摘要：
由于LED的可控性特點，使得其在照明應用中的“調光”功能越來越受到人們的重視， 特別是隨著LED路燈、室內外照明市場的蓬勃發展，LED無線調光控制技術在最近一段時期的開發取得了突破性的進展。與通過有線電力載波(PLC)傳輸的有線調光方式不同，LED無線調光控制系統不必更換或安裝任何新的電力線路，同時能夠幫助用戶更好地管理照明設備，其簡單方便、節約成本、自由定位的應用優勢得到了眾多市場人士的認可，更為重要的是，LED無線調光控制技術為過往傳統的燈具照明帶來了更多新的應用可能。
關鍵字： LED無線調光,
LED照明系統
在目前的實際應用中，較為成熟的LED無線調光應用市場主要集中在商業和工業領域，如道路(隧道)、酒店、商場、辦公樓宇等，這類市場多為初裝項目，用電量大且對調光、節能的效果要求較高，對設備成本關注度相對較低。另一個明顯的現象是，在這些已經實施的LED無線調光項目中，系統正日益呈現出智能化、節能環保的特性。
奧地利微電子傳感驅動照明部門總監Sajol Ghoshal
“LED無線智能控制將成為未來幾年固態照明技術的主要開發方向之一，其中一項重要的應用需求就是調光功能，”奧地利微電子傳感驅動照明部門總監Sajol Ghoshal表示，“包括根據空間使用情況進行自動調光，通過智能手機連接進行控制、調整照明的色溫，以及LED照明系統的日常控制、無線調試及配置等。驅動這些需求的因素是更低的能源成本、更低的改造成本，這也將幫助客戶提高投資回報率，并且獲得更好的用戶體驗。”
豐富、高效的無線調光體驗
盡管無線燈光控制技術早已被應用在白熾燈、高壓鈉燈等多種類型的照明系統中，但伴隨著LED照明應用的興起，運用無線網絡和控制技術，使得無線燈光控制邁入到一個嶄新的階段。除了滿足方便、簡單的調光要求之外，如今，借助各種創新技術，無線調光已從單純地切換、開/關方式，演進到可以根據現場不同的情境來調節多種照明模式，從而實現更多人性化的應用需求。
在剛剛結束的第四屆臺灣 國際照明科技展上，臺灣安提亞(ANTEYA)科技股份有限公司新近推出的iPLC系列調光產品獲得了創新產品獎，其采用無線Wi-Fi + iPLC混合模式，在調光控制器上使用無線技術，調控器至燈泡之間則使用iPLC傳輸控制方式，無需配置控制線，輕松實現無線調光控制，同時具有有線調光器穩定性好的優點。此外，該系列無線調光產品還能夠進行LED燈具的調色操作，用戶可根據使用場景，在紅、澄、藍、粉紅、暖白、冷白等光色中任意進行顏色設置，大大豐富了用戶的使用體驗。
安提亞(ANTEYA)科技股份有限公司總經理吳定豐
安提亞公司總經理吳定豐進一步介紹道，如果每個燈泡都配以無線通信裝置是一件非常麻煩的事，一方面會面對燈泡彼此之間無線信號干擾、接收不良等問題;另一方面也會帶來燈具調測的巨大工作量。因此，安亞提只是在調光控制器上使用無線技術(Wi-Fi)，而在調光控制器至燈具之間則利用電源線來實現TCP/IP傳輸控制協議，這樣一來，既可以享受無線調光所帶來的優勢，又不需要擔心無線干擾的問題，通過控制器藉由因特網和云端技術就可以實現控制LED燈具的目的。
另一方面，通過無線調光控制技術達到節能的目的，也是當前一些廠商在開發LED無線調光控制系統時的又一個重要方向。例如，通過連接傳感器來探測環境數據，或是運用智能化LED調光驅動技術進行燈具精確度和壽命測試，以做到隨時適應環境光變化的LED照明控制，實現更加節能、健康的照明應用。對此，Ghoshal表示，由于所有LED燈的光輸出和色溫都會隨著時間的推移和溫度的變化而衰減，因此在產品開發期間在燈具中集成傳感器是十分必要的，這樣可以自動消除這些變量對整體燈具的影響;同時反過來也會使照明控制系統變得更加容易，且只需要較少的昂貴組件，因而可以幫助降低整體系統的成本。
AMS開發的智能照明控制器與傳感器、高精度LED驅動器相連接，該照明控制器可連接到無線網絡(ZigBee、Wi-Fi、藍牙、RF4CE等)，其環境和色彩傳感器則能夠檢測周圍環境的光線和色溫，并調整輸出光線以滿足用戶的需求。例如，在日光進入房間時，AMS的日光照明傳感器TSL4531會自動測量亮度的LUX，然后指示LED驅動器進行調光來滿足用戶指定的LUX目標值，從而在白天節省大量能源。另外，AMS的色彩傳感器TCS3472還可以提供色溫的反饋，并使LED驅動器調整色彩輸出且鎖定至一個特定的色溫。這種色溫的調整也可以按照地球的晝夜節律進行鎖定，采用這類傳感器加上空間占用傳感器能夠極大地節約能耗。
市場亟待整體解決方案
在當前LED無線調光控制技術的應用推廣中，除了在產品面LED驅動器需要支持串行總線協議，使無線控制器可以直接連接上去之外，目前市場最大的阻力來自于開放式互連協議的缺乏，以及過高的系統建設成本。特別是前者，如果沒有照明行業統一、開放式的無線連接標準，就有可能會導致產品無法兼容，進而增加使用者的投資風險，甚至嚴重阻礙這一市場的發展速度。而從市場的應用端來說，由于目前大多數客戶主要是燈具設計公司或照明節能公司，他們無睱或并不具備專業能力整合所有設備以及開發應用軟件等，面對當前多種技術方案并存的市場格局，也使得這類客戶迫切希望廠商能夠提供一整套的LED照明無線調光解決方案。
恩智浦半導體大中華區照明產品市場營銷總監王永斌
恩智浦(NXP)半導體大中華區照明產品市場營銷總監王永斌認為，與有線控制方式相比，無線調光控制技術目前最主要的挑戰是原型代碼標準的統一，在這一方面，誰先搶占無線調光控制技術市場的先機，誰就具有制定標準的主動權。在整體解決方案上，恩智浦無論是在硬件或是在原型代碼方面都具備豐富的經驗，并且可以為智能照明控制系統提供基本的應用解決方案。例如在大型樓宇商用照明應用中，恩智浦可提供全面的整體解決方案，包括硬件(照明驅動器、AC-DC轉換器、高性能IEEE 802.15.4單芯片收發器和MCU等)、原型代碼、應用軟件和網關等等，可在一個路由器上最多連接500個設備，所有照明燈具都采用無線網絡的連接方式，這樣通過遙控器、壁式開關或互聯網連接設備就可以對其進行控制操作。
與此同時，面向家用和商用照明市場，美滿電子(Marvell)開發的智能LED照明解決方案采用創新的混合信號架構，利用優秀的LED驅動和高性能的無線通信芯片，實現了較低的BOM成本，并提供基于開放式協議的系統級方案，解決了高成本和開放式互連這兩大難題。美滿電子科技(Marvell)技術市場部經理關振源介紹道，Marvell在智能照明領域一直保持著大規模的投入，在LED驅動、網關通信、控制終端的軟件以及云端的軟件方面具有多種創新技術，以形成全面的解決方案。
美滿電子科技(Marvell)技術市場部經理關振源
他指出，目前Marvell智能LED照明解決方案包括四個層次的內容：首先，在LED驅動部分，得益于Marvell獨特的數模混合架構，該智能LED照明解決方案采用了最少的芯片數量及器件數量，以滿足球泡燈的小尺寸要求，且LED驅動擁有數字接口，可與通信芯片連接。其次，Marvell還提供整體的通訊網關方案，硬件基于Marvell的AP、Wi-Fi、藍牙、ZigBee、Internet等多種無線技術，軟件基于Linux的開放軟件平臺，從而最終實現多種無線制式包括ZigBee到WiFi和Internet的無縫橋接。此外，Marvell提供的基于Kinoma技術的用戶接口(UI)簡單、美觀、易用，并易于開發，支持多種操作系統包括IOS、Android等。而通過Marvell的合作伙伴，能夠幫助用戶實現云端軟件和網關軟件的支持，以實現LED照明控制的云管理。
另外，值得關注的是，為了強化照明企業之間的合作，2012年，由通用電氣、路創、歐司朗、松下、飛利浦和東芝等多家領導企業發起成立了全球互聯照明聯盟(CLA)，旨在推動和鼓勵開發基于開放標準的無線照明解決方案。2012年底，恩智浦半導體宣布加入這一組織，成為互聯照明聯盟中的首家半導體企業。該聯盟未來重要的工作任務是，引導照明行業按照統一標準實現無線連接，保障照明產品之間的互操作性，降低系統建設成本，為用戶營造一個低風險的共享平臺。
ZigBee有望成為主流規范
現階段，無線調光控制所采用的無線通信技術大致上可分為四種，即Wi-Fi、ZigBee、藍牙和一般RF。對比這四種技術，吳定豐認為，ZigBee有其標準規范IEEE802.15.4，且可靠性和成本都較具優勢，因而可能會被更多業界廠商所接受;Wi-Fi則顯然有些大而不當，因為若是每個燈都裝上Wi-Fi，同時在燈泡數量過多的環境中，調控起來會很復雜;藍牙功率太小，適用于近距離點對點通信，不適合進行大量燈泡的控制;而大部分廠商會對一般RF進行自行定義規范，沒有統一標準，這會對未來產品間的互連帶來麻煩。
在單燈監控上使用ZigBee無線通信技術的優勢主要包括：低功耗、低傳輸速率、低成本、網絡容量大，因此較適合于工業控制等大面積場所使用。去年年中，專門針對LED照明無線控制解決方案的ZigBee Light Link(ZLL)標準完成了制定與認證，為LED照明行業相關產品的制造廠商提供了一個開放性的全球標準，以實現高效、靈活、可互操作的無線LED照明控制系統的開發。截止目前為止，包括德州儀器、歐司朗、飛利浦、恩智浦、通用電氣、美滿電子等公司均已陸續推出了獲得ZigBee Light Link標準認證的相關產品系列。
關振源表示道，智能LED照明市場的健康發展需要一個開放的統一標準，以確保不同廠商的產品間擁有良好的互操作性。隨著近期多家廠商推出了基于ZigBee Light Link標準的LED無線調光控制產品，使得ZigBee Light Link標準可望成為照明控制應用的主流規范。在這一方面，目前Marvell支持802.15.4標準的芯片擁有業界最高的512k閃存，這一特性可支持實現OTA功能(Over The Air，空中軟件升級)，且芯片還可支持ZigBee和6LoWPAN兩種流行的低功耗、低成本無線控制協議。
無線調光控制技術仍在不斷發展衍變，值得一提的是，在這一過程中，建立完善的產業生態系統同樣顯得十分重要。從上游驅動芯片廠商，到代工合作廠商、OEM光源廠商、無源器件廠商，再到設計公司、使用單位等等都需要緊密合作，通過優秀的技術方案，結合先進的電子元器件，共同設計開發出低成本、高效率的LED無線調光控制解決方案，確保整個供應鏈的各個環節都能各擅其長，并能獲得最大的效益和成長，最終促進LED智能照明系統的加速普及。 |
