智慧型照明

智慧型照明

智慧型照明是指利用計算機、無線通訊數據傳輸、擴頻電力載波通訊技術、計算機智慧型化信息處理及節能型電器控制等技術組成的分散式無線遙測、遙控、遙訊控制系統,來實現對照明設備的智慧型化控制。具有燈光亮度的強弱調節、燈光軟啟動、定時控制、場景設定等功能;並達到安全、節能、舒適、高效的特點。

基本信息

定義

智慧型照明是指利用計算機、無線通訊數據傳輸、擴頻電力載波通訊技術、計算機智慧型化信息處理及節能型電器控制等技術組成的分散式無線遙測、遙控、遙訊控制系統,來實現對照明設備的智慧型化控制。具有燈光亮度的強弱調節、燈光軟啟動、定時控制、場景設定等功能;並達到安全、節能、舒適、高效的特點。

結構

1.電力載波技術

2.匯流排技術

3.無線通信技術

分類

城市

城市智慧型照明系統作為智慧城市的核心子系統,運用無線Zigbee、WiFi、GPRS等多種物聯網和IT技術,實現了遠程單燈開關、調光、檢測等管控功能,開闢了城市照明“管理節能”的新篇章。

本系統整合了路燈、隧道燈、景觀燈、商業照明、學校機關照明等照明系統,用一個統一的平台來進行管理。本系統是一個開放的系統,預留了各種接入方式,可進一步打造成智慧城市“雲 ”系統。

系統特點:

1、 迴路控制和控制箱門開報警、水浸報警;

2、 迴路電流、電壓、功率因數、電量檢測等;

3、 單燈開關和調光;

4、 單燈電流、電壓、功率因素、電量和溫度檢測等;

5、 根據天氣情況和實際的光照度,實現燈具的自動開、關和調

光;

6、 靈活的亮燈組合管理、精確控制每一盞燈;

7、 現場管理功能

8、 預設管理功能

9、 每天可進行自動通、斷電操作;可保證工作日、節假日按不同的時間自動通、斷電;可對用電設備進行分區、分線路管理或單獨管理;

10、集成無線抄表功能,為能耗管理打下基礎;

11、監控燈具的開、關和亮度,從而顯著延長燈具的有效壽命,減少燈具更換次數,節約資源,減少有害氣體污染環境;

目前我國的城市道路照明管理信息化程度還較低,基於物聯網和雲計算的系統管理軟體為路燈管理部門的信息化建設提供了一套全面的解決方案。

1、路燈自動巡檢:監控中心能對安裝了路燈監控器的路燈進行自動巡檢,查報故障並自動生成報修單;

2、路燈查控:能實時對安裝了路燈監控器的路燈進行開、關、調節亮度等功能,或預設控制方案,使路燈按照預設方案進行亮燈。

3、設備管理:對燈桿、燈具、電線、控制箱、變壓器、電錶、開關、監控器等路燈設備實現計算機信息化管理,具有設備安裝、報廢、維修、更換、出入庫等功能。

4、多媒體功能:具有圖片庫管理功能、視頻管理功能,使管理更具直觀化、形象化和親和化。

5、GIS地理信息系統:具有地形、設施空間、行政區劃、街區、道路、建築物、水系、管溝、路燈線路、控制線路、敷設情況等功能。

6、輔助分析模組:具有統計、報表、分析、查詢、負荷計算、實時讀表、用電分析、電纜長度計算等功能。

7、Web信息發布模組:與網站實現無縫對接,進行遠程管理的功能。

性能特點:

控制路燈開關、亮度調節、電流、電壓採集、被盜報警等,並預留了溫度採集、燈桿傾斜檢測等功能。

路燈管理器分為模組式(內置燈具中)和外掛式(可內置燈桿中),可分別滿足路燈企業和工程企業的使用需求。

1、通過Zigbee無線自組網進行通信連線,實時線上收信息;

2、高性能嵌入式微處理器技術,先進的電能測量計量專用晶片,大容量存儲器技術;

3、自診斷和自恢復功能;

4、斷電數據保持功能;

5、遠程或就地自動調光實現路燈的亮燈、暗燈的節能控制;

6、無線路由功能,實現通信的中繼功能。

技術參數:

無線頻率:2.4G ISM免費頻段

平均功耗:0.4W/0.5W/0.7W

工作溫度:-40℃~85℃

性能特點:

智慧型照明網關是實現路燈單燈監控的重要硬體設備,它使用Zigbee無線技術和燈控器通信,與系統中心的通信可以使用GPRS /CDMA、乙太網、Wi-Fi網路或ADSL modem等一般安裝在戶外路燈控制箱內。

智慧型照明網關內置多種功能,包括:時序調度功能、報警功能、類型轉換功能、內部實時時鐘等功能。

一般情況下,一個可以管理300個左右的燈控器。

可以通過網關接入的產品有:控制箱管理器、燈控器、光感檢測器、電纜防盜器、雨雪感測器等。

1、通過Zigbee無線自組網進行通信連線,實時線上收發信息;

2、進行路燈迴路控制,具有自診斷和自恢復功能;

3、具有GPRS/CDMA、乙太網、232、485、USB、CAN等通訊接口;

4、高性能嵌入式微處理器技術,高精度的電能測量計量專用晶片,大容量存儲器技術;

5、具有時鐘和預設控制的功能;

6、具有和三相電流、電壓、功率因數、電量的測量功能;

7、具有水浸報警、控制箱門開報警功能。

技術參數:

無線頻率:2.4G ISM免費頻段

工作溫度:-40℃~85℃

家庭

智慧型照明是智慧型家居範疇的重要組成部分,自蘋果iPhone,iPad,及Android手機和平板日益普及後,智慧型照明離普通消費者的家庭越來越近,從智慧型燈泡,到智慧型燈座和智慧型控制盒產品已經曝光,其中Philips Hue燈泡的出現,第一次打開了普通家庭的智慧型照明場景變化的神奇面紗,揭開了低耗,環保,調光,配色的智慧型化家居照明新篇章。

照明危害:

光生物輻射:主要問題有視網膜藍光危害、眼鏡近紫外危害和視網膜熱危害。

藍光:藍光危害是指光源的400—500納米藍光波段如果亮度過高,眼睛長時間直視光源後可能引起視網膜的光化學損傷。藍光危害程度取決於人眼在燈光下所累積接收的藍光劑量。

頻閃:有些照明燈存在肉眼難以察覺的頻閃問題,會對人的視覺系統有刺激作用,嚴重影響視力健康,尤其是視力發育期的兒童。而人們長期在閃爍的光線下工作或生活,還會影響視覺系統的生理衛生和心理衛生,給我們的工作和生活帶來嚴重危害。可能引發腦細胞損傷,誘發偏頭疼。

眩光:眩光就是在視野中由於亮度的分布或範圍不適宜,或在空間或時間上存在著極端的亮度對比,以至引起不舒適和降低物體可見度的視覺條件,目前眩光是評價照明質量的最重要因素之一。

健康照明:

生物節律的影響:長時間生活在一個持續的光環境裡,這對人的晝夜生物節律和健康是有影響的。2007年國際癌症研究所(IARC)曾指出,夜間光照會打亂人體的生理周期,抑制褪黑素分泌,從而可能會導致癌症患病率的增加。這個結論在2009年被美國醫學聯盟(AMA)以及國際暗天空協會(IDA)進一步證實。

正因為照明對人的健康存在如此多的影響,目前健康照明已經越來越受矚目。如何從眾多的主觀生理學反應中,提煉出健康舒適性的客觀測量指標,已成為全球照明產業界最關注的問題。

復旦大學光源與照明工程系教授林燕丹指出:“照明質量的評價應從原來單一的視覺效果評價,逐步過度到視覺效果和非視覺效果的雙重評價,尤其是後者與人體健康密切相關。它對人體生理節律及生物效應的影響,也使人們重新審視和思考照明質量的定義。”

發展動向

LED燈在節能效率上居於領先地位,這也決定在節能型社會發展中在諸如公共照明等大宗業務面前優勢明顯,它具有極為闊的市場環境。但隨著社會智慧型化要求的提高,LED燈正在尋求與物聯網融合,兩者優勢互補形成有效市場環境。

目前,所使用的大功率LED路燈大部分都是簡單的直接照明,缺少必要的智慧型控制,或者有些雖然具備有智慧型控制的功能,但是卻不能自動檢測路燈的照明狀況,也不能方便地對路燈進行遠程及本地調控。並且現有的照明管理系統大都採用有線電纜控制照明燈具,對LED路燈進行調控,通信協定比較複雜,建設成本和運營成本都比較高隨著物聯網與LED技術的成熟,物聯網LED一體化集成為智慧型照明未來發展的主要方向。物聯網和LED是兩大戰略新興產業,如果珠聯璧合的話,可以帶來非常好的套用效果。

物聯網和LED照明結合是1+1大於2,比如LED具有共用低壓直流驅動,便於物聯網和LED一體化集成,這樣就可以實現按需照明,進一步降低了功耗;同時當所有燈都納入集控的時候,同步構建局部感知網路,實現智慧型化控制,使照明智慧型化、信息化就將成為可能。

在眾多項目上LED智慧型照明都可以跟信息系統、智慧城市融為一體。物聯網LED照明還有整體上的優勢,它徹底取消了控制線纜,大大降低了工程實施成本。

發展

數據指出,智慧型照明行業自上世紀90年代進入中國市場,受市場的消費意識、市場環境、產品價格、推廣力度等各方面的影響,一直處於緩慢發展的態勢。近些年,隨著國民經濟的快速發展,特別是地產行業的高歌猛進,國內智慧型照明行業迅速發展,各類智慧型照明產品紛紛面市,中國智慧型照明市場規模從2005年的49億元成長到2009年的137億元人民幣。前瞻網預測預測,中國高端智慧型照明市場5年內容量有望達到2000億美元。

20世紀90年代開始,國外智慧型照明系統廠商就已經在中國投資建廠。進入21世紀,國內智慧型照明廠家和商家也如雨後春筍般迅速發展,湧現出了如瑞郎、百分百照明、清華同方、索博等大小不一的幾十家企業,國內智慧型照明行業進入一個嶄新的發展階段。但由於國外品牌智慧型照明系統起步早,跨國企業研發實力較強,其產品在創意、質量等方面均走在智慧型照明行業前端,國內智慧型照明市場目前是國外品牌的天下。國外品牌占據了國內90%以上的大型公用建築(如體育場館、寫字樓、酒店等)和70%以上家居智慧型照明系統的市場份額,國內現有的業內企業目前還無法與之爭鋒。

與傳統照明相比,智慧型照明可達到安全、節能、舒適、高效的目的,因此智慧型照明在家居領域、辦公領域、商務領域及公共設施領域均有較好發展前景。目前,中國智慧型照明市場並未成熟,智慧型照明的套用領域還主要集中在商務領域和公共設施領域,酒店、會展場館、市政工程、道路交通領域內對智慧型照明的採納使用較多;此外,辦公建築和高端別墅項目也有採用智慧型照明。隨著國內智慧型照明研發生產技術的發展和產品推廣力度的加大,家居領域的智慧型照明套用有望得以普及。

智慧型照明功能豐富,附加價值巨大。智慧型照明的本質是電子化和網路化,不僅可以實現照明系統的智慧型控制,實現自動調節和情景照明的基本功能,同時也是網際網路的一個入口,從而衍生更多高附加值的服務,例如健康管理、地圖定位、商品導購與廣告等等。照明行業生態將發生重大改變。智慧型照明屬於智慧型家居的範疇,其發展需要全產業鏈的配合,未來將導致行業生態發生較大改變。我們認為在專業化生產基礎上的產業整合將是未來智慧型照明的發展方向。專業化生產是燈具製造企業和控制器廠商的生存基礎,系統整合商和平台運營商在行業中的話語權更大。同時照明廠商與網際網路企業加大合作是大機率事件。

智慧型照明打開行業長期成長空間。LED智慧型照明將提升產品的ASP和附加值,其發展空間遠大於傳統照明產品,快速替換期過後的長期成長動能來源得以解決。在不考慮高附加值產品的基礎上,僅2014-2015兩年智慧型照明行業將額外提供至少超過600億元人民幣的市場空間。如果按照30%的年複合增長計算,五年內累計數額超過2000億元。

現階段我國LED球泡已經實現標準化,且價格也在2-3元左右,相對比較便宜。但是LED球泡的毛利率保持在10%以上。企業若要實現大規模盈利需要提高銷量。LED球泡的生命周期較短,按照每個家庭平均點燈4小時來計算,每個球泡的生命周期在10-15年之間。LED生產企業在經歷這次替換周期後,很難等到下次替換和更新周期,因此在在價格上有所下降,以便能夠快速的搶占市場,建立自己的品牌影響力,再通過後期的影響力對前期的進行彌補,有點“網際網路思維”的意味。

在前期通過低價格搶占用戶,建立起品牌影響力後,待整個LED行業受到節能的推動後,控制系統將是關鍵因素。在前期率先建立品牌影響力的企業將會有明顯的優勢。因此LED企業目前非常有緊迫感,銷售出的LED球泡意味著十年內的市場有所減少。但是未來的LED產品將是一體式的燈具,都不會新建分體式的燈具。燈盤、平板燈、筒燈和射燈的發展趨勢都將是一體化,只有老式建築的照明才是用LED球泡替換即可。LED球泡燈將是一個生命周期非常短的過渡型產品。各大生產商通過價格占領用戶,塑造品牌影響力就並不那么難理解了。

此外,LED的電商渠道銷量在2013年增長了近10倍,一片繁榮景象。但是需要看到的是以前照明燈具主要是白熾燈,白熾燈價格較低,甚者不及物流成本,因此以前照明燈具的電商渠道銷量較低。2013年,LED球泡開始大規模替換傳統白熾燈,網路渠道銷量迅速增長,幅度高達10倍,這主要是由於以前的基數較低所致。儘管LED照明電商渠道發展迅速,但是家庭裝修需要複雜的設計,在網上依據圖片來選擇燈具不是很符合實際,此外安裝服務及控制問題都將是限制LED照明電商渠道發展的瓶頸。電商渠道若要迅速發展,還需要將設計和安裝服務融合進去。

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