智能照明市場(chǎng)與村田的解決方案

智能照明是指利用計算機、無(wú)線(xiàn)通訊數據傳輸、擴頻電力載波通訊技術(shù)、計算機智能化信息處理及節能型電器控制等技術(shù)組成的分布式無(wú)線(xiàn)遙控來(lái)實(shí)現對照明設備的智能化控制。具有燈光亮度的強弱調節、燈光軟啟動(dòng)、定時(shí)控制、場(chǎng)景設置等功能;并達到安全、節能、舒適、高效的特點(diǎn)。

《2013-2017年中國智能照明行業(yè)市場(chǎng)需求預測與投資戰略規劃分析報告》指出，智能照明行業(yè)自上世紀90年代進(jìn)入中國市場(chǎng)，受市場(chǎng)的消費意識、市場(chǎng)環(huán)境、產(chǎn)品價(jià)格、推廣力度等各方面的影響，一直處于緩慢發(fā)展的態(tài)勢。但是近期隨著(zhù)通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，以及物聯(lián)網(wǎng)和智能家居概念的提出和發(fā)展，智能照明作為智能家居的重要組成部分，而被各個(gè)智能化廠(chǎng)家和照明廠(chǎng)家重視起來(lái)。并且已有一些照明廠(chǎng)家已經(jīng)在市場(chǎng)上發(fā)布了智能照明產(chǎn)品，引起各方關(guān)注。從圖1中可以看出，智能照明市場(chǎng)從2014年開(kāi)始將有突破性的發(fā)展。

村田作為全球最大的電子元器件供應商，也關(guān)注到了智能家居以及物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，并將業(yè)務(wù)擴展到這些市場(chǎng)，發(fā)揮村田的核心技術(shù)和經(jīng)驗不斷地去開(kāi)發(fā)適合智能照明市場(chǎng)的產(chǎn)品和解決方案，并且已經(jīng)有一定的成果。

城市智能照明系統作為智慧城市的核心子系統，運用無(wú)線(xiàn)ZigBee、Wi-Fi、GPRS等多種物聯(lián)網(wǎng)和IT技術(shù)，實(shí)現了遠程單燈開(kāi)關(guān)、調光、檢測等管控功能，開(kāi)辟了城市照明“管理節能”的新篇章。

其中與其他的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)相比，ZigBee具有低功耗，低數據量，抗干擾性高，保密性高等等的特點(diǎn)。而且無(wú)法忽視的特點(diǎn)還有自動(dòng)動(dòng)態(tài)組網(wǎng)，以及自帶簇群庫(ZCL)的功能。這些特點(diǎn)讓ZigBee在智能照明行業(yè)中的應用變得更方便，更簡(jiǎn)單。村田在智能照明中選用的也是ZigBee的通訊方式。

村田智能照明系統與產(chǎn)品介紹

據有關(guān)數據統計，在一般家庭里照明的用電量是占所有用電量的36%。在工業(yè)上照明的用電量是占所有用電量的50%，因此村田認為照明這個(gè)行業(yè)是最適合導入智能系統去實(shí)現節能的行業(yè)。ZigBee模塊的小尺寸、低功耗的特點(diǎn)決定了ZigBee是應用于智能照明中的最佳無(wú)線(xiàn)通信方式。目前市場(chǎng)上的LED照明分為家庭用照明與商業(yè)用照明，而未來(lái)的照明市場(chǎng)將會(huì )以L(fǎng)ED燈為主。

為了證明智能LED照明系統節能的功效，村田制作所在東京分公司專(zhuān)門(mén)設立了一個(gè)實(shí)驗區，導入村田自己開(kāi)發(fā)的任務(wù)與環(huán)境照明控制系統來(lái)做實(shí)驗，采集了一些數據。

后端控制設備上連上了ZigBee模塊，在作為任務(wù)照明的臺燈上裝上了ZigBee模塊，以及檢測人體的紅外線(xiàn)傳感器，并且在作為環(huán)境照明頂燈的AC/DC驅動(dòng)上也連接了ZigBee模塊組成了一個(gè)ZigBee的網(wǎng)絡(luò )，可以進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊。例如，所有的燈都可以根據周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行調光，并且通過(guò)傳感器可以檢測周?chē)袥](méi)有人，在沒(méi)有人的情況下系統會(huì )自動(dòng)關(guān)閉設定區域內的燈，實(shí)現節能。在這個(gè)系統中，所有的軟件都是村田自己開(kāi)發(fā)的，不光是在日本，在上海本部專(zhuān)門(mén)有一個(gè)團隊在開(kāi)發(fā)關(guān)于智能照明的解決方案，包括系統軟件以及終端產(chǎn)品。這對于國內的客戶(hù)也提供了方便。

通過(guò)這個(gè)智能控制系統去控制環(huán)境與任務(wù)照明之后，比之前節省了63%的功耗，以及減少了63%的CO2排放量。

村田在不斷地優(yōu)化智能照明系統，不斷地擴大宅能照明的產(chǎn)品線(xiàn)。目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出面向于家用照明的系統以及商業(yè)照明的系統，并且也有自己獨特的產(chǎn)品。例如以下演示系統中的網(wǎng)關(guān)、人感傳感器節點(diǎn)、AC/DC電源模塊等等……

目前我們所使用的末端設備如手機、PAD都是帶有Wi-Fi功能但沒(méi)有ZigBee的通訊功能，因此如果要用這些末端設備去進(jìn)行控制就需要一個(gè)信號轉換的過(guò)程，網(wǎng)關(guān)就是起這種作用。

村田為智能系統推出的網(wǎng)關(guān)，可在各種環(huán)境和情況下了解并控制整個(gè)智能系統，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將照明，家電等住宅設施互相連接進(jìn)行通信，即使不在家中也能夠通過(guò)智能手機或平板電腦對家里的各種設備進(jìn)行控制以及收集信息。村田不僅擁有網(wǎng)點(diǎn)等硬件，還有先進(jìn)的軟件技術(shù)，能夠為客戶(hù)提供合適的全方位的解決方案，在建立ZigBee網(wǎng)絡(luò )上提供快速而靈活的技術(shù)支持。

村田還將無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與傳感器技術(shù)結合到一起，開(kāi)發(fā)了ZigBee傳感器模塊，便于客戶(hù)使用。只要預留一個(gè)接口就可以直接連接到客戶(hù)的終端產(chǎn)品上。

村田可集成溫度傳感器、濕度傳感器、紅外線(xiàn)傳感器、電流感應變壓器、環(huán)境光傳感器等等傳感器，來(lái)制作ZigBee無(wú)線(xiàn)傳輸傳感器模塊。

并且也開(kāi)發(fā)了傳感器節點(diǎn)終端產(chǎn)品?？蛻?hù)可直接使用，無(wú)需加工，并且支持電池供電。目前開(kāi)發(fā)的ZigBee節點(diǎn)產(chǎn)品有溫濕度傳感器、紅外線(xiàn)傳感器和智能插座。

村田專(zhuān)門(mén)為商業(yè)照明開(kāi)發(fā)了帶有數字接口的AC/DC電源模塊，此模塊帶有UART,DALI,PWM三種數字接口，可以通過(guò)UART接口與ZigBee模塊進(jìn)行連接，傳輸信號去控制電源模塊所帶動(dòng)的所有的LED燈。此電源驅動(dòng)模塊具有高功率(35W)，低待機功耗(0.2W)等特點(diǎn)。

利用這些特色產(chǎn)品，村田不僅能實(shí)現單燈短距離調控系統，配合其他技術(shù)還可實(shí)現樓宇照明遠程控制系統。通過(guò)網(wǎng)關(guān)的強大功能以及ZigBee的組網(wǎng)特點(diǎn)，可實(shí)現在短時(shí)間內進(jìn)行入網(wǎng)設置、組網(wǎng)設定以及休眠狀態(tài)激活進(jìn)行通訊。

在室內我們可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)使我們的手機或者平板電腦可以控制家里每一個(gè)帶有ZigBee通訊功能的LED燈，并且像附帶的傳感器、LED燈的開(kāi)關(guān)都可以裝上ZigBee模塊，即可實(shí)現無(wú)線(xiàn)通訊與控制。在室外，我們可以通過(guò)云服務(wù)器訪(fǎng)問(wèn)家里的網(wǎng)關(guān)，從而連接到家庭ZigBee網(wǎng)絡(luò )實(shí)現遠程控制。