基于物聯網的智能照明解決方案不僅為終端用戶帶來好處，也為商人和管理人員帶來好處。全球智能照明市場預計將從2020年的110億美元增長到2030年的440億美元。隨著智能照明的出現，照明領域的最新創新，企業和政府正在釋放物聯網的力量，以降低能耗和成本。

本文介紹了智能照明的三個類別，以及使用物聯網的智能照明的好處，特別是對相關設備制造商和管理人員。

什么是使用物聯網的智能照明？

智能照明采用支持物聯網的傳感器、智能燈泡或物聯網網關，使用戶能夠通過智能手機或家庭自動化平臺控制家庭或工作場所的照明。智能照明解決方案可以通過智能手機或智能助手等外部設備進行控制、計劃或通過聲音或動作觸發。根據其應用和控制方式，市場上的智能照明系統分為三類。

• 智能燈泡

智能燈泡是一種連接互聯網的LED燈泡，可以遠程定制、調度和控制。智能燈泡是新興的家庭自動化和物聯網(IoT)產品領域最受歡迎的設備之一。

智能燈泡可以由移動應用或物聯網網關控制，并集成Wi-Fi、藍牙、ZigBee或家庭自動化系統的自定義連接，并且可以對單個燈泡進行編程，以按指定方式改變輸出。

由于燈泡與互聯網連接，供應商可以利用邊緣計算為智能燈泡配備內置攝像頭、內置語音和存在感應功能等功能。而對于用戶，可以使用手機遠程打開和關閉智能燈泡、調整燈光顏色并計劃其周期。

如果將其連接到其他智能家居設備，你就可以設計規則，根據特定事件打開燈，例如開門或安全傳感器被激活。

• 運動檢測智能燈

運動感應智能燈通過結合傳感器、微處理器和無線通信技術來檢測運動并做出響應。通常，傳感器是被動紅外(PIR)傳感器，可檢測視野范圍內的熱特征和運動。

當PIR傳感器檢測到運動時，會向微控制器發送信號，微控制器會分析該信號并打開燈。燈可能會以預設的亮度級別打開，也可能會從較低的亮度逐漸升高，具體取決于智能照明系統。

一些智能燈除了運動檢測之外，還可能包含其他智能傳感器，例如環境光傳感器，這可以檢測房間內的自然光量并適當地改變光輸出。這提高了能源效率，并消除了不必要的照明。

• 物聯網網關

從云服務器傳輸的命令將通過智能家居協議、內置應用和物聯網網關轉發到子設備網絡，子設備的狀態也可以通過物聯網網關中繼到服務器。因此，這可以隨時隨地通過筆記本電腦或手機輕松操作物聯網智能照明系統。

智能照明的物聯網功能

基于照明的室內定位系統：物聯網智能照明可用于室內定位，實時跟蹤人員和資產。智能照明系統可以使用傳感器和Wi-Fi網絡可靠地確定建筑物中人員或物品的位置，這可能有利于導航、安全和資產管理。物聯網智能照明可以通過自動改變照明設置，并在房間無人時關閉燈光來幫助最大限度地減少能源消耗。

• 資產追蹤

使用物聯網的智能照明系統可用于跟蹤資產，包括商業和工業場景中的各種設備，這有助于優化庫存管理，并降低設備丟失的風險。

• 易腐產品狀態監控

物聯網智能照明還可用于監控食品和藥品等易腐爛商品的狀況。該系統可以通過在照明裝置中放置傳感器來評估溫度、濕度和其他可能影響物品質量的環境條件。這有助于防止腐敗，減少浪費和保持產品質量。

• 優化空間利用率

智能照明系統還可用于最大限度地利用工作場所和公共區域等建筑物的空間。該技術可以改變照明設置，并對房間結構提出調整，以通過研究占用模式和使用統計數據來提高效率和生產力。這可以幫助削減開支，同時也增加消費者的滿意度。

• 智慧城市

沒有物聯網(IoT)智能照明，智慧城市就無法運轉。通過利用傳感器和自動化系統根據占用情況、一天中的時間和其他標準來調節照明，城市能夠節省能源和金錢。智能照明還有一個額外的好處，即通過自動識別和應對意外或危機等異常情況，提高安全性。

但智慧城市不僅僅是精美的燈光。智能交通、廢物管理、公共安全、醫療保健以及許多其他互連系統和服務都是其中的一部分。這些解決方案將幫助城市更高效地運行，提高居民的生活水平，并減少對環境的影響。

由于智能照明設計，其通常位于頭頂，這是一個實用的位置，可以提供全面覆蓋。智能照明不會損害空間的美學或功能，也不需要為了改善城市、工業園區或商店的照明基礎設施而進行新的建筑設計。

智能照明的好處

人們經常提到智能照明解決方案對居民的優勢，例如易用性和定制化。除了這些終端用戶，設備制造商和物業管理人員也可能從智能照明技術中獲益。

• 降低制造成本

智能照明系統可以通過使用更少的材料和組件來提高效率。例如，智能LED照明系統比傳統照明系統使用更少的燈泡和固定裝置，從而降低了制造所需材料的數量。此外，智能照明系統可以設計成使用更少的電力，降低制造成本，并產生更節能的產品。

• 增強的產品功能

智能照明可能會被納入設備制造商的產品中，以帶來新的特性和功能，幫助其產品在市場上脫穎而出，并提升其價值主張。例如，智能照明系統可以通過語音命令或移動應用進行控制，為消費者提供新的便利性和實用性。

• 提高能源效率

提高能源效率是智能照明的主要優勢之一。管理人員可以使用智能照明監控和調節整個設施的照明消耗，從而優化能源使用，并最大限度地減少支出。例如，可以設置自動時間表，在不需要時關閉燈光，或者根據空間中的自然光量改變燈光的亮度。物聯網智能照明系統有助于降低能源使用和電力成本，這對利潤產生重大影響。

• 決策優化

智能照明解決方案還可以提供基于物聯網技術的有關能源使用、照明模式和占用水平的重要數據，使管理人員能夠做出明智的設施管理和維護選擇。人們可以使用從物聯網網關收集的數據來檢測其設施中未充分利用或過度利用的區域，并相應地改變照明。這有助于優化設施利用率，并降低支出。

物聯網網關如何與智能照明配合使用？

當與智能照明一起使用時，物聯網網關充當連接和管理智能照明設備的中心。具體如下：

• 通信協議

智能照明設備和物聯網網關必須能夠相互通信。通常，使用Zigbee、Z-Wave或藍牙等無線技術來實現這一點。

• 數據傳輸

物聯網網關將從智能照明設備接收數據，包括設備的當前狀態（開/關）、亮度級別以及其可以處理的任何其他信息。通信協議用于發送這些數據。

• 網關處理

在接收到來自智能照明設備的數據后，物聯網網關會處理這些數據。這可以保留數據以供以后使用、通過數據查找趨勢，或根據收到的信息采取行動。

• 控制與自動化

照明設備的控制和自動化是將物聯網網關與智能照明結合使用的兩個主要優勢。物聯網網關可以向智能照明系統傳輸指令以打開或關閉、改變亮度，或編程以一定的間隔打開或關閉。

智能照明通信接口

物聯網智能照明可以根據具體場景的需求選擇多種通信協議。

• Zigbee

Zigbee通常用于智能照明，因為其可以實現可靠的通信和高效的電力使用。一般工業設施的室內照明系統分為：一般照明、分區照明、局部照明和混合照明。不同的照明系統也有不同的需求，比如改變室內燈光的亮度、分區分組控制燈光、實時監控燈光狀態等，這就要求每個燈光都能夠在網絡中進行通信。

適當的照明可以提高工作效率、降低錯誤率并節省能源。這對及時獲取工業照明燈具的實時信息，并實施集中統一管理提出了重要的要求。

傳統照明通常通過電纜通信。有線通信雖然可靠、抗干擾能力強，但也存在布線費用高昂的缺點。無線Zigbee技術可以作為一種簡單、快速、穩定的組網方式。

每個照明控制器可以配備Zigbee模塊并形成網絡，以與Zigbee網關通信。同時，Zigbee網關可以立即將Zigbee信號轉換為Ethernet//WiFi/LTE 4G信息。這樣，燈光的狀態就實時上傳到服務器。服務器可以發送控制命令來改變和控制分組和分區中的每個照明燈具。

• LoRaWAN

使用LoRaWAN技術的智能物聯網照明，比使用其他傳統短距離射頻技術（BLE、Zigbee等）更具響應性、穩定性、耐用性、經濟性和競爭力。LoRaWAN是一種流行的長距離、低功耗無線網絡技術，可以在全球自由頻段運行，但其需要建設基站。單個LoRaWAN網關可以通過靈活的組網方式處理多個設備，從而大大降低建設成本。

基于LoRaWAN的街道照明系統的設計相當簡單，由四個主要組件組成：終端節點、網關、網絡服務器和應用服務器，應用數據是雙向傳輸的。具體工作原理如下：

每個路燈都嵌入了LoRaWAN控制器來控制操作，并將路燈連接到LoRaWAN網關。LoRa模塊安裝在LoRaWAN網關上，與光控進行通信，完成數據采集。之后，其將通過4G/WiFi模塊或以太網端口與LoRaWAN服務器建立TCP連接。LoRaWAN路燈應用服務器發出的定時策略可以存儲在本地，并響應查詢命令。另一方面，內置網絡服務器的LoRaWAN網關可以根據光傳感器的采集值，智能地調節燈的開/關。

遠程應用服務器可以作為數據中心進行管理和分析，也可以供用戶使用瀏覽器進行操作和查詢。

• Z-Wave

Z-Wave在很多方面與Zigbee類似，但其范圍更短且功耗更低。Z-Wave通常用于住宅環境，因為其易于設置，并支持多種設備。

• 藍牙

藍牙用于物聯網智能照明，特別是在較小的網絡或范圍不受關注的環境中。藍牙易于設置并得到廣泛支持，但范圍比Zigbee或Z-Wave短。

藍牙低功耗（BLE）因其低功耗、小尺寸和兼容性，而成為物聯網智能照明應用的良好選擇。BLE還支持網狀網絡，使多個設備能夠相互通信并擴展網絡范圍，而無需額外的基礎設施。

• Wi-Fi

Wi-Fi可用于物聯網智能照明，特別是在需要將大量設備連接到網絡的環境中。Wi-Fi具有相對較廣的覆蓋范圍和較高的帶寬，但比其他協議更耗電。

SoC技術在照明領域的應用

近年來，智能照明技術的使用越來越受歡迎，因為其具有諸多優點，包括提高便利性、能源效率和生活質量。然而，智能照明設備必須能夠成功地與其他智能家居設備連接，包括智能手機、語音助手和其他設備，才能充分享受這些優勢。多協議SOC可以在這種情況下提供幫助。

• 靈活性

被稱為多協議SOC的單芯片能夠支持多種無線通信協議，包括藍牙、Zigbee、Wi-Fi和Thread。無論采用何種通信協議，智能照明產品都能夠與更多其他設備進行交互。例如，智能燈可以由語音助手通過Wi-Fi，或通過帶有多協議SOC的藍牙物聯網網關使用智能手機應用操作。

• 互操作性

在智能照明產品中采用多協議SOC的另一個顯著好處是互操作性。由于使用的通信協議種類繁多，將智能照明設備納入單個網絡可能具有挑戰性。然而，多協議可以通過支持多種協議來確保各種設備能夠以輕松的方式彼此連接。對于統一集成的智能家居生態系統的發展，互操作性是必不可少的。

• 安全

智能照明行業的安全問題可能會產生嚴重影響。SoC必須能夠處理復雜的加密和身份驗證流程，以滿足智能照明的苛刻需求。現代高效的加密方法，可以由最新一代芯片中強大的處理器進行處理，從而防止非法訪問，并保護用戶數據。SoC通常配備專門的硬件安全模塊，以更有效地促進加密技術。

• 提高效率

具有更多功能的軟件堆棧可以由具有更高處理能力和存儲器資源的芯片來處理。這立即導致智能照明設備支持的功能增加。例如，這些特性可以支持電池操作、實時同步系統、用于LED燈具自動控制的時間調度器等。

• 成本效益高

單個多協議SOC可以滿足所有要求，而不需要大量芯片來處理各種通信協議。通過讓消費者更容易獲得和經濟效益更高的智能照明設備，這可以降低其總體成本。

選擇嵌入高性能SOC的物聯網網關，可以幫助更高效地實現物聯網智能照明。帶有RK3328和RK3308等芯片的SOC是合適的選擇。

智能照明常見問題解答

問：智能燈關掉后會耗電嗎?

答：會。即使處于關機或待機狀態下，智能燈也會消耗電力。智能燈仍然需要藍牙或互聯網連接，才能使用智能手機或其他智能設備打開。

問：智能照明產品貴嗎？

答：根據產品類型及其提供的功能，智能照明產品的成本可能會有所不同。然而，長期的節能和增強的功能，可以使智能照明產品成為一項合理的投資。許多智能照明產品的價格與傳統照明產品相比具有競爭力。

問：可以在沒有智能家居系統的情況下使用智能照明產品嗎？

答：可以，很多智能照明解決方案可以獨立使用，無需智能家居系統。通過將智能照明產品與智能家居系統相結合，可以添加語音控制和自動調度等功能。

問：智能照明設備可以用于商業建筑嗎？

答：由于智能照明為家庭提供了許多與智能照明解決方案相同的優勢，例如提高能源效率和更好地控制照明水平，智能照明設備確實在商業建筑中越來越受歡迎。

問：物聯網照明如何工作？

答：物聯網智能照明采用無線開關，無需將燈開關直接連接到固定裝置。然后將這些燈泡連接到網絡，從而可以從云端對其進行監控。

問：智能燈泡是物聯網設備嗎？

答：智能燈泡是一種連接互聯網的LED燈泡，可以遠程定制、調度和控制。智能燈泡是不斷增長的家庭自動化和物聯網(IoT)產品類別中最受歡迎的產品之一。