自從140年前第一個商用的白熾燈泡問世以來,發(fā)光二極管(LED)燈泡是照明領(lǐng)域的最大進步。PCB廠了解到,LED燈的好處無數(shù),而且有據(jù)可查。與現(xiàn)代的白熾燈泡相比,它們通常節(jié)省75%的能量,使用壽命可以延長50倍以上。今天的LED燈泡比以前的LED燈泡有了很大的改進。它們產(chǎn)生的熱量極少,不發(fā)出紫外線或紅外線,不含汞,耐沖擊,并能在極端環(huán)境下有效運行。
照明革命的下一個浪潮即將來臨:智能互聯(lián)照明。為LED燈泡添加無線連接和聯(lián)網(wǎng)功能,不僅提供了簡單的開/關(guān)功能,還提供了更多的機會。您可以通過簡單的智能手機應(yīng)用程序或語音助手來調(diào)整亮度、色溫和定時,甚至在旅途中遠程控制燈光。以前聞所未聞的應(yīng)用包括無線接近傳感器觸發(fā)的智能燈在晚上當您穿過房屋或建筑物時自動照亮走廊和房間,床頭照明在早晨逐漸喚醒您,或醫(yī)院照明使用色彩改善情緒、健康及加快康復(fù)。智能連接照明的便利性和好處是無限的。
與傳統(tǒng)照明相比,智能照明仍處于新生階段,但是在住宅、商業(yè)和工業(yè)市場中,智能照明的采用率正在穩(wěn)步提高,這在一定程度上得益于采用了綠色能源激勵措施和法規(guī),例如CaliforniaTitle 20。根據(jù)研究和市場預(yù)測,到2022年全球智能照明市場將達到240億美元,2018年至2023年的復(fù)合年增長率(CAGR)將高達21%。
隨著越來越多的“物”相互連接以及消費者逐漸接受智能家居技術(shù),對智能互聯(lián)照明的接受和需求將繼續(xù)增長。這就是為什么Acuity Brands、Cree、Eaton、GE LighTIng、Philips/Signify、Osram和許多其他頂級照明品牌不僅競相提供智能LED產(chǎn)品,而且還提供易于部署、可互操作、安全且可升級的完整照明生態(tài)系統(tǒng)的原因。
智能LED設(shè)計挑戰(zhàn)
以經(jīng)濟高效的方式在LED燈泡中實現(xiàn)無線連接會給照明OEM廠商帶來一系列新的設(shè)計和實施的挑戰(zhàn)。例如,智能LED燈泡必須滿足嚴格的RF法規(guī)要求、苛刻的能效標準、高溫等級以及嚴格的產(chǎn)品尺寸和空間限制。照明開發(fā)人員還必須考慮設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的安全性,并確保智能LED燈泡與任何其他已連接的IoT產(chǎn)品一樣抵抗得住惡意黑客的攻擊。
另一個關(guān)鍵的設(shè)計考量因素是無線協(xié)議的選擇。許多可連接的燈都在2.4 GHz頻段上運行,并使用幾種流行的基于標準的短距離無線協(xié)議之一,例如Zigbee、低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy)、藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)(Bluetooth Mesh)或Wi-Fi。使用基于標準的協(xié)議有助于實現(xiàn)與普通消費產(chǎn)品(例如語音助手、智能手機和平板電腦)的互通,無需額外的自定義網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)品。某些智能LED設(shè)計可能需要多協(xié)議連接,例如支持低功耗藍牙進行設(shè)備設(shè)置和控制以及通過網(wǎng)關(guān)訪問基于Zigbee的多節(jié)點照明網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的能力。
藍牙或Zigbee等標準之外的專有無線協(xié)議也是一種選擇。雖然在短期內(nèi)實現(xiàn)專有無線協(xié)議可能很容易且具有成本效益,但這種選擇可能會帶來互操作性和可升級性的長期挑戰(zhàn)?;跇藴实臒o線解決方案推動了大批量生產(chǎn),因此從長遠來看可能是更具成本效益的選擇。而從眾多可用選項中選擇合適的無線技術(shù)和供應(yīng)商,需要對RF設(shè)計以及性能權(quán)衡和風險有更深入的了解。
智能LED設(shè)計也必須滿足傳統(tǒng)照明產(chǎn)品所不需要的無線標準和法規(guī)性能要求,例如電磁(EM)輻射和能耗。
實施帶來的挑戰(zhàn)
為了將新的智能LED產(chǎn)品推向市場,照明OEM廠商還面臨著一些涉及工程和運營資源的實施挑戰(zhàn):