兼具多协定通讯/感测能力,智慧照明提升建筑舒适度,是商业建筑实现节能、降低成本的重要部分

2020-02-13 Silicon Labs

智慧照明是智慧建筑重要架构,因其不仅能有效节能、提升营运效率,同时还扮演提升建筑物内人员体验、舒适度的关键角色。针对智慧照明的现况与未来展望,Silicon Labs (亦称“芯科科技”)物联网资深产品经理Nick Dutton日前接受媒体专访时表示,导入智慧照明将可有效降低商业建筑营运成本并提升舒适度。

 

为了增添智慧功能,照明系统开始增添更多通讯技术、传感器、软件等,以实现照明控制、空间规划分析、依据人们心理/生理情况,自动调整色温及亮度提升舒适度等。随着越来越多的建筑物加快导入智慧照明系统,市调机构Boston Consulting Group预测,在2020年,全球所有的照明设备将会有25%变得更智慧化。

 

Nick Dutton指出,因应气候变化挑战及降低能源成本,愈来愈多的产业和消费者相继采用绿色环保和永续能源的政策或方案。对于商业建筑而言,降低能源成本即意味着提升营运效益,相较于家庭消费者,商业电费要高得多,因此商业环境可从增强的照明控制中受益。举例来说,当办公室工作人员或建筑工人不在场的时候,照明系统可以自动变暗或是熄灭;或者是照明系统可以确定能源使用热点,以更加了解使用案例(或使用习性),并可以实施解决方案以减少和优化照明面积。

 

简单来说,与较简单的家庭环境不同,大型商业照明系统的预防性维护可以避免代价高昂的停机时间。当灯泡(LED或白炽灯)在家庭环境中出现故障时,屋主只需自己更换灯泡即可。但是,在商业环境中,更换情况可能更加复杂。生产线可能不得不停止;可能需要暂时迁移货架、库存、书桌和员工等;又或者可能需要特殊设备(例如车载升降机)才能进行照明装置的修护。导入智慧照明,同时结合数据模型与监控功能,可以在出现问题之前主动解决在商业环境中维修LED系统的问题。

 

也因此,智慧照明系统(或是LED灯泡)开始添加了更多的无线通讯和传感器,为照明产业带来了两项全新功能,也就是透过监控方式进行预防性维护;以及掌握能源热点使用情况以降低营运成本。例如,会议室可能被员工使用了一整天,而透过传感器进行照明自动控制也意味着能源不会因为空房没有使用而浪费。

 

由此可见,智慧照明已成商业建筑实现节能、降低成本的重要骨干,而要在商业环境中构建和实施智慧照明,须先牢记五大注意事项,包括:

1. 使用正确的操作系统、安全凭证,连接代理(Connectivity Agent)和启动程序以创建设备。

2. 透过所选择的通讯协定将设备连接到云端。

3. 进行设备管理,象是远端更新、所有权转移、监控运行状况等。

4. 在分析撷取、转换、整理数据(并与非IoT数据整合),以进行分析,或得有价值、可操作的信息。

5. 确保端到端的安全,设备和数据之间应该要有足够的安全性(包含硬件和软件)。

 

简而言之,从上述五点可看出,要建构和实施智慧照明解决方案并非十分容易,在设计的过程中还须克服联网设备复杂性、确认哪些联网标准适合(如BLE Mesh、Thread、Wi-Fi等)实施,同时还要确保数据安全性。

 

安全性是智慧照明未来设计挑战

智慧照明重要性日与俱增,不过随着照明系统搭载的无线通讯、感测元件日增,且连接的设备愈来愈广,消费者或业主的安全疑虑也随之增加,如何确保资料安全性,成为智慧照明未来发展重要关键。

 

Dutton补充,无论是因应家庭市场还是商业市场,照明开发商都必须考虑设备和网络的安全性,并确保智慧LED灯泡能和任何其他已连接的IoT产品一样,避免受到黑客的恶意攻击。根据最近的媒体报导指出,黑客可透过LED灯泡入侵智慧家庭网络,使消费者和照明开发商都意识到从灯泡本身扩展到云端安全的迫切需求。同样的问题也适用于商业应用。因此,照明原始设备制造商应寻求经由优化的无线SoC和模块,以提供内建硬件的安全功能而毋须增加成本,进而使开发人员能够在智能型LED产品中实现坚固的安全性能。

 

智慧照明发展前景佳

综上所述,为了提供更好的舒适度和更有效的节能,智慧照明在智慧建筑中(特别是商业建筑)的地位更显重要,且功能、应用愈来愈多变。

 

Dutton表示,市场目前已发展到,舍弃旧传统技术而走向整合嵌入式传感器和智慧、无线物联网通讯和云端连接的新式节能智慧科技,将可省下可观的成本。例如,与使用旧白炽灯相比,企业使用新的LED技术通常只需花费先前营运成本的十分之一。由于LED照明基础设施的成本与旧白炽灯技术相当,随着时间的推移,可显著节省成本,因此转向智慧照明极具吸引力。

 

简单来说,过去在商业应用中采用智慧照明的最大障碍是照明基础设施的成本。将现有的照明基础设施从传统的白炽灯改为智能型LED系统,其安装成本会高于当时的年度作业成本。

 

不过,由于目前重点已从评估基础设施转移到灯泡的智慧和连接性,因此成本支出已大幅减少。此外,更换和施作LED照明的整体成本可以逐年摊提,降低难以为继的危机;同时,随着相关标准不断适应市场需求,智慧建筑的生态链和实用性也变得更加容易入门,逐渐降低终端业者对专业技术知识的需求门槛,智慧照明的需求度因而愈来愈高。

 

总结来说,节省成本是商业建筑(包含工业领域)不变的法则,而智慧照明的优点,包含了预防性维护、最少的停机时间/中断时间、更低的安装成本和更低的营运成本。基于这些原因,目前商业智慧照明的成长潜力要大于家庭环境,且普及率逐渐增加。


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