商業(yè)照明是相對(duì)于家用照明的概念,場(chǎng)所一般是公共場(chǎng)所,比如寫字樓,酒店,超市,商場(chǎng),學(xué)校,停車庫(kù),博物館等,采購(gòu)主體一般是機(jī)構(gòu)而非個(gè)人,一般以工程施工的方式進(jìn)行安裝。商業(yè)照明所要達(dá)到的目標(biāo)往往取決于應(yīng)用的場(chǎng)合,比如對(duì)照度,色溫的要求,以及對(duì)節(jié)能的要求等。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,智慧系統(tǒng)賦予了商業(yè)照明以動(dòng)態(tài)的,可變幻的,有特定程序的方式與用戶進(jìn)行交互,并能達(dá)到節(jié)能的效果,在商業(yè)照明中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。
智慧商業(yè)照明的發(fā)展相對(duì)家用領(lǐng)域落地更早,發(fā)展更快。具有關(guān)機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)和預(yù)計(jì),2017年全球智慧照明市場(chǎng)規(guī)模46億美金,其中智慧商業(yè)照明占比60%左右,未來(lái)幾年會(huì)穩(wěn)步增長(zhǎng),到2020年全球智慧照明市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到134億美金,相對(duì)于智慧戶外、家用和公共照明,智慧商業(yè)照明份額依然最高,占一半以上。
智慧系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景
在商業(yè)照明里,一些場(chǎng)合存在著智控的需求,這也是智慧系統(tǒng)能落地的前提。目前的智慧系統(tǒng),在商業(yè)照明的應(yīng)用主要是節(jié)能,場(chǎng)景控制以及集中監(jiān)控等。
在節(jié)能場(chǎng)合,一般用到的控制方式是時(shí)間表控制,人感傳感器控制以及照度控制。比如倉(cāng)庫(kù)照明,一個(gè)有上萬(wàn)平方米的倉(cāng)庫(kù),貨架依次排列,傳統(tǒng)方式是燈一直亮著,送取貨的人員或者叉車從過道進(jìn)出,但其實(shí)并不是一天里每時(shí)每刻每個(gè)過道都有人,很多過道大部分時(shí)間都沒有人,因此沒有必要保持所有的燈常亮。這樣的結(jié)果就是電費(fèi)很昂貴,一個(gè)倉(cāng)庫(kù)運(yùn)營(yíng)的公司,全國(guó)的倉(cāng)庫(kù)加在一起,一年下來(lái)的電費(fèi)是一筆非常巨大的開銷。同樣的場(chǎng)合有地下停車場(chǎng),寫字樓等,這些場(chǎng)合的一個(gè)共同特點(diǎn)是人不是一直在的,沒必要燈一直開在那里。
智慧系統(tǒng)就提供了一個(gè)方案,感知人的存在,從而在需要的時(shí)間打開燈,比如倉(cāng)庫(kù)場(chǎng)合感知人或叉車的存在,打開相應(yīng)過道上的燈,其他沒有人活動(dòng)的區(qū)域燈光關(guān)閉;又如地下車庫(kù)感知人和車輛,打開相應(yīng)區(qū)域的照明等。在辦公樓領(lǐng)域除了探測(cè)人的存在,還可以加上時(shí)間表控制來(lái)節(jié)能,比如圖1的村田東京辦公樓無(wú)線系統(tǒng)的節(jié)能應(yīng)用案例,就綜合使用了人體探測(cè),時(shí)間表控制來(lái)達(dá)到節(jié)能,跟之前沒有安裝控制系統(tǒng)比較,能源消耗降低了63%。 這樣的智慧系統(tǒng)不但為企業(yè)提高了經(jīng)濟(jì)效益,也符合全球控制溫室氣體以及保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。
圖1 村田東京辦公樓節(jié)能控制案例,能源消耗降低63%在場(chǎng)景控制的場(chǎng)合,比如宴會(huì)廳就是一個(gè)很典型的應(yīng)用。大型酒店的宴會(huì)廳又稱作多功能廳,會(huì)舉辦各種各樣的活動(dòng),比如行業(yè)論壇會(huì)議,產(chǎn)品發(fā)布,企業(yè)培訓(xùn),生日宴會(huì),婚禮宴會(huì)等,每個(gè)活動(dòng)對(duì)燈光的效果要求都不一樣,在同一活動(dòng)中,不同的階段也對(duì)燈光有著不同的要求。比如產(chǎn)品發(fā)布,在嘉賓入場(chǎng)階段,產(chǎn)品宣講階段,中場(chǎng)休息階段等燈光就有不一樣的要求。會(huì)議室也有類似的場(chǎng)景,比如設(shè)置開會(huì)討論模式,PPT演示模式,中場(chǎng)休息模式,離開模式等。
場(chǎng)景控制帶來(lái)了燈光能動(dòng)態(tài)適應(yīng)當(dāng)前的主題活動(dòng),取得很好的活動(dòng)效果。在集中監(jiān)控的場(chǎng)合,主要是一些大型的公共場(chǎng)所,比如寫字樓,大型商場(chǎng)的公共區(qū)域等等,在主控平臺(tái)上對(duì)燈光控制,節(jié)省人力和時(shí)間;同時(shí)對(duì)燈光工作的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè),比如看有沒有哪個(gè)燈工作不正常,系統(tǒng)及時(shí)主動(dòng)上報(bào)。相關(guān)管理工作人員可以收到信息,有問題馬上派人維修。燈光的集中管理帶來(lái)了省時(shí),省力和高效。
智慧系統(tǒng)的技術(shù)和方案
目前的智慧系統(tǒng)是怎么實(shí)現(xiàn)以上功能的呢,主要是通過連接技術(shù),感知技術(shù),以及前后臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)的。另外大數(shù)據(jù),云計(jì)算,以及人工智能等,正在越來(lái)越多地與智慧照明結(jié)合,目前在家用照明方面趨勢(shì)比較明顯,相信在以項(xiàng)目應(yīng)用為基礎(chǔ)的商用照明方面,未來(lái)也會(huì)找到更多契合點(diǎn)。
既然是智慧系統(tǒng),連接是第一步,也是最基礎(chǔ)的一步,把所有的燈具連接起來(lái)能進(jìn)行通信,才能在此基礎(chǔ)上施以智慧手段進(jìn)行調(diào)光,調(diào)色,監(jiān)測(cè)能耗以及查看燈具狀態(tài)等。連接技術(shù)主要存在有線和無(wú)線,目前市場(chǎng)應(yīng)用中大部分是有線連接。有線技術(shù)包括各類總線標(biāo)準(zhǔn),比如RS485,DALI,BACNet,KNX等;無(wú)線連接主要包括ZigBee,BLE mesh, EnOcean, 私有射頻協(xié)議等。有線通信相對(duì)無(wú)線優(yōu)勢(shì)是穩(wěn)定,信號(hào)不易受到干擾;但安裝麻煩,特別是在后裝改造市場(chǎng),需要施工布線,如果場(chǎng)所空間比較大,那么施工量也是一筆巨大開銷。無(wú)線的優(yōu)勢(shì)是安裝方便,在后裝改造市場(chǎng)有著巨大優(yōu)勢(shì),在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家就比較明顯,在做施工時(shí)會(huì)考慮人工成本的問題,人工費(fèi)用所占的項(xiàng)目總成本比較高,包括后期維護(hù)更換等,所以在這個(gè)層面來(lái)說,無(wú)線是一個(gè)價(jià)值比較大的地方。如圖2,目前的無(wú)線技術(shù)有很多,簡(jiǎn)單的可以按照傳輸距離和傳輸速率進(jìn)行區(qū)分。
目前智慧路燈領(lǐng)域的無(wú)線一般采用低功耗廣域網(wǎng)的技術(shù),比如NB-IOT等,那么適應(yīng)商用照明的無(wú)線技術(shù)應(yīng)該具有哪些特點(diǎn)呢?根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用情況,一般認(rèn)為應(yīng)該有以下特點(diǎn),組網(wǎng)規(guī)模大,組網(wǎng)方式方便、功耗低、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠、抗干擾性強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、低延遲、安全性高、標(biāo)準(zhǔn)化等。
由于是商用項(xiàng)目,業(yè)界選擇一般比較慎重,主要是從穩(wěn)定可靠,系統(tǒng)性能,成本以及施工方便度考慮。無(wú)線有其安裝便利和成本優(yōu)勢(shì),但還沒有占目前的市場(chǎng)主流主要還是對(duì)其在大網(wǎng)絡(luò)下的可靠性和穩(wěn)定性的顧慮,一些國(guó)際大公司以及有獨(dú)特技術(shù)的企業(yè)在此領(lǐng)域深耕做了不少努力。比如其中村田研發(fā)的無(wú)線商用智慧照明系統(tǒng),采用的方式是對(duì)mesh網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,采用特定的機(jī)制防止同頻干擾,在節(jié)點(diǎn)數(shù)量多的商用照明環(huán)境下,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模燈具組網(wǎng),并保持網(wǎng)絡(luò)的可靠穩(wěn)定。在全球市場(chǎng)越來(lái)越多的大型寫字樓,博物館等場(chǎng)合應(yīng)用。
以連接為基礎(chǔ),智慧系統(tǒng)的控制手段包括感知技術(shù),前后臺(tái)軟件等。目前應(yīng)用的比較多的感知技術(shù)是被動(dòng)紅外(PIR)傳感器,照度傳感器,超聲波傳感器等。PIR傳感器可以檢測(cè)人的移動(dòng),實(shí)現(xiàn)人來(lái)燈亮,人走燈滅,應(yīng)用在上面提的倉(cāng)庫(kù)以及車庫(kù)等場(chǎng)合就比較合適,有些場(chǎng)景可以配合超聲波傳感器的應(yīng)用,檢測(cè)人的存在。照度傳感器檢測(cè)當(dāng)前的光線強(qiáng)度,比如在白天建筑物靠窗的位置,自然光線比較強(qiáng),可以通過照度傳感器調(diào)節(jié)燈具的亮度,實(shí)現(xiàn)恒照度應(yīng)用,從而節(jié)省能耗。后臺(tái)軟件可以在后臺(tái)服務(wù)器里實(shí)現(xiàn)一些特定的邏輯,比如自動(dòng)定時(shí)開關(guān)的邏輯,在辦公室的不同時(shí)段,上班時(shí)間,午休時(shí)間,下班時(shí)間等控制不同區(qū)域燈光的開關(guān)和亮度。后臺(tái)軟件也可以根據(jù)記錄的燈具能耗情況,統(tǒng)計(jì)總體的能耗;也可以根據(jù)其他的系統(tǒng)里監(jiān)測(cè)的變量,統(tǒng)計(jì)相應(yīng)的功能,創(chuàng)造數(shù)據(jù)的價(jià)值。前臺(tái)軟件一般實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,比如場(chǎng)景控制,單燈控制,狀態(tài)顯示等。