智慧生活趨勢中的LED應用
晶元光電(Epistar)股份有限公司市場行銷中心產業研究室專案處長梁立田先生,針對「智慧生活趨勢中的LED應用」做專題演說,他先引述IHS針對照明市場的所做的預測報告,說明白熾燈、鹵素燈、省電燈泡、螢光燈、HID燈等市場逐年下滑、似乎傳統燈泡的衰減比想像速度還快,而LED替代性產品則慢慢提升,只有LED整合性產品才逐年激增。從上述歸納出「照明產品」的年複合成長率,大於「純燈產品」的成長率。
近年來智慧時代的來臨,大家都在談論IoT(物聯網)的技術,例如Gartner預測IoT市場在2020年將達到250.1億美元,總安裝數量將達260億個單位,也因此帶動了不少未來的願景,包含智慧建築、工業自動化、智慧城市、智慧照明、智慧電網、智慧醫療,只是上述這些並沒有均勻地分布在你我的周遭,通常上述這些在某個國家或區域,必須要有強烈的需求(如電力成本高),才會提早發生。
物聯網終端元件 照明將是最佳載具
智慧家庭在美國比較發達,因為美國的住家面積大,在看電視時若衣服洗好了、咖啡煮好了,就會在智慧電視上顯示通知訊息。透過家裡的Router將所有家電連起來,構成一個網路,就可營造智慧生活。
然要如何將所有物品串連起來,各場域的作法都不相同。以大家常引述的IoT架構來看,包含終端(感知)層+網路層+應用層。其中的終端元件,必須涵蓋感知+運算+連網,才算是具備IoT終端裝置的基本能力。而LED燈所處的地位,就是終端元件部分,可以將MCU、感測器、無線晶片、電源等元件放入LED晶片或放在燈具上。
元件的腦,也就是MCU,若放入照明的話,只需要很小量的運算速度(50MHz)和記憶容量(32KB)就很足夠。元件聯網能力,則不同層級有不同距離(從最小到最大,共有BAN、CAN、PAN、HAN、SAN、LAN、NAN、WAN、MAN、GAN)。適用聯網規格也因不同資料量?傳輸功率而有不同(例如智慧家居適用Z-Wave?藍牙?ZigBee)、因不同數量級需要不同架構(如Wi-Fi)。
終端都Smart了,要放哪呢?哪一種載具能覆蓋全人類活動空間?答案就是:照明!因為燈泡或燈具隨處可見。亦即「光」到處都有 (例如客廳、廚房、走廊、辦公室、工廠、教室、街道、建築、大都市),且燈具都會連接上Power(電力),能做最多的應用,所以是最適合擺入各種Smart元件的地方,當然燈具本身就做成Smart Device,那就更好了。
智慧生活不容易 需符合身體需求才是好照明
梁立田表示「光」會影響視覺和生理功能,人有3種椎狀細胞,會看到不同的顏色,而某些特定波長的藍光,會抑制褪黑激素的產生,影響睡眠。而光譜光效函數中,明視野的尖峰值為555nm,暗視野的尖峰值在506nm,至於會影響Circadian (生理節奏)的尖峰值則是藍光的460nm,醫生建議大家少看螢幕、燈罩,是因為容易影響褪黑激素,造成睡眠品質不良。
因此在智慧醫院裡面,由於病人本身抵抗力就弱,所以具備可調光燈具已是必備,且需要非常精確,並能依據長者需求來調光。
由於大多人80%的時間都在室內,因此室內導航是需要的。以智慧零售店為例,使用VLC(可見光通訊),搭配手機來感應,便可知道自身的位置與商品的擺放位置,並可進而做到Online to Offline的連結。
還有,燈具的體積,其實可以擺入各式各類的感應器,運用在智慧家庭、智慧辦公室等等,可以做到娛樂(人走到哪,音樂或光源跟著到哪)、安防(門窗被盜賊打開,床頭燈變紅色)、照護(家裡長輩活動量統計、睡眠自動調光)、光線及佔用感測(如偵測到會議室無人時自動關燈),以做到真正的智慧生活。
此外,他也說明停車塔運用智慧照明的案例,透過感測器做停車導引、偵測人員活動,並能做到晝光融合,統計共可節省約60%的電力。至於Dual-Junction(雙結)的IR應用在監視錄影機部分,其光學設計可以讓其聚焦更遠,提供更好的夜視效果。
若搭配車燈使用,便可偵測到路上的人,或將燈光照射「分岔」開來,以便不直接照射對方讓對方刺眼,增進彼此安全。因此從路燈、節能到安防,可以跨產業整合多項技術,讓連結無死角,照護無間隙。
最後他總結,透過IoT( Integration of Technology;科技的整合),將感知?服務、運算?傳輸、電路控制、以及「關鍵光源」,便能發揮照明的更多應用,創造更大獲利。