【中國半導體照明網特邀專欄文章】近年來物聯網成為熱門話題，這都要歸功于低成本的傳感器、微處理器、無線通訊服務的迅猛發展。一旦這些物聯網平臺在任意環境中得以應用，關于能源使用、環境條件以及人類活動的海量數據就會被產生出來。這些數據極具價值，并且能被用于提供新的應用功能。這些功能可以很簡單，也可以很復雜；簡單到一個發給智能家居產品的指令“吉米房里還亮著燈嗎？”，復雜到一個發給樓宇管理系統的指令，用來控制整棟建筑物的照明、空調暖通、安保系統和空間使用（這種空間使用的指令控制通常需要實時處理空間使用情況、溫度、二氧化碳水平、濕度水平等等數據）。從統計學角度講，物聯網傳感器的數量比全球人口的3倍還多（如圖1），而且預計新投入使用的物聯網設備的數量將會迅速增長。
圖1：預計物聯網連接設備的全球增長率，縱軸單位：十億個。來源：IHS, Statistica 2018。
物聯網平臺正在成為照明行業的顛覆性力量，因為照明系統有三個屬性被方興未艾的物聯網市場的關鍵部分所垂涎：無處不在、有利地位和能耗。在物聯網中，燈具可以被視為一種動力系統，這個系統包含一個或多個“物體”（通常是傳感器），而這些物體是通過有線或無線的連接來將數據饋送到控制系統的。傳感器數據可以通過云計算進行處理，但更有可能在本地處理（在燈具內、房間內或建筑物的其他地方），以縮短傳感和系統響應之間的時間（延遲）并解決網絡安全問題。物聯網對照明公司的價值來自于使用燈具中的傳感器進行數據生成，創造了消費者和建筑經理都認為不可或缺的智能服務。這對照明公司越來越具有吸引力，因為固態照明（SSL）本身就是一種顛覆性技術，它日益商品化，而照明公司的投資者和股東也在尋求新的非照明途徑來實現收益增長。
這些不斷發展的新市場機遇就意味著物聯網支持的照明正逐漸進入商品照明市場，幾乎所有主要的照明燈具制造商以及許多小型創業公司都能提供這樣的產品。照明業中的物聯網產品通常被稱為“互聯”或“智能”照明系統，大多數支持物聯網的照明系統都包含簡單的被動紅外（PIR）占用傳感器和日光傳感器；但是在未來，它們可能包含更先進的集成傳感器（例如：二氧化碳傳感器、紅外成像儀、雷達傳感器）。目前，不同的互聯照明產品之間卻不能完全“可互操作”，因此來自不同供應商的產品通常不能在相同的物聯網通信協議上一起工作，即使它們使用的是“開放”的（非專有的）通信平臺。互操作性問題得到了廣泛認可，物聯網行業組織正在努力解決這個問題。
隨著物聯網逐漸滲透入照明市場（以及幾乎所有其他市場），我們就需要在分析傳感器所生成的所有數據方面取得重大進展。消化信息以提供增值服務的分析工作將越來越依賴于機器學習（ML）和人工智能（AI）來將物聯網平臺的利益最大化。盡管ML / AI系統本身就是一種顛覆性技術，但它們也才剛剛開始投入實際應用。它們正在其他市場迅速發展，如自動駕駛汽車、醫療保健分析和語音激活智能家居技術，并將應用于照明和建筑管理系統的自適應控制。
總結目前的情況，過去的詛咒“愿你活在有趣的時代”當然也適用于今天的整個照明行業，這是三個相互交織的技術平臺遭受重大顛覆而引發的陣痛：1）不斷推陳出新的固態照明技術，2 ）逐步引入基于燈具的物聯網概念，3）使用日益復雜的ML / AI嵌入式系統進行照明（和樓宇管理）控制。雖然照明市場的從業者要面對這些即將發生的變化將會遇到挑戰，但許多人已經認識到長期趨勢是明確的：
照明無法逃避將來的物聯網
基于物聯網的服務是網絡、電信和信息技術公司的業務領域，它們將傳感器數據傳輸給提供增值數據服務的最終用戶。這些公司將最終解決廣泛的互操作性問題、網絡平臺、隱私/網絡安全和數據所有權管理。非照明公司擁有雄厚的資本（見圖2），已經在物聯網和ML / AI技術上投入了大量資金，并且最有可能將一個可互聯的未來貨幣化 - 包括照明。物聯網行業內的大型聯盟正在解決廣泛的物聯網應用問題，其中卻很少有照明公司。
圖2：互聯網公司所處的財務狀況可以調控“互聯照明”以及物聯網相關服務并價值創造。
照明要如何與物聯網掛鉤？
除非照明公司能夠保持對傳感器和插槽的控制，否則這個問題的答案很有可能并不多。當然，照明系統設計將始終是重要的，不再是僅僅為了節能，而是越來越多地考慮人為因素和可能的Li-Fi技術。能源的考量仍然很重要，但僅限于控制層面，最終轉向自動照明控制系統。該系統將依賴復雜的占用傳感器、物聯網連接和ML / AI數據分析，利用光響應的概念來節能，并利用占用傳感、追蹤傳感和日光傳感的方法來提供可調色光的照明設計以改善人們的健康狀況。
照明和物聯網有光明的一面嗎？
照明行業仍有很大的創新空間和上升空間。這可以來自擁抱物聯網的未來，包括新的照明外形因素的持續發展和能夠進行有效動態顏色混合和光圖案整形的新光學器件（例如，Lensvector及其它）。通過與物聯網、IT和照明設計軟件工具開發商密切合作，照明社區（設計師和制造商）可以幫助塑造互聯照明行業的未來。
也許照明公司從物聯網未來中受益的最佳機會之一就是擁有傳感器并探索如何使燈具的發光成為燈具感官能力的一個組成部分。建立結合到燈具中的日光傳感器，存在使用數字化照明的反射光感測來執行高精度的占用跟蹤、甚至生成姿勢檢測（例如：站立、坐下、蹲下）數據的新方法。通過改進的照明軟件設計工具，考慮到空間表面的光譜反射、補償眩光和人眼健康和福祉的光劑量，可以比其他非基于光的技術更準確地計算出更好照明光譜功率分布。當照明系統能夠經濟有效地感知其所處環境時（理想情況下使用保護隱私的低成本色光和飛行時間測量），照明就會成為任何物聯網解決方案中不可或缺的一部分。
除了無處不在、有利地位和能耗之外，照明行業還可以為照明控制系統以及建筑管理、醫療保健運營、通信、甚至園藝中的其他物聯網系統生成寶貴的基于照明的數據和信息。通過使感知照明成為物聯網系統運行的一項需求，物聯網解決方案將需要采用照明系統設計和連接，以實現最大的社會效益。但是，如果照明行業將插槽（以及接線柱）和傳感器（以及數據）的開發和所有權出讓給照明行業以外的其他企業，那么就會錯過重大的市場機會。照明將會漸漸地成為非智能的商品插件，而為別人將來的物聯網業務做嫁衣裳。
專欄評論：
文中提到的一個重要的方向是照明將與人工智能、機器學習緊密地結合，成為樓宇物聯網系統中至關重要的一環。事實上，物聯網照明已經有了向著整個社區環境乃至智能城市發展的端倪，飛利浦照明已經開始了對這個領域的研發工作，其它的照明公司（比如Gooee）也在進行這方面的努力。包括我在內的許多照明從業者都認為將來的物聯網照明也必將和人本照明相結合，使得個人照明環境可以被用戶自定義，而公共照明環境可以被智能地調節以保障大眾的健康和福祉。因此，物聯網照明和人本照明雙管齊下、逐步融合也將成為照明行業發展的必由之路。
文中還提出了一個技術方面的警告：照明產品的物理接口（插槽、接線柱等）技術和邏輯接口（傳感器數據傳遞、轉譯等）技術的開發和所有權必須掌握在行業之內。我們可以通過加強行業合作的方式，讓照明產品的物理和邏輯接口能夠符合其它周邊設備的發展需求，但我們不能放棄對這塊陣地的掌控權，因為物理和邏輯的接口技術將會對照明控制協議的研發產生很重要的影響，如果接口技術落后，那么照明行業內如果有先進的控制協議被研發出來，恐怕也會因為接口技術滯后而不能得到有效普及。總之，照明行業應該是一個有“主權”的領域，我們要有自我發展的最大自由度，同時又必須和外部的其它領域一起發展和交流。
筆者簡介：譚建川，建筑科學博士、照明學碩士。照明認證師 (LC)，WELL建筑標準認證師 (WELL AP)，美國照明工程師協會 (IES) 會員、委員會成員，美國領先能源與環境設計助理 (LEED GA)。畢業于美國紐約州的倫斯勒理工學院 (RPI) 的照明研究中心 (LRC)，現為照明產品經理和研發主管。致力于在物聯網 (IoT) 環境下實現人本照明 (Human-centric Lighting)，在居住空間中實現WELL建筑的理念，以及為照明企業提供技術支持和產品策略規劃。
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