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        智能融入LED照明的数字照明时代来临

        浏览次数: 日期:2014年8月1日 22:51

         

        智能融入LED照明的数字照明时代来临
         
        评论 邮件 纠错 2014-08-01 15:34:27 来源:元器件交易网 
         
          试想这样一幕场景:走进一间房间,房间内的传感器能根据房间内的人数和日照,自动安排合理的照明与温控;每个房间的使用情况都可直接通过手机查阅,寻找会议室变得不再困难;楼宇内的人甚至可以通过手机操纵附近的灯光与空调,而大楼管理者则能实时控制每个角落的灯光。
         
          这样的场景并非虚幻,依靠智能楼宇技术,大楼可以变得“聪明”起来,并节约大量能源—对建筑面积数万平方米、可容纳上千人办公的楼宇来说,能耗上的节约极端重要—一方面,更低的能耗对环境带来的好处不言而喻,企业亦乐于将之作为传播正面形象的例子;另一方面,即使计算经济账,一栋大楼每年消耗在照明上的电力价值可达百万美元级别。楼宇层面的系统性节能,显然不同于普通家庭的“随手关灯”—例如,通过一系列智能节能措施,面积66000平方米的微软上海总部每年能节约66万美元的水、电费用。
         
          阻碍智能楼宇发展的一大瓶颈是高企的成本—可以任意控制单盏灯光意味着更复杂的控制系统,而在每间房间内布局带有网络传输功能的传感器,更会令建筑成本极度上升。
         
          位于荷兰首都阿姆斯特丹的德勤荷兰新办公楼“锋崖”(Edge)就是一栋如上文所述的“聪明”建筑。这座在2014年初刚刚竣工的大楼获得了英国BREEAM绿色建筑标准“杰出设计”认证。与其他智能建筑相比,德勤大楼在建设成本上有明显降低,原因在于,德勤大楼的“智慧”来自一种聪明的灯泡—除了照明之外,灯具内部还安装了多种传感器,能够感知房间的温度、日照,甚至能感知房间里的人数与活动情况。这令大楼管理者能够根据每个房间的情况调整温度、灯光,以节约能源。
         
          生产这种灯具的飞利浦是照明领域最有创意的玩家。此前,他们研发了适合家庭使用的“HUE”照明系统,家庭用户可以通过手机程序、无线网络向家中的灯泡发出指令,调节亮度与颜色。而在德勤大楼,每一盏灯光同样能联入数据网络。飞利浦照明业务全球CEO洪岸礼(Eric Rondolat)相信,仅仅将互联网用于照明已经是过去式,“通过把智能融入LED照明,我们可以打造一个与空间、场合以及人互联的数字照明点。”
         
          闪亮的网线
         
          德勤大楼的秘密在于,其使用的照明灯光并非连接在供电线路上,而是通过网线连接。日常随处可见的网线本身亦能携带电力,这种被称为“有源以太网(Power over Ethernet,简称POE)”的供电方式可以为IP电话机、网络摄影机等设备提供电力。
         
          但以太网能够提供的功率相当有限。在很长一段时间内,POE的供电功率无法超过30瓦。对传统照明而言,30瓦显然并不足够。但LED照明的兴起让这一切成为可能。尽管在成本上相较传统照明技术更高,但LED正在迅速成为照明市场的新宠。
         
          与现有照明技术相比,使用LED照明,能令能耗降低70%以上,这也意味着低功率的POE也能够为LED灯具供电。“我们并非通过以太网发电,而是利用IP电话传输声音的标准技术。通过创新的利用方式,现在的照明效率很高,只要通过一根简单的线就可以满足电力需求。”飞利浦专业照明解决方案CEO阿米莉娅·亨廷顿(Amelia Huntington)介绍。
         
          洪岸礼指出,今年第一季度,LED业务的营收比例已经达到整个业务的33%,预计在2015年,这个数字将会达到50%。飞利浦照明部门将5%的营收金额用于研发投入,其中绝大部分经费都已投入在智能照明上。
         
          能够用网线直接连接灯具,无疑能减少大量的成本—布设照明供电线路的费用可以省去,照明线路与楼宇的IT系统直接融为一体。在德勤大楼,通过这种方法,布线费用节省了50%。
         
          对于一栋40000平方米、可容纳1800人同时办公的大楼来说,这意味着安装工程更加方便,而直接安装在网线上,则让灯具立刻拥有了一个独立的IP地址—每盏灯都相当于一台电脑,并直接联入网络。“这样一来,灯具就变成了一个"万物互联"设备,联入大楼的数据控制系统。每盏灯都能被独立识别、确定位置,并且实时监控和操纵。”飞利浦照明大中华区高级市场总监余永涛表示。
         
          这一创意亦面临安全性方面的问题。一个容易产生的疑问是,当照明直接连接进大楼的IT系统时,是否有被黑客攻击的危险?
         
          余永涛指出,“照明系统与其他IT系统是通过虚拟局域网隔离开的。即使有人能够进入IT系统,也无法直接取得照明系统的控制权。同时,以太网供电灯具是在公司防火墙内部运行的,照明系统不会接入因特网。”
         
          洪岸礼甚至认为,以太网供电照明系统比传统系统更加安全。一方面,采用标准电缆,在维护、运营的可靠性上比传统方案更高;另一方面,与传统的中央照明控制系统相比,以太网供电照明采用的是半分布式架构,“路由器和灯具不需要将所有信息全部汇集到同一个地方,这样的架构会更加安全。”
         
         
          在照明系统联入网络的同时,阿梅利亚·亨廷顿与她手下的研发人员们亦意识到,为什么不把智能楼宇所需的各类传感器整合到灯具上呢?
         
          “大楼内部每个角落都有灯光,有灯的地方就可以有传感器。同时,由于灯具直接连到网络上,传感器提供的数据也能通过网络实时传回控制中心。”余永涛说,这一做法同样节省了布线及运营成本,覆盖全楼宇的传感系统因而可以依靠较低的成本来实现。数据显示,采暖、通风、空调和照明系统消耗了商业建筑70%的能源,而采用建筑设备控制系统可以把能源效率提升约30%。
         
          德勤荷兰公司的首席信息官埃里克·乌伯斯(Erik Ubels)说:“通过给照明装置安装多个传感器,我们能控制建筑内部的制冷、采暖和空气流动。除此之外,我们可以很好地了解建筑的使用情况。”
         
          由于德勤本身的特性,其员工并非全部都遵循朝九晚五的上班时间,大楼还需要承担大量的客户面访、会议等工作。这令管理大楼内部每间房间的使用情况变得相当困难。哪间会议室被占用过?哪个办公室需要清扫?哪几间办公室今天没人来上班?
         
          这些细节会影响到空调的开关、灯光的亮度,甚至是清扫的频次。“一般的做法是,清洁工来了以后,就会按照常规的保洁流程在每个房间里都花上五到十分钟的时间,或者按照合同的规定进行保洁。但如果一个房间一整天都在使用,还有人在里面吃午餐,而另一间房间只有两个人使用了2小时,那么房间的保洁就应该区别对待。”乌伯斯说。
         
          不要低估这些看上去并不起眼的成本。事实上,统计显示,对办公楼宇而言,保洁、餐食、废弃物处理等方面的成本是能源成本的4至6倍—能够统计出大楼内有多少人、分布情况如何,就能更好地安排相应的工作以节省资源。
         
          大数据未来
         
          如洪岸礼所言,“专业照明会有很多数据的生成,如何把数据放到云端,利用云端的大数据的通信能力对它进行分析,并应用在照明控制领域,是值得关注的问题。”
         
          飞利浦中国区与阿里巴巴在今年5月底签订的战略合作谅解备忘录是一个明显的信号—飞利浦希望通过阿里巴巴在大数据领域提供支持。飞利浦照明事业部大中华区总裁梁汉峰说:“通过和阿里巴巴的合作,我们希望能够对大数据进行分析,并在分析的基础上来利用或者挖掘更多的数据,通过大数据分析之后的见解转换成价值。”这一谅解备忘录目前尚未有实质性的进展,但梁汉峰透露,合作的第一步将从消费者数据分析开始,并逐渐转向专业照明领域。
         
          在德国杜塞尔多夫的一家超市中,飞利浦开发的零售照明系统除了为超市的每个部分提供适当可控的照明外,还成为室内导航的一种可行性方案。亨廷顿介绍,消费者在手机上安装APP后,在超市内将智能手机的摄像头对准灯光,该处的灯光就可以向智能手机发送一个代码,以帮助手机进行精确的定位。“通过APP,消费者可以知道自己所在的位置,还能收到自己附近商品的信息。你甚至可以输入购物清单,由APP为你规划最佳的路线。”余永涛说。
         
          这一室内定位的方案也同样被用于德勤大楼。通过相同的机制,员工可以让大楼控制系统锁定自己的精确位置,而使用者通过APP即可调节身周灯光、空调的强度。
         
          而飞利浦的野心还不止于此。今年3月底,飞利浦同电力与自动化技术供应商ABB宣布开展合作。这一合作意味着,飞利浦的互联照明系统将与ABB的自动化软件无缝对接,包括对照明、窗帘、门禁、采暖、通风和空调系统的控制。例如,酒店如果需要把几个分开的房间整合为一间大会议室,只需点击一下就可以改变照明场景。而对于购物中心,如果需要把一个单元分割为几个小单元,中心管理者也可以很方便地对入口、采暖、通风、空调及照明系统进行重新设置。
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