【中國半導(dǎo)體照明網(wǎng)特邀專欄文章】近年來物聯(lián)網(wǎng)成為熱門話題，這都要?dú)w功于低成本的傳感器、微處理器、無線通訊服務(wù)的迅猛發(fā)展。一旦這些物聯(lián)網(wǎng)平臺在任意環(huán)境中得以應(yīng)用，關(guān)于能源使用、環(huán)境條件以及人類活動的海量數(shù)據(jù)就會被產(chǎn)生出來。這些數(shù)據(jù)極具價值，并且能被用于提供新的應(yīng)用功能。這些功能可以很簡單，也可以很復(fù)雜；簡單到一個發(fā)給智能家居產(chǎn)品的指令“吉米房里還亮著燈嗎？”，復(fù)雜到一個發(fā)給樓宇管理系統(tǒng)的指令，用來控制整棟建筑物的照明、空調(diào)暖通、安保系統(tǒng)和空間使用（這種空間使用的指令控制通常需要實(shí)時處理空間使用情況、溫度、二氧化碳水平、濕度水平等等數(shù)據(jù)）。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度講，物聯(lián)網(wǎng)傳感器的數(shù)量比全球人口的3倍還多（如圖1），而且預(yù)計(jì)新投入使用的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量將會迅速增長。
圖1：預(yù)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)連接設(shè)備的全球增長率，縱軸單位：十億個。來源：IHS, Statistica 2018。
物聯(lián)網(wǎng)平臺正在成為照明行業(yè)的顛覆性力量，因?yàn)檎彰飨到y(tǒng)有三個屬性被方興未艾的物聯(lián)網(wǎng)市場的關(guān)鍵部分所垂涎：無處不在、有利地位和能耗。在物聯(lián)網(wǎng)中，燈具可以被視為一種動力系統(tǒng)，這個系統(tǒng)包含一個或多個“物體”（通常是傳感器），而這些物體是通過有線或無線的連接來將數(shù)據(jù)饋送到控制系統(tǒng)的。傳感器數(shù)據(jù)可以通過云計(jì)算進(jìn)行處理，但更有可能在本地處理（在燈具內(nèi)、房間內(nèi)或建筑物的其他地方），以縮短傳感和系統(tǒng)響應(yīng)之間的時間（延遲）并解決網(wǎng)絡(luò)安全問題。物聯(lián)網(wǎng)對照明公司的價值來自于使用燈具中的傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)生成，創(chuàng)造了消費(fèi)者和建筑經(jīng)理都認(rèn)為不可或缺的智能服務(wù)。這對照明公司越來越具有吸引力，因?yàn)楣虘B(tài)照明（SSL）本身就是一種顛覆性技術(shù)，它日益商品化，而照明公司的投資者和股東也在尋求新的非照明途徑來實(shí)現(xiàn)收益增長。
這些不斷發(fā)展的新市場機(jī)遇就意味著物聯(lián)網(wǎng)支持的照明正逐漸進(jìn)入商品照明市場，幾乎所有主要的照明燈具制造商以及許多小型創(chuàng)業(yè)公司都能提供這樣的產(chǎn)品。照明業(yè)中的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品通常被稱為“互聯(lián)”或“智能”照明系統(tǒng)，大多數(shù)支持物聯(lián)網(wǎng)的照明系統(tǒng)都包含簡單的被動紅外（PIR）占用傳感器和日光傳感器；但是在未來，它們可能包含更先進(jìn)的集成傳感器（例如：二氧化碳傳感器、紅外成像儀、雷達(dá)傳感器）。目前，不同的互聯(lián)照明產(chǎn)品之間卻不能完全“可互操作”，因此來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品通常不能在相同的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議上一起工作，即使它們使用的是“開放”的（非專有的）通信平臺。互操作性問題得到了廣泛認(rèn)可，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)組織正在努力解決這個問題。
隨著物聯(lián)網(wǎng)逐漸滲透入照明市場（以及幾乎所有其他市場），我們就需要在分析傳感器所生成的所有數(shù)據(jù)方面取得重大進(jìn)展。消化信息以提供增值服務(wù)的分析工作將越來越依賴于機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）和人工智能（AI）來將物聯(lián)網(wǎng)平臺的利益最大化。盡管ML / AI系統(tǒng)本身就是一種顛覆性技術(shù)，但它們也才剛剛開始投入實(shí)際應(yīng)用。它們正在其他市場迅速發(fā)展，如自動駕駛汽車、醫(yī)療保健分析和語音激活智能家居技術(shù)，并將應(yīng)用于照明和建筑管理系統(tǒng)的自適應(yīng)控制。
總結(jié)目前的情況，過去的詛咒“愿你活在有趣的時代”當(dāng)然也適用于今天的整個照明行業(yè)，這是三個相互交織的技術(shù)平臺遭受重大顛覆而引發(fā)的陣痛：1）不斷推陳出新的固態(tài)照明技術(shù)，2 ）逐步引入基于燈具的物聯(lián)網(wǎng)概念，3）使用日益復(fù)雜的ML / AI嵌入式系統(tǒng)進(jìn)行照明（和樓宇管理）控制。雖然照明市場的從業(yè)者要面對這些即將發(fā)生的變化將會遇到挑戰(zhàn)，但許多人已經(jīng)認(rèn)識到長期趨勢是明確的：
照明無法逃避將來的物聯(lián)網(wǎng)
基于物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)、電信和信息技術(shù)公司的業(yè)務(wù)領(lǐng)域，它們將傳感器數(shù)據(jù)傳輸給提供增值數(shù)據(jù)服務(wù)的最終用戶。這些公司將最終解決廣泛的互操作性問題、網(wǎng)絡(luò)平臺、隱私/網(wǎng)絡(luò)安全和數(shù)據(jù)所有權(quán)管理。非照明公司擁有雄厚的資本（見圖2），已經(jīng)在物聯(lián)網(wǎng)和ML / AI技術(shù)上投入了大量資金，并且最有可能將一個可互聯(lián)的未來貨幣化 - 包括照明。物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)內(nèi)的大型聯(lián)盟正在解決廣泛的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用問題，其中卻很少有照明公司。
圖2：互聯(lián)網(wǎng)公司所處的財(cái)務(wù)狀況可以調(diào)控“互聯(lián)照明”以及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)服務(wù)并價值創(chuàng)造。
照明要如何與物聯(lián)網(wǎng)掛鉤？
除非照明公司能夠保持對傳感器和插槽的控制，否則這個問題的答案很有可能并不多。當(dāng)然，照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)將始終是重要的，不再是僅僅為了節(jié)能，而是越來越多地考慮人為因素和可能的Li-Fi技術(shù)。能源的考量仍然很重要，但僅限于控制層面，最終轉(zhuǎn)向自動照明控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)將依賴復(fù)雜的占用傳感器、物聯(lián)網(wǎng)連接和ML / AI數(shù)據(jù)分析，利用光響應(yīng)的概念來節(jié)能，并利用占用傳感、追蹤傳感和日光傳感的方法來提供可調(diào)色光的照明設(shè)計(jì)以改善人們的健康狀況。
照明和物聯(lián)網(wǎng)有光明的一面嗎？
照明行業(yè)仍有很大的創(chuàng)新空間和上升空間。這可以來自擁抱物聯(lián)網(wǎng)的未來，包括新的照明外形因素的持續(xù)發(fā)展和能夠進(jìn)行有效動態(tài)顏色混合和光圖案整形的新光學(xué)器件（例如，Lensvector及其它）。通過與物聯(lián)網(wǎng)、IT和照明設(shè)計(jì)軟件工具開發(fā)商密切合作，照明社區(qū)（設(shè)計(jì)師和制造商）可以幫助塑造互聯(lián)照明行業(yè)的未來。
也許照明公司從物聯(lián)網(wǎng)未來中受益的最佳機(jī)會之一就是擁有傳感器并探索如何使燈具的發(fā)光成為燈具感官能力的一個組成部分。建立結(jié)合到燈具中的日光傳感器，存在使用數(shù)字化照明的反射光感測來執(zhí)行高精度的占用跟蹤、甚至生成姿勢檢測（例如：站立、坐下、蹲下）數(shù)據(jù)的新方法。通過改進(jìn)的照明軟件設(shè)計(jì)工具，考慮到空間表面的光譜反射、補(bǔ)償眩光和人眼健康和福祉的光劑量，可以比其他非基于光的技術(shù)更準(zhǔn)確地計(jì)算出更好照明光譜功率分布。當(dāng)照明系統(tǒng)能夠經(jīng)濟(jì)有效地感知其所處環(huán)境時（理想情況下使用保護(hù)隱私的低成本色光和飛行時間測量），照明就會成為任何物聯(lián)網(wǎng)解決方案中不可或缺的一部分。
除了無處不在、有利地位和能耗之外，照明行業(yè)還可以為照明控制系統(tǒng)以及建筑管理、醫(yī)療保健運(yùn)營、通信、甚至園藝中的其他物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)生成寶貴的基于照明的數(shù)據(jù)和信息。通過使感知照明成為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的一項(xiàng)需求，物聯(lián)網(wǎng)解決方案將需要采用照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)和連接，以實(shí)現(xiàn)最大的社會效益。但是，如果照明行業(yè)將插槽（以及接線柱）和傳感器（以及數(shù)據(jù)）的開發(fā)和所有權(quán)出讓給照明行業(yè)以外的其他企業(yè)，那么就會錯過重大的市場機(jī)會。照明將會漸漸地成為非智能的商品插件，而為別人將來的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)做嫁衣裳。
專欄評論：
文中提到的一個重要的方向是照明將與人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)緊密地結(jié)合，成為樓宇物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中至關(guān)重要的一環(huán)。事實(shí)上，物聯(lián)網(wǎng)照明已經(jīng)有了向著整個社區(qū)環(huán)境乃至智能城市發(fā)展的端倪，飛利浦照明已經(jīng)開始了對這個領(lǐng)域的研發(fā)工作，其它的照明公司（比如Gooee）也在進(jìn)行這方面的努力。包括我在內(nèi)的許多照明從業(yè)者都認(rèn)為將來的物聯(lián)網(wǎng)照明也必將和人本照明相結(jié)合，使得個人照明環(huán)境可以被用戶自定義，而公共照明環(huán)境可以被智能地調(diào)節(jié)以保障大眾的健康和福祉。因此，物聯(lián)網(wǎng)照明和人本照明雙管齊下、逐步融合也將成為照明行業(yè)發(fā)展的必由之路。
文中還提出了一個技術(shù)方面的警告：照明產(chǎn)品的物理接口（插槽、接線柱等）技術(shù)和邏輯接口（傳感器數(shù)據(jù)傳遞、轉(zhuǎn)譯等）技術(shù)的開發(fā)和所有權(quán)必須掌握在行業(yè)之內(nèi)。我們可以通過加強(qiáng)行業(yè)合作的方式，讓照明產(chǎn)品的物理和邏輯接口能夠符合其它周邊設(shè)備的發(fā)展需求，但我們不能放棄對這塊陣地的掌控權(quán)，因?yàn)槲锢砗瓦壿嫷慕涌诩夹g(shù)將會對照明控制協(xié)議的研發(fā)產(chǎn)生很重要的影響，如果接口技術(shù)落后，那么照明行業(yè)內(nèi)如果有先進(jìn)的控制協(xié)議被研發(fā)出來，恐怕也會因?yàn)榻涌诩夹g(shù)滯后而不能得到有效普及。總之，照明行業(yè)應(yīng)該是一個有“主權(quán)”的領(lǐng)域，我們要有自我發(fā)展的最大自由度，同時又必須和外部的其它領(lǐng)域一起發(fā)展和交流。
筆者簡介：譚建川，建筑科學(xué)博士、照明學(xué)碩士。照明認(rèn)證師 (LC)，WELL建筑標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證師 (WELL AP)，美國照明工程師協(xié)會 (IES) 會員、委員會成員，美國領(lǐng)先能源與環(huán)境設(shè)計(jì)助理 (LEED GA)。畢業(yè)于美國紐約州的倫斯勒理工學(xué)院 (RPI) 的照明研究中心 (LRC)，現(xiàn)為照明產(chǎn)品經(jīng)理和研發(fā)主管。致力于在物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 環(huán)境下實(shí)現(xiàn)人本照明 (Human-centric Lighting)，在居住空間中實(shí)現(xiàn)WELL建筑的理念，以及為照明企業(yè)提供技術(shù)支持和產(chǎn)品策略規(guī)劃。
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