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2017年7月5日 星期三

Smart Bulbs - Everything you need to know | IoT





源: 物联之家网 魏淑芳 



隨著各國提倡環保的LED照明、綠色節能與智慧建築,智慧照明也從工商業建築、政府單位與公共建築等場所,逐漸邁入到一般社區與住家,提供更省電、更智慧,更方便控制,以營造出不同的光氛環境,來提升人們居住品質;更隨著物聯網的普及,可透過雲端控制的服務,將成智慧照明的發展主流…




從基本照明需求 到光氛調控的智慧照明
傳統照明的控制方式,大多以固定地點的開關為主,近年來隨著智慧手機的流行,以及物聯網的趨勢所驅使,新一代的照明紛紛走向智慧化,能透過結合感測裝置、資訊管理平台,搭配因特網,將照明與生活環境融合起來,達到「智慧照明」的應用。

相較於傳統照明,智慧照明可提供讓人們,透過行動裝置來遠端監控這些照明設備,並可根據心情,來改變光色以營造不同光氛環境,甚至可進一步做到能偵測人們是否在現場,並感測到現場人們身心理與環境狀態,來自動開閉或調和光線亮度、色溫等能力,以塑造出更合宜、更人性化的舒適照明空間。
各大廠推出智慧照明產品 創造光氛情境 搶攻換裝市場
近年來LED照明產業的崛起,不少IT大廠、既有照明大廠紛紛推出LED照明產品,推出各式規格的LED燈泡,以強調更省電、更環保的特色,以搶攻龐大的換裝(Retrofit)市場。然而LED晶片供給過剩,單純發光的LED燈泡價格殺到見骨,因此唯有推出不同特色的差異化產品,才能在市場上生存。

智慧照明似乎是這個產業的解藥,在LED燈泡內建ZigBee或Z-Wave晶片,賦予其無線控制的能力,再搭配智慧家庭中樞(Hub)產品以及專屬App,即可讓智慧手機或平板,透過WiFi、3G/4G的方式,在家裡或外面都能連回家裡,來控制燈泡的開閉、亮度、色溫,甚至色彩等等,以刺激市場需求。


在智慧燈泡產品中,以具備全彩調光功能的產品,最具有話題性與市場吸引力。不少廠商推出這類產品,並可透過手機或平板,來控制燈泡的開閉、亮度、色彩:還具備定時設定,以控制燈泡行為,以提升LED燈泡在居家環境的應用加值。

荷商Philips(飛利浦)在2012年,便推出第一代Hue智慧LED燈泡,搭配其Hue Bridge網橋連接到家裡的WiFi無線路由器,以便透過智慧手機,來控制燈泡的開閉、光色與亮度,提供高品質與多采多姿的照明環境。該產品於當年10月底在Apple Store上架,吸引不少IT產業與照明產業們的關注。


智慧家居照明系統之有線與無線控制解決方案
智慧燈泡光氛調控 紛紛以無線方式來設計。新式LED燈泡,在控制設計方面,大多選擇以無線遙控方式來實現,且業者紛紛瞄準以手機或平板來當成遙控器,做為智慧燈泡的產品設計方向。

這是因為傳統有線控制的方面,一來要在牆上布線,需要較大的成本,最好是規劃新建築時就考慮在內;但一般換裝市場大多沒有配置這種新的控制方式,因此,選擇以方便、可遙控的無線協議,便是廠商們共通的設計目標。

過去因無線通信種類多,且大多沒有針對「照明」來設計其通訊標準。隨後不少新興的、針對智慧家庭所設計的低功率無線通信標準,已經有補上「照明」這塊,並獲得廠商的採用。


操控方式大整頓 可搭或不搭智慧家庭Hub來運作
在智慧家庭的照明市場上,Philips首推採ZigBee無線協議,並搭配其Hue Bridge網橋的智慧照明方案,讓ZigBee在市場上聲名大噪。

然而由於內建ZigBee的終端裝置並不多,加上Philips的產品組合,對一些想嘗試的初學者來說,似乎投資成本太高(初代的3個Hue燈泡搭配Hue Bridge的Starter Kit,要價約150美元),且只能搭配iOS手機使用,讓產品大致只能走向高階市場路線。

接著LIFX於2012年推出Color 1000智慧燈泡,改採WiFi無線協議,其還內建6LoWPAN晶片/連接協議來傳遞燈泡之間的指令,不需用到網橋即可達到控制的目的。讓該燈泡也在市場獲得不小的關注。

在2013~2016年間其中,不少廠商推出各樣協議的RGB Bulb,有跟ZigBee同樣需要Hub的Z-Wave,以及免Hub、直接用手機控制的Bluetooth(藍牙)。因此市場上主流的RGB、純白色的可調光燈泡,所採用的無線通信協議,只剩下WiFi、ZigBee、Bluetooth這三種了。


IT巨頭出擊!各大陣營推出不同的智慧家庭支持產品
有鑒於蘋果iOS 8正式加入了HomeKit開發工具包,其推出的Works with Apple Homekit認證,讓不少廠商可推出搭配iOS的各式智慧家電產品,更可搭配Siri的語音命令方式,來操控RGB燈泡,而另一陣營的Google也加入戰局,其買下的Nest智慧家庭平台,並推出Works with Nest認證,同樣具備語音控制能力,再度點燃SmartHome Hub市場的戰火。

由於Apple與Google分別推出自己的智慧家庭平台,操控不再限定只能在室內家中,更能擴展到人在室外即可遙控,加上還支持語音控制,使其平台獲得不少廠商的支持。


像是2015年Philips再度推出Hue第二代,便同時支持Apple的HomeKit與Google的Nest智慧家庭平台,讓iOS與Android手機都能控制其RGB燈泡,使用其Hue App搭配其Hue Bridge 2.0產品,即可達到透過Siri來聲控高達50顆燈泡,達到居家情境的控制變化。

其他陣營像Wink、Insteon、Belkin(WeMo)、Samsung(SmartThings)、Lowe(Iris)等廠商,都有推出自己專屬的智慧家庭Hub產品,搭配其專屬App,來達到控制各式智慧家電產品的需求,也獲得不少燈泡大廠的支援。例如OSRAM的Classic系列燈泡可支持SmartThings或WeMo,GE燈泡支持Wink,而Cree燈泡可支持Wink、SmartThings、Wemo等等,並有與Wink的搭售包等等。


免Hub產品問世 達到區域甚至遠端控制
上述的智慧家庭產品,幾乎都要透過所謂的SmartHome Hub、Bridge等產品,來達到控制需求。也有廠商則選擇免Hub、降低用戶的採購成本的作法。

例如採用WiFi協議的LIFX,另外像小米(米家)的智慧家庭產品(包括Yeelight燈泡、LED台燈等等)也都是採用WiFi協議,只要透過其App,連接到家裡一般的WiFi Router/AP,即可做到無線調控的功能;一旦裝置與雲端登記好之後,日後就可透過3G/4G連上雲端,來控制家中的智慧家電,完全無需用到中間的Hub產品。

選擇以Bluetooth協議來設計的廠商,例如MiPow (Playbulb)、ADATA (Aura RGB)等等,都可以讓使用者直接使用手機,搭配其專屬的App,來達到控制的功能。


結合雲端服務 智慧物聯網產品擴大智慧照明應用戰線
除Hub產品之外,結合物聯網概念的智慧家庭產品,也在市場上醖釀。例如2014年Amazon推出結合AWS雲端服務的智慧家庭應用產品-Echo,用戶只要有一部Echo,即可透過AVS(Alexa Voice Service)語音服務來叫車、訂餐、查天氣,查時間、查日期、設定鬧鐘,聽音樂,Echo內建的喇叭就會將訂購或查詢的結果回復或播放給您。

不少智燈泡,都具有Works with Amazon Alexa的認證,像是Philips、Cree、LIFX、TP-Link等智燈泡產品就支援Amazon Alexa標準。


Amazon AVS與IFTTT Recipe服務,賦予照明產品更佳的智運用。

另外,像是IFTTT (IF This Then That)雲端服務,其食譜(Recipe)功能則是將綁定的個體(如產品、情況、物體)設定在不同條件下,會觸發其他裝置的行為。例如可以設定天氣變陰時,就讓燈泡亮度增強。或根據不同節日來改變燈色,讓生活更有趣。

總結未來的智照明產品發展,必然將搭上雲端物聯網應用,來達到方便、快速、可語音、可程序化的應用,讓使用者甚至不用再透過手機去手動控制,以達到真正的智照明應用。

                                                                                                                                                                                                                 

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