技術與市場具備 智慧照明點亮商機

智慧照明的商機逐漸成型，各大廠商紛紛推出相關解決方案。NXP

智慧照明是家庭物聯網架構中的重要應用，就技術面來看，各廠商都已推出相關產品，市場部份，歐美地區的接受度也遠超廠商預期，由此可發現，智慧照明商機已然成型。

隨著物聯網與節能議題的發燒，智慧照明這幾年的趨勢越來越明顯，智慧照明主要是整合照明設備與感測裝置，並透過通訊技術鏈接能源管理平台，讓室內的燈光可依人體、環境需求，自動調整亮度與光色，提供舒適的環境，讓照明系統更具智慧，同時也可收能源節約之效。

從市場面來看，在各大廠商的積極推動下，目前智慧照明的供給已開始啟動，包括飛利浦(Phillips)、松下(Panasonic)、歐司朗(OSRAM)等燈具大廠都動作頻頻，其中飛利浦推出的hue個人聯網智慧照明已在歐美市場獲得好評。

hue是與行動裝置結合，透過App控制燈具，與過去只有黃白兩色的省電燈泡不同，hue在燈泡內建RGB三色LED，可變化出超過1萬6千種顏色，hue的安裝也相當簡單，其通訊方式則採用自動化系統常用的Zigbee，只要將hue安裝燈座上，並與手持式裝置配對，即可使用其App操作管理燈具。

另外日系大廠松下電器與歐系的歐司朗也都在智慧照明領域推出相關產品，松下電器的吸頂燈訴求操作簡單、燈泡可隨室內情境改變顏色，歐司朗的Lightify也是與其他廠商類似。仔細觀察目前市場的主流作法幾乎一樣，節能與顏色考量下，都採用LED作為發光源，通訊方式以低耗電量的Zigbee為主，操作介面則都連接到智慧手機、平板等手持式裝置，利用App操控。

市場已啟動  相容性仍是關鍵

供給面已啟動，研究單位也看好市場未來的發展。LEDinside在2015年的報告中就預估，2015年全球智慧照明市場規模將超過30億美元，2019年將超過87億美元，在所有應用中，家庭無疑被視為未來的最大市場，不過由於傳統照明技術過於成熟，其性價比仍非智慧照明能超越，因此工業、商業建築、政府機關與公共建築物會是此技術的初期目標，主因在於工業與商業建築對節能的需求遠高於一般家庭，智慧照明可隨時調整光量，達到節能目標，至於政府機關與公共建築，則是為扶植產業，公家機關多會率先採用市場尚未成熟的技術，除了擴大市場，也有應用示範的功能。

至於家用市場，除了智慧與遠端控制功能外，更重要的是相容性，原因在於一般房屋的使用年限多都在50年以上，家用設備不可能一刀切的立即全面更換新系統，都是逐步汰換，因此新舊共存會是家中照明系統替換的必然階段，也因此智慧照明設計必須要相容傳統燈具，如此方能提升消費者的更換意願，同時降低安裝成本。

另外由於照明設備有其空間限制，因此其內部機構的後端必須大量整合以縮小體積，目前LED驅動晶片商與封裝業者已將整合驅動電路與光源的光電一體化，作為LED燈具應用的重點設計，並積極開發新型態LED驅動IC與DOB、COB等微型化解決方案。

以飛利浦的hue為例，其非驅動電路的LED光源與散熱機構，只佔BOM表的15%，整合通訊與控制方案的驅動電路，則高達75%，由此可看出驅動電路設計，將成為智慧照明的未來設計重心。

通訊標準陸續成型

在通訊標準部份，智慧照明後端的控制系統透過通訊技術連接各燈泡，用以控制室內的燈光，而無線通訊則是目前多數智慧照明廠商的主流選擇，依照IEEE的分類，無線通訊可分為無線區域網路(WLAN)與無線個人區域網路(WPAN)，這兩者各有其特點，WLAN的傳輸速率快，不過耗電高，WPAN則正好相反，傳輸慢但功耗低。

傳輸技術的選擇，目前在市面上較常見的通訊技術有KNX、BACnet、LonWorks和ZigBee，其中KNX常用於歐洲的建築管理系統，用來控制建築管理裝置如照明、保全、能源管理等，該協定的會員多達200家以上；BACnet則是美國針對智慧建築及控制系統應用所設計的通訊協定，可用在暖通空調系統(HVAC)、照明系統及門禁系統等；LonWorks則是由Echelon所開發的網路控制平台，已知和飛利浦有合作關係，並須要載入控制晶片才能使用。

至於通訊協定與作法，智慧照明與物聯網相同，每個燈泡都有其位址(IP)，此一作法為2011年半導體大廠恩智浦(NXP)開發出來，用以簡化多種設備連接和雙向無線通訊功能的流程，強化6LoWPAN IP標準，並以開源授權方式，提供更低功耗的JenNet-IP無線連接軟體，將可利用網路設備或手持裝置進行遠端監控、管理和控制每個燈泡，此一標準定名為「數位可定址照明介面」(DALI)，後來被飛利浦、Tridonic、歐司朗等歐系燈具大廠納入，成為歐規標準。

除歐洲外，美國電器製造商協會(NEMA)與國際電工委員會(IEC)等標準組織也都相繼投入研擬新一代智慧照明燈具系統標準，其中又以NEMA協會進展最快，除燈具系統外，NEMA的標準還將一併納入智慧照明控制軟體、連接介面和功能性安全等考量，以建立智慧照明共通平台，加速擴大市場規模，同時也避免消費者全面換裝智慧照明系統而墊高成本。

NEMA標準一向扮演照明產品進入北美市場的把關者，且歐洲、日本等國家也多以此做為該國標準的依據，足見其影響力不容小覷，現階段，該協會正廣泛涉足建築、公共設施、路燈？交通號誌及家庭的智慧照明燈具及互通機制研究，將成為串連照明與ICT產業的重要推手。

除了NEMA以外，IEC也已成立TC34小組委員會，研擬新一代燈具系統標準，儘管目前該小組還停留在定義智慧照明系統的初步階段，但包括測試驗證方法、應用覆蓋範圍，甚至是能源採集等周邊應用技術都已納入小組會議排程，可望成為全球重要的智慧照明標準參考來源，對相關解決方案商用化將有極大的助益。

隨著兩大國際標準組織開始勾勒智慧照明願景，包括國際照明大廠、LED燈源、封裝與驅動電路解決方案供應商，以及通訊晶片業者皆已競相加碼投資，將使整個智慧照明產業鏈活絡起來，並促進照明技術不斷翻新。

整合BEMS  提升附加功能

從智慧照明的發展現況來看，可以發現目前推出智慧照明解決方案的廠商都以單獨的燈具產品為主，仍少有整合建築能源管理系統(BEMS)的方案推出，主要原因在於投入智慧照明者主要為硬體廠商，一般而言，BEMS平台為系統整合商所自行開發出的系統，智慧照明廠商所研發出的相關管理軟體，必須與BEMS容易介接，方能凸顯其附加價值。

再回到智慧照明本身，照明是燈具的基本功能，智慧化則是其附加價值，智慧化延伸的距離，也就代表燈具附加價值的多寡。可以從智慧手機、平板電腦控制室內燈光仍不算是智慧化；燈光可自動判斷室內狀況調整亮度，可說是智慧化的初步；與室內電器全面串連，營造出最合適的人體環境與最佳化用電，將會是智慧照明的最高附加價值。

因此台灣有意投入此領域的廠商應該思考，產品可以為消費者帶來什麼附加價值？讓使用者感受到智慧照明和傳統照明所帶來的差別，才會提升消費者的使用意願，進而擴張市場。