LED智能照明市場應(yīng)用分析

1、LED智能照明中山大學(xué)（古鎮(zhèn)）半導(dǎo)體照明技術(shù)研究中心簡介中山大學(xué)（古鎮(zhèn)）半導(dǎo)體照明技術(shù)研究中心簡介 中山大學(xué)（古鎮(zhèn)）半導(dǎo)體照明技術(shù)研究中心是中山大學(xué)和古鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府共同組建起來的一個產(chǎn)學(xué)研合作平臺。 研究中心位于古鎮(zhèn)燈飾大廈A座11樓，面積達(dá)1000平方米，鄰近鎮(zhèn)政府辦公大樓，地處古鎮(zhèn)鎮(zhèn)的行政及商業(yè)中心，非常便利于當(dāng)?shù)仄髽I(yè)與研究中心的交流與合作。 研究中心專注于半導(dǎo)體(LED)照明領(lǐng)域的各項技術(shù)研發(fā)，并為LED照明應(yīng)用領(lǐng)域的企業(yè)提供相關(guān)的技術(shù)方案、設(shè)計驗證及人才培養(yǎng)等服務(wù)。 作為一個面向企業(yè)的科技服務(wù)平臺，我們熱忱歡迎廣大的技術(shù)方案提供商和LED照明廠商前來進(jìn)行交流與合作，共同推動LED照明應(yīng)用領(lǐng)

2、域的技術(shù)創(chuàng)新及科技進(jìn)步。中山大學(xué)（古鎮(zhèn)）半導(dǎo)體照明技術(shù)研究中心簡介中山大學(xué)（古鎮(zhèn)）半導(dǎo)體照明技術(shù)研究中心簡介CONTENTS2LED智能照明的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀3LED光源與傳統(tǒng)光源在智能控制技術(shù)有何不同4LED智能燈具與控制器的標(biāo)準(zhǔn)與檢測1什么是LED智能照明？LED智能照明未來發(fā)展方向及市場潛力5LED智能照明專題報告的主要內(nèi)容智能照明專題報告的主要內(nèi)容 LEDLED智能照明所必須具備的要素：智能照明所必須具備的要素： 要素1：能充分體現(xiàn)LED光源的優(yōu)勢和特點。 例如：高效節(jié)能；燈光軟啟動、動態(tài)顯示、具精確及深度調(diào)光；色溫調(diào)節(jié)等。1. 什么是什么是LED智能照明？智能照明？要素2：具智能化控制的

3、功能。 基本功能：以簡便快捷的操作方式，實現(xiàn)滿足需求和舒適性的照明控制。 例如：通過墻壁控制面板或無線遙控器，實現(xiàn)“一鍵式”的照明場景切換，不 僅可同時實現(xiàn)多個光源的開關(guān)切換，而且可以實現(xiàn)深度調(diào)光及精確的色溫調(diào)節(jié)。 附加功能：1）結(jié)合傳感器（如照度、人體移動感應(yīng)器）的使用，實現(xiàn)自動化的光環(huán)境控制。 2）結(jié)合現(xiàn)場總線技術(shù)或互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)多光源的組網(wǎng)及控制。 LED智能照明的目的： 1）滿足個性化、舒適的照明需求；2）實現(xiàn)二次節(jié)能，節(jié)省照明用電及維護(hù)成本；3）實現(xiàn)更便捷的照明控制和管理。 技術(shù)模式一：2. LED智能照明的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀智能照明的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀控制技術(shù)模式控制技術(shù)模式優(yōu)點： 容易兼容

4、傳統(tǒng)光源的照明控制器或控制系統(tǒng)。 燈具通常采用切相、1-10V、PWM或DMX512的方式進(jìn)行調(diào)光。其中采用切相方式 調(diào)光無需專門的控制信號線，無需改動原有的布線，改造成本低。 LED驅(qū)動器無需智能處理器，整體燈具成本低。缺點： 若使用切相方式調(diào)光，會在線路上產(chǎn)生嚴(yán)重的諧波干擾，難以實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)光。由于是通過改變LED的電流值來控制亮度，LED的熒光粉在微功率時色溫漂移嚴(yán)重。 若使用1-10V、PWM或DMX512的方式進(jìn)行調(diào)光，則控制系統(tǒng)或布線會比較復(fù)雜。 模式二：優(yōu)點： 使用數(shù)字信號通信的方式實現(xiàn)調(diào)光，可實現(xiàn)精準(zhǔn)調(diào)光，且調(diào)光范圍寬。 控制功能深入到驅(qū)動器內(nèi)部，可最大限度地發(fā)揮LED的特性及節(jié)

5、能作用。 能實現(xiàn)單回路供電LED燈具的色溫調(diào)節(jié)。 缺點： 有線接口方式的智能系統(tǒng)需要增加布線，改造成本高。 無論有線或無線接口的LED智能驅(qū)動器均需要增加微處理器及通信接口電路， 整體燈具成本高。2. LED智能照明的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀智能照明的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀控制技術(shù)模式控制技術(shù)模式 廣場、庭院景觀照明 樓宇外墻裝飾照明 路燈照明 商業(yè)照明（酒店、商場、寫字樓等） 公共建筑室內(nèi)照明（學(xué)校、醫(yī)院、場館等） 家居室內(nèi)照明 戶外照明 室內(nèi)照明 LED智能照明的應(yīng)用場合 戶外照明 商業(yè)、公共照明家居室內(nèi)照明LED智能照明普及率2. LED智能照明的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀智能照明的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀應(yīng)用與普及應(yīng)用與普及2. L

6、ED智能照明的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀系統(tǒng)總線接口與標(biāo)準(zhǔn)控制方式代表性接口標(biāo)準(zhǔn)協(xié) 議 類別應(yīng)用照明控制特點有線KNX/EIB 歐洲安裝總線開放式主要用于樓宇自動化管理，控制的設(shè)備包括： 照明 , 、遮光 / 百葉窗、保安、能源管理、 供暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)等。主要應(yīng)用于大型商業(yè)、公共建筑的室內(nèi)照明及樓宇自動化系統(tǒng)?；芈烽_關(guān)控制、回路調(diào)光控制為主。DALI數(shù)字可尋址照明接口開放式專門為小于64個燈控節(jié)點而制定的照明控制標(biāo)準(zhǔn)主要用于小型室內(nèi)空間的照明控制，或作為大型室內(nèi)控制系統(tǒng)中的局部照明子系統(tǒng)。靜態(tài)照明之點光源控制，可實現(xiàn)調(diào)光調(diào)色功能。DMX512開放式主要用于建筑戶外裝飾照明、室內(nèi)舞臺燈光及控制系統(tǒng)末端的燈

7、具控制。動態(tài)照明之點光源控制，可實現(xiàn)調(diào)光調(diào)色功能。CAN /RS485封閉式主要用于室內(nèi)照明控制。各制造廠商自定協(xié)議，產(chǎn)品無法互換和兼容。廠商自定，各具特點。2. LED智能照明的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀系統(tǒng)總線接口與標(biāo)準(zhǔn)控制方式代表性接口標(biāo)準(zhǔn)協(xié) 議 類別應(yīng)用照明控制特點無線ZLLZigbee Light Link開放式是一種專門針對LED照明控制而制定的 ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)，使用該標(biāo)準(zhǔn)的照明產(chǎn)品能夠相互兼容運作，并與用戶家中已有的其它 ZigBee 標(biāo)準(zhǔn)共存。優(yōu)點：開放性照明控制協(xié)議；低功耗，燈具可組網(wǎng)控制。缺點：不能直接接入手機等智能終端，通訊距離相對較短。Bluetooth藍(lán)牙封閉式最新的4.0版本

8、涵蓋了傳統(tǒng)藍(lán)牙、高速藍(lán)牙和低功耗藍(lán)牙三種模式，因此可廣泛應(yīng)用于移動設(shè)備數(shù)據(jù)交換、醫(yī)療、工業(yè)控制、設(shè)備控制等領(lǐng)域。優(yōu)點：方便接入手機、手提電腦等智能移動終端；低功耗。缺點：無統(tǒng)一的照明控制協(xié)議，不適宜多燈組網(wǎng)控制。WiFi封閉式主要應(yīng)用于將個人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機）等終端以無線方式互相連接，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像、語音等多媒體信息的高速傳輸交換，并支持互聯(lián)網(wǎng)接入。優(yōu)點：方便接入手機、手提電腦等智能移動終端及互聯(lián)網(wǎng)。缺點：無統(tǒng)一的照明控制協(xié)議，功耗高，成本高。比較 有線方式：技術(shù)成熟、應(yīng)用穩(wěn)定、受控?zé)艟吖?jié)點成本低，但有布線成本。 無線方式：技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)仍有待成熟、規(guī)范及廣泛的應(yīng)用驗證，應(yīng)用時不穩(wěn)定

9、因素多，受控 燈具節(jié)點成本高，但沒有布線成本，升級換代容易。3. LED光源與傳統(tǒng)光源在智能控制技術(shù)有何不同？LED調(diào)光范圍寬，調(diào)光分辨率精細(xì)：因此控制系統(tǒng)宜使用數(shù)字傳輸技術(shù)，且控制深度和精細(xì)度可以做得很高，因而可更好地實現(xiàn)節(jié)能及光環(huán)境調(diào)控。例如可實現(xiàn)LED亮度調(diào)節(jié)范圍0.1%-100%，調(diào)節(jié)精度達(dá)1/1000。LED光源響應(yīng)時間短，易于實現(xiàn)動態(tài)顯示：在需要實現(xiàn)動態(tài)顯示的照明應(yīng)用場合，宜使用高速數(shù)字傳輸技術(shù)。例如通過DMX512總線實現(xiàn)戶外建筑外墻的動態(tài)裝飾照明。LED光源體積小，易于實現(xiàn)燈具個性化，并能構(gòu)成大規(guī)模的點光源照明或顯示：因此在特定應(yīng)用場合控制系統(tǒng)的處理數(shù)據(jù)容量及處理能力要求高。例

10、如大型戶外建筑外墻的動態(tài)裝飾照明往往需要以高性能PC作為中央控制器，且使用光纖作為骨干通訊電纜。LED光源色彩豐富，易于實現(xiàn)色溫或顏色控制：因此需要控制系統(tǒng)具備色溫或顏色控制的手段和處理能力。例如通過DALI總線實現(xiàn)室內(nèi)照明的色溫調(diào)節(jié)控制。綜述：相對于傳統(tǒng)光源，LED光源的控制系統(tǒng)需要有針對性地提升其數(shù)據(jù)處理能力，包括：數(shù)據(jù)處理容量、處理速度、處理方式及處理手段等方面。4. LED智能燈具與控制器的標(biāo)準(zhǔn)與檢測LED智能燈具的定義： 硬件結(jié)構(gòu):微處理器LED驅(qū)動LED光源LED燈具內(nèi)部傳感（電壓、電流、溫度、色溫等）通訊接口外部傳感器接口定時器 典型功能:環(huán)境照度、人體占用等傳感器通過控制接口或

11、通訊接口對LED進(jìn)行即時的調(diào)光(調(diào)色)控制或照明場景調(diào)用。通過與環(huán)境傳感器（如環(huán)境照度、人體占用等）連接實現(xiàn)全自動LED照明控制。通過內(nèi)部（或外部）定時器的設(shè)置進(jìn)行LED功率的自動定時調(diào)節(jié)，實現(xiàn)LED亮度的定時控制或LED生命周期的光衰補償。對于組網(wǎng)的多個燈具，支持獨立地址、分組或廣播等多種尋址控制方式，多種照明場景、調(diào)光曲線（線性對數(shù))、輸出功率范圍等參數(shù)可編程預(yù)設(shè)。典型的LED智能驅(qū)動器：具DALI接口的LED驅(qū)動器?？蓚蓽y及反饋LED燈具內(nèi)部的工作狀態(tài)，如電壓、電流、溫度、色溫等。配置存儲器4. LED智能燈具與控制器的標(biāo)準(zhǔn)與檢測智能照明協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)分類 開放式標(biāo)準(zhǔn) : 對通訊接口的物理接

12、口、時序格式及照明控制的協(xié)議內(nèi)容都形成了完善且公開的規(guī)范。如DALI、DMX512、ZLL（Zigbee Light Link）等標(biāo)準(zhǔn)。1. 封閉式標(biāo)準(zhǔn)：通常缺乏照明控制協(xié)議內(nèi)容的公開規(guī)范，甚至某些廠商會采用非標(biāo)準(zhǔn)的物理接口或時序格式以保護(hù)自身的知識產(chǎn)權(quán)和市場利益。如RS485總線的物理接口已形成公開的國際標(biāo)準(zhǔn)，但采用RS485總線的照明控制系統(tǒng)卻缺乏開放和統(tǒng)一的照明控制協(xié)議，故無法做到各個制造商相互兼容。LED智能燈具或控制器的檢測方案確定檢測的目的：僅需要功能驗證；或需要獲取國際認(rèn)證。確定或了解檢測的項目、測試條件、測試設(shè)備和測試方法。依照檢測目的選取以下三種檢測途徑之一：檢測途徑優(yōu)點缺點

13、1用戶自檢用戶通過親自參與檢測平臺的搭建，并參與具體的測試過程，能深入了解自身產(chǎn)品性能，有助于產(chǎn)品的研制和改善。檢測結(jié)果對外說服力弱；不能獲得國際認(rèn)證標(biāo)志。2送第三方檢測機構(gòu)作功能性驗證及檢測僅需一次性支付檢測費用。能獲取第三方檢測機構(gòu)出具的檢測結(jié)果證書，檢測結(jié)果對外有一定的說服力。未必能了解檢測過程的細(xì)節(jié)情況。非授權(quán)檢測單位無法發(fā)出有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的國際認(rèn)證和標(biāo)志。3通過標(biāo)準(zhǔn)所屬的國際組織或授權(quán)單位完成標(biāo)準(zhǔn)兼容性檢測及認(rèn)證開放式的標(biāo)準(zhǔn)都有相應(yīng)國際性組織負(fù)責(zé)管理及推廣應(yīng)用，用戶可以通過這些國際組織或授權(quán)單位完成需要的測試，并能獲得產(chǎn)品進(jìn)入市場所需的國際認(rèn)證和標(biāo)志。費用高，并可能需要逐年繳納有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織

14、的會員費用。認(rèn)證過程相對復(fù)雜，時間長。4. LED智能燈具與控制器的標(biāo)準(zhǔn)與檢測舉例1：DALI燈具與控制器的簡易檢測方案 目的：僅需要功能驗證。 前提：確定或了解檢測的項目、測試條件、測試設(shè)備和測試方法。 途徑：用戶自檢 或送第三方檢測機構(gòu) 方案：4. LED智能燈具與控制器的標(biāo)準(zhǔn)與檢測（1）DALI驅(qū)動器的功能性檢測電腦及檢測軟件DALI-USB適配器被測設(shè)備（DALI驅(qū)動器+LED光源）光學(xué)及電參數(shù)檢測設(shè)備檢測設(shè)備 LED驅(qū)動器DALI功能的簡易測試平臺搭建 DALI指令測試方法 測試DALI指令的分類4. LED智能燈具與控制器的標(biāo)準(zhǔn)與檢測激活：輸出測試指令測試：查詢指令執(zhí)行結(jié)果及LED

15、的工作狀態(tài)依據(jù)IEC62386-102-2009（ 數(shù)字可尋址照明接口 第102部分：通用要求 驅(qū)動控制裝置）所列明的測試流程對以下8類DALI系列指令（共約270多條指令）作逐一測試：序序測試測試DALI指令的類別指令的類別1一般配置指令2電弧功率參數(shù)設(shè)置指令3系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置指令4存儲器存取指令5電弧功率控制指令6物理地址分配指令7隨機地址分配指令8查詢和保留指令（2）DALI照明控制器的功能性檢測4. LED智能燈具與控制器的標(biāo)準(zhǔn)與檢測電腦及檢測軟件DALI-USB適配器被測設(shè)備（DALI照明控制器）檢測設(shè)備 DALI照明控制器的簡易測試平臺搭建測試方法激活DALI照明控制器：輸出DALI指

16、令測試：PC端監(jiān)測控制器發(fā)出的DALI指令DALI照明控制器測試：1）PC端發(fā)出用于配置的DALI指令。 2）PC端查詢配置指令的執(zhí)行情況?？刂浦噶顪y試：配置指令測試： 目的：需要獲得DALI國際認(rèn)證及標(biāo)識。 前提：加入DALI標(biāo)準(zhǔn)的國際組織。 認(rèn)證流程：4. LED智能燈具與控制器的標(biāo)準(zhǔn)與檢測舉例2：DALI燈具與控制器的國際認(rèn)證方案向DALI國際組織（ZVEI-德國電子電氣制造商協(xié)會）提交入會申請書簽署入會需要的協(xié)議文件獲批準(zhǔn)后，繳納會費5000歐元/年獲得DALI的標(biāo)準(zhǔn)測試軟件及使用許可證在指定的測試儀器（Probitlab/14000歐元）執(zhí)行DALI兼容性測試測試通過后，獲得DALI

17、國際商標(biāo)之使用權(quán) DALI指定的測試儀器及測試系統(tǒng)搭建：4. LED智能燈具與控制器的標(biāo)準(zhǔn)與檢測舉例2：DALI燈具與控制器的國際認(rèn)證方案被測DALI驅(qū)動器被測光源測試PC及軟件4. LED智能燈具與控制器的標(biāo)準(zhǔn)與檢測舉例3：ZLL（Zigbee Light Link）控制器的國際認(rèn)證方案 目的：需要獲得ZLL兼容性測試或認(rèn)證。 途徑：目前有四家實驗室可進(jìn)行測試與認(rèn)證，其中 歐洲兩家，北美一家，中國一家。 中國賽西實驗室是唯一家本土實驗室。 優(yōu)勢為：本土測試，語言及無時差溝通。 認(rèn)證流程：（測試周期：約4周）客戶提出申請簽訂合同申請ZigBee聯(lián)盟會員（3000美元/年）客戶送樣，產(chǎn)品測試(約

18、1500美元）提交測試結(jié)果并申請（500美元）實驗室出具最終測試結(jié)果報告實驗室進(jìn)行項目初審Zigbee聯(lián)盟審核、發(fā)證5. LED智能照明未來發(fā)展方向及市場潛力 當(dāng)前LED智能照明應(yīng)用推廣的主要障礙各種智能照明的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)均有其獨特的應(yīng)用優(yōu)勢，但也存在各自明顯的局限性，非專業(yè)用戶難以作出選擇。安裝、配置及調(diào)試技術(shù)復(fù)雜，施工難度大，通常需要專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)試。成本高，大部分用戶比較難于接受。 LED智能照明的未來發(fā)展方向大眾化（消費照明）的智能LED照明市場趨向于采用開放的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，以確保不同廠商的產(chǎn)品間擁有良好的互操作性。 事實上，早在1994年， TRIDONIC（銳高）、 OSRAM、PHILIPS等國際照明廠商就已經(jīng)聯(lián)合推出了針對照明控制有線接口的DALI標(biāo)準(zhǔn)；而在2012年4月份，ZigBee聯(lián)盟宣布ZLL（ZigBee Light Link）標(biāo)準(zhǔn)正式啟用，這項針對LED照明無線通訊的新標(biāo)準(zhǔn)同樣得到飛利浦、 OSRAM、 GE等廠商的支持。可以預(yù)見，開放式的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)將會成為消費照明控制應(yīng)用的主流規(guī)范。隨著LED智能照明的技術(shù)進(jìn)步及廣泛應(yīng)用，控制系統(tǒng)的安裝、調(diào)試將更簡單直觀，且無需額外工具