数码控制技术 开创智能家庭照明新市场

新颖的智能照明系统，不仅可依据使用者需求缺省家庭照明情境，也可透过传感器辅助主动调校光源因应用户需求。Goldee

LED照明光源有省电、效率高、易整合等多项优点，但实际上LED照明应用却在调光方面变化较少，控制电路也相对复杂、成本高，但随着线性驱动方案、数码调光、照明控制闸道器等周边应用越来越成熟，整合具智能应用、情境调光的智能照明应用已经不是遥不可及的梦想…

随着LED照明光源发展日趋成熟，相关元件与终端产品的价位不断下滑，使用者对于LED照明应用产品接受度正持续增加，不只吸引更多厂商竞相投入开发光源产品，也将产品研发触角进一步延伸至LED智能照明应用市场。尤其在LED光源的线性驱动、光电结构整合设计、数码调光设计等相关方案逐步到位，衔接低功耗无线传输技术、Wi-Fi无线通讯技术等成熟方案整合，发展适用家庭、建筑与公众照明应用的智能照明产品，已经不是困难的事，也为投入LED照明应用的业者开辟新的产品出海口。

衔接智能电网 延伸智能照明应用

尤其搭上智能电网(Smart Grid)议题，智能照明(Smart Lighting)也可作为智能电网的应用服务延伸，透过智能化能源应用管理衔接智能家庭周边应用，发展兼具实用性与坚顾节能环保的应用环境。对比于传统照明应用环境，如传统灯具白炽灯球泡灯、萤光灯具，传统光源的能源使用效率低落，衔接智能闸道器还需透过复杂的D/A转换，这将导致智能光源控制闸道器的料件成本大幅提高，驱动传统灯具的高负载电路与元件也会产生耗损，导入智能照明的实用度有限。

相反地，LED照明应用光源就不同了，LED的驱动电路相对单纯，在技术整合可以轻易结合通讯、自动化控制、环境传感应用功能，在技术开发难度方面相对较低，驱动电路整合也会较传统灯具设计方案更为简洁实用，另搭上便捷的智能手机、平板电脑App控制终端整合，已成为近来发展智能照明应用的主流选用方案。

智能照明标准仍有待确立

但比较可惜的是，智能照明应用目前在灯具标准、控制网通平台等并无标准可循，即便是近来美国电器制造商协会(National Electrical Manufacturers Association；NEMA)及国际电工委员会(International Electrotechnical Commission；IEC)等标准组织已投入智能照明灯具系统标准制定，但技术架构、功能/安全要求等规范雏型仍有待持续努力，虽可在通讯与自动控制相关功能引导产业相关技术朝共同目标迈进，替智能照明产业与网通产业带来新商机，但实际上仍需时间酝酿。

而在智能照明相关规范规划方面，目前以NEMA动作较快，不只是针对灯具系统因应的智能照明应用思考，连带智能照明所需的照明控制软件、安全与功能性和无线通讯连接界面等逐步进行相关规范研议，避免业者各自发展无法跨平台系统的智能照明应用，让开发产品也能有完善的验证与兼容标准。除NEMA积极扩展智能照明规范外，IEC也对应成立针对智能照明市场需求的TC34小组委员会，进行新一代智能灯具系统的应用标准，初步已完成定义智能照明系统的测试验证、应用范围、能源采集(Energy Harvesting)等应用技术规范整合。

灯具机构空间有限 增加开发智能照明产品难度

而在发展智能照明，第一步是要在传统灯具的有限机构空间内，不只置入光源、驱动器、无线网通模块，还要设置天线模块，对于灯具的机构空间利用率要求相当高，尤其是当智能照明的系统载板面积极为有限下，如何改善驱动器与数码电路间的稳定不干扰设计，同时又可在有限空间整合于同一灯体，将会是发展智能照明最大的挑战。

另一方面，在LED灯具的机构空间利用优化方面，LED驱动与LED封装技术已有大幅度的跃进，目前主流LED E27球泡灯设计，已有相当多的LED球泡灯采取LED封装、基板、驱动器整合设计方案，也就是俗称的光电一体化整合方案，另搭配DOB(Driver on Board)和COB(Chip on Board)封装技术，让基本的LED照明光源可在极小空间下完成整体照明电路与光源材料设置，腾出来的机构空间即可用于智能控制电路、无线网通电路、传感电路等整合模块的优化方面即便LED灯具在光电一体化趋势下，已经可把光源与驱动缩减在单片结构上，但智能照明系统仍需追加通讯电路、传感电路、自动化启闭与调光电路，这部分技术整合考验开发业者的技术实力。

延续兼容传统灯具策略 发展智能照明终端产品

而发展智能照明，其实与先前推展LED节能照明一样，需延续依附在与传统灯具兼容的方向进行，才能让产品在终端销售不会碰到消费者还需添购专属灯具的成本问题，而兼容传统灯具就必须在灯内机构尽可能最小化设计，而同时为了维护LED光源原有的高使用寿命优势，电子电路、网通电路的使用寿命也需要达到接近于LED发光元件的寿命水准，才不会因为控制或是网通元件故障，导致LED智能灯具的寿命过短问题。

而投入智能照明的业者中，已有不少业者发展出独特有趣的整合应用方案，例如Philips推出的Hue智能灯具，其实就是采用光电一体化设计方案，在灯具部分还整合调光电子回路、无线网络控制功能，并可结合Zigbee无线技术应用，Philips还为Hue开发的专属的智能手机App，让使用者也可利用手上的智能手机线上遥控灯具启闭、调光、灯色变化等，其中占成本物料清单最高者，仍是Hue的驱动电子电路，可见发展智能照明的关键仍在驱动电子电路的成本压缩与功能整合方面。

无线网通方案各有利弊 多技术整合成趋势

另在可与智能照明衔接、整合的网通技术，目前即有相当多方案可选择，比较值得注意的是电力线网络(Power Line Communication；PLC)通讯方案因为终端的网络连接部分元件整合于灯具难度较高，因此在这波智能照明发展中属于较少见的发展方案，反而是低功耗、无线化的网通技术成为智能照明当红的网通技术方案。尤其是无线通讯方案，技术优势即在无线化通讯环境，这对使用者而言即免除了室内配线与连接需求，遥控设备可以利用智能手机、平板电脑、笔记本电脑取代，就如同智能照明方案极完整的Hue产品，用户控制端即可选平板电脑、智能手机、桌上型电脑等不同装置进行线上调控灯具表现。

在众多无线网通技术中，仍以具超低功耗表现、支持节点数量高的ZigBee无线技术最为热门，此外Wi-Fi无线通讯技术也是众厂商关注的通讯技术方案，因为Wi-Fi无线技术已在智能装置、电脑产品中使用相当广泛，不只是控制器因用量极大在成本也相对低廉，另外对线上的遥控终端来说，使用Wi-Fi无线技术也可在不添购网通连接界面下，使用现有的无线模块即可享受智能照明应用。而有鉴于ZigBee与Wi-Fi技术均获得不同发展智能照明应用产品青睐，甚至多的是厂商直接将两种技术整合在单一灯具中，因此也吸引网通业者进而投入开发ZigBee+Wi-Fi双通讯模块的整合型无线网通方案，藉由双无线界面整合灯具，替终端产品扩展更多、更便捷的应用情境。