当前LED产业的发展速度，比以往任何时候都更为迅猛。我们正从传统的独立LED灯泡照明转变到完全连接的数字LED系统，而这也改变了行业的发展。多年来，LED制造商专注于降低成本，而不是专注于提高产品质量，但随着连网照明、智能照明和以人为本的照明的出现，重点已经重新转移到质量上。三星电子LED业务团队首席工程师Kyeongik Min博士探讨了LED行业如何通过更深入地了解当前市场趋势，加快从独立照明向全面联网照明转型。

许多像飞利浦和欧司朗这样的公司在过去几年中花费了大量时间引进了联网照明解决方案，这些解决方案都被证明是LED照明发展的重点。与此同时，由于照明行业在“智能”领域内的持续快速增长，其中的两个因素更值得被重视。首先，行业必须朝向一个能够涵盖大多数照明控制协议的标准化、可互同操作的开放平台迈进。其次，制造商不能忽视从传统照明转向数字照明的成本，并且尽可能地继续提高效率。

这些因素之所以如此重要，是因为智能手机将成为主流控制器。我们一直在使用开关、传感器和墙壁控制器对传统照明进行控制，这些控制器已经在早期阶段针对传统照明或低级数字照明进行了优化。然而，人们越来越想要监控远程设备的状态，并随时随地使用智能手机进行控制。

智能手机控制的重要性

智能手机和其他移动设备的重要性无疑将随着时间的推移而愈发重要。这些技术已经成为我们日常生活中的控制中心，使我们能够通过社交媒体随时随地了解社会生活。而照明已成为我们能够通过手中的移动设备进行控制的一部分。

智能手机如何连接到照明

有三种不同层次的连接(C1、C2和C3)，它们定义了智能手机如何连接照明。以下每个层面的解释主要基于蓝牙低功耗(BLE)技术，因为它具有巨大的潜力并且在整个行业都得到广泛的认可。

但是，在讨论这三层连接之前，我们必须重点考虑到传统照明(C0)通常是采用三端双向可控硅或0-10V调光器，它给每个灯具中的LED模块驱动器提供控制信号。

在第一层(C1)中，可以在现有的驱动程序中添加一个专用控制器，该控制器带有BLE设备的传感器或C0顶部的开关，从而允许智能手机直接控制照明，而无需云服务器。在这种C1模式下，能够允许多个智能手机进行控制，从而让用户能够彼此共享照明控制。

第二层(C2)将云添加到组合中，这意味着用户可以记录下他们的照明数据，例如哪些灯在什么时候亮起，有多少个灯亮着，他们的能耗是多少。生成的数据可以通过订阅轻松获得。

对于第三层和最后层(C3)，可以添加Wi-Fi / BLE桥，从而让人们能够通过BLE mesh范围内的云来控制他们的照明。这种设置让人们能够在任何时候、任何地点、远程地确定他们的照明状态或配置设置，或者在智能空间中设置最理想的配置。

图1：使用智能手机的三级照明控制

如何使智能手机成为智能照明的中枢

有几个原因让每一层智能手机三层连接在照明控制里都变得更加重要。第一个原因是协议的发展，即如前所述的蓝牙，现在可以通过蓝牙低功耗(BLE)来适应智能技术。BLE与ZigBee完全不同，ZigBee不支持使用智能手机进行直接控制，但它是当今许多物联网活动的中心，特别是在终端节点上。然而，BLE可以支持网状技术以及对物联网应用的直接控制，这对于高密度终端应用(如智能家居)来说非常重要。

因此，像DALI、ZigBee和蓝牙等技术，它们作为联网照明网络、传感器网络和无线电话网络的核心连接方法，都已经开始标准化。所以大多数即将推出的解决方案都将基于标准化的硬件和固件进行，以便数字照明行业的所有参与者都可以参与开发可行的端对端解决方案。2017年下半年，大多数新型智能照明产品将基于DALI 2.0、ZigBee 3.0和蓝牙5.0协议推出。

智能手机能够成为照明控制中心的第二个原因是因为移动网络的改进和流行，这些移动网络已经从2G进步到3G、4G和LTE，当然还有不断改进的Wi-Fi网络。这些改进确保智能手机可以轻松连接到云端，以便用户可以在任何地点实时控制照明。

在使用信息服务的安全性和灵活性方面，智能手机控制将针对个性化的按需服务(例如医疗保健服务)进行更广泛的开发，通过密码或生物识别技术可以确保信息安全，同时支付过程将变得更容易和高保障。

智能照明的演进

要洞悉智能照明行业发展的下一步，需要了解一些历史背景。

三层连通协议适用于第二代数字照明中，这一技术将在未来的12个月内实现。第一代连通协议开始于十年前，主要的照明制造商和控制系统公司开发了一些专有的解决方案，通过有线或无线连接的集中控制来达到更加节能。这些第一代解决方案的主要目的是建立一个专注于“联网”照明的照明网络。而作为数字照明的第一代，这些解决方案本身就是不可扩展的，且不能与先进的传感器网络、下一代电话网络、PAN(个人局域网)和BAN(人体局域网)等不断发展的网络技术进行交互操作。

第二代解决方案的目的自然是使通信协议标准化，减少目前主流智能设备——智能手机调试和配对的痛苦。此外，传感器和执行器网络(SAN)的融合也为增强网络创造了另一个有价值的方法。如前所述，ZigBee和蓝牙智能技术是推动新一代数字照明的关键解决方案。

然而，数字照明的最终目标是开发物联网的中枢，为PAN / BANs提供额外的网络功能——第三代智能照明。如前所述，这种趋势还将导致智能照明网络基础设施的转变，以便接受像医疗保健这样的个性化服务。第三代数字照明将需要为每个节点和端到端的安全架构提供一个IP地址，以便通过硬件、固件和软件保护个人数据。以人为本的照明，其本质来源于光的物理和生物学特性，并能够通过与CCT可调谐和颜色可调的LED技术相结合，实现进一步的增强。

图2：数字照明转型

开放平台是成功的关键

让一切都成为现实的答案，并不是由LED制造商构建完整的专有连接照明解决方案，因为其中的研发成本以及消费者的购买成本都过高。换句话说，当前联网照明能够带来的好处与它的成本成正比。因此，为了降低成本，LED行业必须着眼于一个简单、开放的平台标准，在这个标准上制造商可以建立自己的智能照明解决方案。照明设备制造商可以根据开放标准平台自由设计LED照明系统，然后酌情提升新安装的系统，这些将能够更为节约成本以及增加无缝集成的机会。此外，以人为本的照明应该建立在同一平台上，允许在PAN和BAN中进行更复杂的频谱控制和添加额外的网络设备。

图3：C1控制的分步方法的无缝选项

图4：启用BLE的解决方案和BLE-ZigBee组合解决方案

图5：具有明确市场相关性的分步解决方案

图6：支持不同通信标准的面向未来产品的示例：在这种情况下，三星的SLM系列支持DALI2.0 / BLE5.0 / ZigBee3.0

在开放平台上，制造商应考虑尝试一些无缝智能照明的案例，从而减少决策者的顾虑和阻碍，并加速智能照明的广泛采用，如图3所示。在美国，LED照明厂商可以安装可调光驱动器来改善LED照明，或者继续使用传统的Triac或0-10V调光器。在现有LED照明系统的基础上，可以添加一个具有BLE的调光器或者智能调光器来替代Triac / 0-10V调光器。这将使智能手机在住宅空间中能够更加灵活地使用遥控技术。类似地，同样的技术也可以应用于开关和传感器，将大多数现有组件转换为智能组件，如果需要的话，可以保留一些原有设计。使用向后兼容的智能驱动程序，现有控制器可以匹配新的CCT可调驱动程序。此外，LED模块，驱动器和控制器可以合并成单板(或称为“S引擎”的智能引擎)，从而使成本降低到可接受的水平。

无缝连接的分步控制法将会是基于支持BLE的解决方案，或适用于BLE-ZigBee相组合的解决方案。通过使用BLE-ZigBee组合单片解决方案(2017年下半年可用)，厂商可以轻松采用简单、经济高效的方法。

总的来说，照明制造商选择布局数字照明的优势十分明显。为了更直观地说明这一点，智能数字照明的每个步骤的主要优势如图5所示。将蓝牙添加到现有的Triac / 0-10V架构将会增加成本，但这比将智能功能添加到现有的调光器中更便宜。同时还能节省更多能耗——将BLE添加到开关和传感器，能够在维护代码合规性的同时，分析使用更加智能的控件的条件。

此外，能够在任何家用电器上同时启用多个手机控制这一优势，使得最开始的投资购买变得更具成本效益，特别是当控制设备处于远程控制模式时尤其明显。

除了上述分步控制方案之外，新的多面解决方案将支持最新的控制标准DALI 2.0、BLE 5.0(mesh)和ZigBee 3.0。此外，2ch 0-10V调光可用于白色可调谐应用，同时添加了能够改善能源管理电能计量功能。

结语

本文对以智能和以人为中心的照明解决方案的驱动力进行了仔细的评估，同时还讨论了如何突破潜在的障碍，加速它们被市场接受。将蓝牙智能方法(或蓝牙低功耗)与优化的网格和无缝端到端控制选项结合，这可能是通过智能照明让连接照明过渡到以人为中心的照明的最有效方式。为此，基于标准化DALI，ZigBee和BLE协议的无缝解决方案目前似乎是最好和最有希望的方法。

鼓励照明制造商采用这种方法是推行智能照明时代的关键。LED照明的早期数字化将通过无缝的方式，在今年率先实现。此外，2017年5月之前的DALI，ZigBee和蓝牙标准化计划将与这一重要转变保持一致，下一代的端到端解决方案有望在今年下半年加速照明从智能型到人性化的转型。