范圍。占空傳感器通常是基于運(yùn)動(dòng)或超聲波探測，但這些都不是很有效。控制系統(tǒng)也基本上只提供開關(guān)，或也只能為一些特定的應(yīng)用場合提供有限的場景設(shè)置。還有在很多情況下，控制不方便易用，很復(fù)雜，因此被人們放棄使用。
未來，我們將會(huì)看到多頻道的LED光源，可以監(jiān)測波長和方位的傳感器，提高一個(gè)數(shù)量級的封裝速度，控制技術(shù)的升級以及可視光通訊的推廣應(yīng)用。
《半導(dǎo)體照明》：要實(shí)現(xiàn)如您所說的 LED智能照明系統(tǒng)，面臨怎樣的困難以及還需要怎樣的支持?
Silvia L.Mioc：這涉及到很多方面，但是，LED對照明的改變猶如晶體管對真空管的改變一樣。一些商業(yè)混亂可能會(huì)隨之來臨，這在毀滅與創(chuàng)新過程中淘汰舊技術(shù)是正常的。面臨的挑戰(zhàn)是，來自傳統(tǒng)照明行業(yè)的公司習(xí)慣于循序漸進(jìn)，而來自于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新興公司更適應(yīng)快速變化，他們之間會(huì)有摩擦，得學(xué)會(huì)如何彼此相處。然后由于插座飽和化，替代改造市場空間會(huì)逐漸變小。從這一點(diǎn)來看，智能照明是條出路，它使得照明行業(yè)從資本設(shè)備模式向服務(wù)模式轉(zhuǎn)變，增加了產(chǎn)品的附加值。
與其他系統(tǒng)的整合助力潛力釋放
《半導(dǎo)體照明》：LED智能照明系統(tǒng)如何與其他系統(tǒng)，例如智能建筑、城市智能管理系統(tǒng)，進(jìn)行鏈接、整合與互動(dòng)?
Silvia L.Mioc：當(dāng)前迎來建筑與電網(wǎng)系統(tǒng)對接照明的大好機(jī)會(huì)，但我們在細(xì)節(jié)上仍然需要努力。原始建筑中的照明系統(tǒng)已經(jīng)存在，電網(wǎng)也是如此，但是更加高效的運(yùn)行需要更好的照明傳感和控制系統(tǒng)。問題是照明控制系統(tǒng)的使用方便性仍然很差，很少被精細(xì)化。當(dāng)智能照明系統(tǒng)與智能建筑和電網(wǎng)傳輸系統(tǒng)整合時(shí)，它的潛力將會(huì)得到釋放。
《半導(dǎo)體照明》：標(biāo)準(zhǔn)在每個(gè)工業(yè)的健康發(fā)展中都十分重要。那么，LED智能照明領(lǐng)域中標(biāo)準(zhǔn)狀況是怎樣的?
Silvia L.Mioc：智能照明標(biāo)準(zhǔn)仍然遙不可及，因?yàn)樗薪M件，特別是LED組件仍在飛速發(fā)展中。目前的標(biāo)準(zhǔn)仍然著重于LED和照明驅(qū)動(dòng)器的尺寸和參數(shù)，當(dāng)然這些標(biāo)準(zhǔn)也促進(jìn)了固態(tài)照明的發(fā)展。在美國，已有五家機(jī)構(gòu)參與了照明行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)制定 (ANSI、NEMA、 IES、CIE、UL)，到目前為止，已有14款標(biāo)準(zhǔn)完成，兩個(gè)正在修訂中，另有九個(gè)針對固態(tài)照明的標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。其他關(guān)于安全的標(biāo)準(zhǔn)也適用于固態(tài)照明。色品、測光、流明維持是驅(qū)動(dòng)行業(yè)的一些關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)。ANSI在過去對傳統(tǒng)燈泡的形狀、插槽、運(yùn)行電壓和瓦數(shù)等做出規(guī)范，但它認(rèn)為目前就LED的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行規(guī)范還不是時(shí)候，為避免扼殺產(chǎn)品和技術(shù)的開發(fā)。國際聯(lián)盟Zhaga正在設(shè)計(jì)插座標(biāo)準(zhǔn)，使得不同廠商生產(chǎn)的LED照明光源可以兼容，為LED的普通照明應(yīng)用進(jìn)行簡化。
標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)隨著照明行業(yè)的快速發(fā)展而改進(jìn)，這對于標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)和照明行業(yè)來說，都是不小的挑戰(zhàn)。例如，插座標(biāo)準(zhǔn)在未來可能并不需要，因?yàn)長ED的壽命很長，與室內(nèi)裝潢時(shí)間可同步，無需兼容互換性。
將照明重塑成為互聯(lián)網(wǎng)不可或缺的一部分
《半導(dǎo)體照明》：能否預(yù)測一下現(xiàn)在到未來3-5年，LED智能照明會(huì)有怎樣的發(fā)展?
Silvia L.Mioc： 在未來的3-5年，我們最可能看到的是RF進(jìn)入所有照明系統(tǒng)提供無線控制，更多的互動(dòng)界面應(yīng)用程序用于照明控制，更廣泛的顏色使用，以及更多的系統(tǒng)有LED而無插座。智能照明系統(tǒng)的完全成熟還有很長的路要走，可能需要幾十年才能完成。社會(huì)需要更長時(shí)間才能明白照明是什么，它到底能給我們帶來什么。成本也是一個(gè)重要因素。
一些支撐智能照明的最新技術(shù)包括多頻道的LED光源，可以監(jiān)測波長和方位的傳感器，大幅提升的封裝速度，控制技術(shù)的升級以及可視光通訊的應(yīng)用。插座飽和會(huì)使公司向智能照明方向轉(zhuǎn)移，而新的服務(wù)模式對于行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。
《半導(dǎo)體照明》：RPI智能照明工程研究中心關(guān)于LED智能照明目前在進(jìn)行哪些研究，有何成果?
Silvia L.Mioc：智能照明工程研究中心ERC的研究領(lǐng)域包括光源、傳感器、控制算法，以及這些的整合實(shí)驗(yàn)。簡而言之，中心目前正在做的包括：開發(fā)照明的全光譜和方向性控制以提升效率，改善人性化功能;開發(fā)新興的低成本的傳感器，使其可以像人一樣甚至比人更好的感光而不會(huì)侵犯隱私;開發(fā)兩用可視光通訊：智能系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)傳輸;開發(fā)照明集成電路：在所有波長上制作高效的LED，提供整合控制，提升速度，增強(qiáng)可靠性，降低成本。
《半導(dǎo)體照明》：LED智能照明很受關(guān)注，許多中國的LED企業(yè)也轉(zhuǎn)向該領(lǐng)域，對此，您有何建議?
Silvia L.Mioc：最好的建議是看如何將照明重塑成為互聯(lián)網(wǎng)不可或缺的一部分，將保健、能源、服務(wù)、視頻、通信等整合起來。改變未來，最好的辦法是發(fā)明創(chuàng)造它。從晶體管到智能手機(jī)花了多長的時(shí)間?預(yù)測智能照明進(jìn)化的未來，我們可以參考晶體管革命的時(shí)間軸，將其縮短幾倍，因考慮到技術(shù)的飛速發(fā)展，由此，我們或許能在20-25年左右時(shí)間里看見智能照明的愿景。(本文選自《半導(dǎo)體照明》雜志第39期)
