Smart Lighting:Glühbirnen mit Gehirn

Bürobeleuchtung, die sich an Ihre Lichtfarbe anpassen lässt.

Heimlichter, die Ihre Muster kennen und sich basierend auf diesem Wissen ein- und ausschalten können.

Straßenlaternen, die das Geräusch von Kugeln erkennen und die Behörden alarmieren können.

Diese Funktionen sind alle Teil der Zukunft der intelligenten Beleuchtung – und die Entwicklung neuer Beleuchtungsfunktionen wie die oben aufgeführten ist näher als Sie denken. Mit zunehmender Verbreitung von Leuchtdioden (LEDs) werden Beleuchtungsfunktionen sowohl im Innen- als auch im Außenbereich einfacher über das Internet der Dinge (IoT) verbunden und damit „intelligenter“ werden.

Laut einer Markteinschätzung von Strategies Unlimited wird die Hälfte des Wohnungsmarktes bis 2022 ihre derzeitigen Leuchten durch LEDs ersetzen. Dies ist eine ziemlich bedeutende Schätzung, wenn man bedenkt, dass LEDs 2014 nur 5 % des Beleuchtungsmarktes ausmachten. Da LEDs immer beliebter werden, mehr Möglichkeiten für intelligente Beleuchtung werden verfügbar.

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Es gibt zwei große Kategorien von Beleuchtung – Außenbeleuchtung und Innenbeleuchtung – und im Folgenden werden wir behandeln, wie diese Kategorisierungen miteinander verbunden und intelligent werden.

Innenbeleuchtung

Die Zukunft der intelligenten Innenbeleuchtung wird sich auf die kabellose Beleuchtungssteuerung konzentrieren, die den Insassen die richtige Lichtmenge zur richtigen Zeit und sofort zur Verfügung stellt.

Wenn Sie ein intelligentes Gebäude erstellen, wird die natürliche Beleuchtung berücksichtigt. In jedem Gebäude möchten sie so viel natürliches Licht wie möglich nutzen, um Energieeffizienz und Kosteneinsparungen zu erzielen. Aber bei einem intelligenten Gebäude arbeiten Deckenbeleuchtung und natürliches Licht zusammen:Wenn beispielsweise eine Wolke vorbeizieht und die Räume dunkel werden, schaltet sich automatisch das Licht ein.

LEDs und Beleuchtungsintelligenz

Wie die Außenbeleuchtung wird auch die Innenbeleuchtung auf LED umgestellt. Der Ersatz für Leuchtstoffröhren ist für LEDs noch nicht so ausgereift – und sie sind ziemlich teuer –, daher gibt es immer noch viele Leuchtstofflampen (und das wird es wahrscheinlich noch lange geben). Darüber hinaus sind Leuchtstoffröhren weitaus energieeffizienter als früher, weshalb LEDs es viel schwerer haben, den Markt für Innenbeleuchtung zu erobern. Wenn Sie zum Beispiel gerade in ein Gebäude gehen und eine Lampe austauschen möchten, ziehen Sie die alte Röhre heraus und legen Sie die alte Röhre in den Troffer. Aber wenn Sie eine LED ersetzen möchten, müssen Sie den gesamten Troffer entfernen und einen ganz neuen einsetzen. Oder Sie müssen eine ziemlich raffinierte LED mit einem Lichtleiter besorgen, um die Leuchtstofflampe zu ersetzen, die das gleiche Licht abgibt .

Leuchtstofflampen werden durch die Länge jeder Glühbirne in Millimetern gekennzeichnet. In der Vergangenheit gab es T12s – sie waren große dicke Röhren mit etwa 40 Watt und sie waren extrem ineffizient (wie eine alte Glühbirne). Sie wurden durch effizientere T8 ersetzt, die immer noch in den meisten Büros verwendet werden. T8s haben etwa 35 Watt, verbrauchen also etwa die Hälfte des Stromverbrauchs der T12s und Glühbirnen. Die neuen T5s emittieren ungefähr die gleiche Lichtmenge wie T8s und sie haben zwischen 25 und 30 Watt, was sie noch energieeffizienter macht.

Die Moral dabei ist, dass es bei der intelligenten Beleuchtung für Gebäude weniger darum geht, komplett auf LED umzustellen, als vielmehr um die Steuerung und Ausgewogenheit von Tages- und Kunstlicht. Es ist wichtig zu beachten, dass intelligente Beleuchtung nicht sein muss Betrieb durch LEDs; Was die intelligente Innenbeleuchtung angeht, kann sie als jedes drahtlose Lichtsteuerungssystem kategorisiert werden, das die Lichtmenge optimiert, die Sie verwenden. Der Vorteil der Verwendung von LEDs besteht darin, dass sie flexibler sind, da eine LED einfach ein Chip mit einem Lichttreiber ist. Da Sie ohnehin einen Mikrochip in eine LED stecken, können Sie der Glühbirne auch die Möglichkeit geben, angesprochen zu werden. Dinge wie individuell adressierte IoT-Glühbirnen hätte es vor LEDs nie gegeben und sie haben den Beleuchtungsmarkt stark verändert.

Die Herausforderung bei der intelligenten Beleuchtung besteht darin, dass wie bei vielen infrastrukturbezogenen Dingen nichts aufgerüstet wird, bis es ersetzt wird. In den meisten Gewerbegebäuden bleiben die Glühbirnen dort, bis sie durchbrennen und durch neue ersetzt werden. Aber der Austausch ist der perfekte Zeitpunkt, um alle Leuchtstoff- und Glühbirnen auf LEDs und andere intelligente Funktionen aufzurüsten.

Anwendungsfälle für Innenbeleuchtung

Bei der Innenbeleuchtung dreht sich alles um den Komfort und die Freude des Bewohners, daher sind dies die Hauptbereiche, in denen Sie wahrscheinlich weitere technologische Fortschritte sehen werden:

• Ambiente :Philips Hue ist eine Glühbirne, die für die jeweilige Aufgabe auf die richtige Intensität und den richtigen Weißton wechselt. Zum Beispiel kann die Glühbirne gedimmt oder auf einen bestimmten Ton geändert werden, um einer bestimmten Fernsehsendung, die Sie gerade ansehen, „zu entsprechen“.
• Einfachheit :Studien zeigen (und Ihre Morgenroutine bestätigt wahrscheinlich), dass die Leute nicht gerne aufstehen und sich mit der Lichtsteuerung herumschlagen müssen. Ich denke, Sie werden immer mehr Beleuchtungsanwendungen sehen, die in die Kategorie der intuitiven Beleuchtung fallen. Das Licht lernt also die Muster des Büros und geht zu einer bestimmten Zeit ein und aus (ähnlich wie ein Nest-Thermostat, der die Temperaturmuster des Zuhauses lernt). In vielen „intelligenten“ Gebäuden geht derzeit das Licht zu einer bestimmten Zeit aus. Wer noch arbeitet und nicht gerne im Dunkeln sitzt, muss die Steuerung übersteuern. Mit Sensoren soll man nun dieses Beleuchtungssystem für die Menschen optimieren können, die noch im Gebäude arbeiten, anstatt den Strom für alle zu vernichten. Dies kann auch nach Etage oder Zone erfolgen.
• Lichttemperatur :Menschen bevorzugen unterschiedliche Lichttemperaturen, die von blau bis gelb skalieren. Auch in Zukunft wird es möglich sein, die Beleuchtung an Ihrem Arbeitsplatz nach Ihren Wünschen anzupassen.
• Energie sparen :In Europa ist das Licht in Treppenhäusern oder Räumen normalerweise ausgeschaltet, bis Sie eintreten. Sie drücken entweder einen Knopf oder eine Bewegung aktiviert die Lichter. In den USA lassen wir einfach alle Lichter an, die ganze Zeit. Intelligentes Licht würde es ermöglichen, das Licht ein- und auszuschalten, je nachdem, ob ein Raum belegt ist oder nicht.

Die Zukunft der Innenbeleuchtung ist rosig. Schließlich wissen Glühbirnen, was die Leute tun und was ihre Vorlieben sind, und sie werden in der Lage sein, angemessen darauf zu reagieren.

Netzwerkoptionen für intelligente Innenbeleuchtung

• ZigBee hat intelligente Beleuchtungsoptionen für die Innenbeleuchtung.
• Einige der ersten 6LoWPAN Optionen waren verbundene Glühbirnen, also sind sie ein Player auf diesem Gebiet.
• WLAN ist fast immer eine Option, da die meisten Gebäude über eine Art drahtloses Netzwerk verfügen.

Außenbeleuchtung

Die Außenbeleuchtung umfasst Straßenbeleuchtung, Flutlicht, Campus- und Schulbeleuchtung, Parkplatzbeleuchtung und vieles mehr.

Es gibt mehrere Gründe, warum Straßenlaternen ziemlich einfach „smart“ werden können, denn sie sind überall , sie sind relativ stabil , und sie haben immer Macht .

Was macht Straßenlaternen intelligent?

Hier bei Link Labs sind wir der Meinung, dass Lichtmasten eine der reifsten Anwendungen für Low Power Wide Area Networks (LPWAN) sind.

1. Einer der Hauptgründe, warum LPWANs für Lichtmasten geeignet sind, ist die Höhe des Endpunkts beeinflusst direkt die Reichweitenfunktionen . Angenommen, Sie haben ein ungefähr 1 Meter hohes Objekt, in das Sie einen Sensor installiert haben. Mit einem Basisstationsturm, der etwa 60 Meter hoch ist, können Sie eine Reichweite von 8 Kilometern erzielen. Würde man die Endknotenhöhe von 1 Meter auf 5 Meter (der Höhe einiger kurzer Straßenlaternen) erhöhen, würde sich diese Reichweite mit fast 18 Kilometern mehr als verdoppeln. Sie können also sehen, wie höhere Straßenlaternen – etwa 10 Meter hoch – es einem Sensor und einer Basisstation ermöglichen, über eine viel größere Distanz zu „sprechen“.
2. Viele Städte und Unternehmen stellen von einer traditionellen Straßenbeleuchtung (wie Metallhalogeniden oder Gasschwefel) auf LED um. Wenn sie die Leuchtmittel austauschen, fügen sie oft intelligentere Steuerungen hinzu, da die Kosten und der Arbeitsaufwand für das Hinzufügen eines Steuersystems im Vergleich zu den Kosten für das Hinzufügen des Lichts im Allgemeinen ziemlich gering sind .
3. Ein weiterer Vorteil von Lichtmasten ist, dass sie ständig mit Strom versorgt werden . Sie können sie also auch für andere Anwendungen verwenden. Sie können einen weiteren Repeater am Lichtmast haben, der intelligente Parksensoren, intelligente Wasserzähler und andere intelligente Bauelemente mit Strom versorgen kann. So kann der Lichtmast selbst als „trojanisches Pferd“ für andere Smart-City-Anwendungen fungieren. Wir sind der festen Überzeugung, dass Straßenlaternen im Freien die Leistung eines Low-Power-Wide-Area-Netzwerks exponentiell steigern können.

Anwendungsfälle für intelligente Außenbeleuchtung

• Taschenlampen zur Unterstützung von Rettungsfahrzeugen .
• Lichter, die sich in einem bestimmten Muster einschalten, um Einsatzfahrzeuge zu leiten an einen bestimmten Ort.
• Lichter, die sich ein- und ausschalten, wenn sie nicht verwendet werden, für mehr Energieeffizienz.
• Audioerkennung in Straßenlaternen, um zu helfen, zu erkennen, woher Schüsse kommen . Die Straßenlaterne könnte den Strafverfolgungsbehörden helfen, einen Vorfall zu triangulieren und schneller zu reagieren.
• Integration einer Ampelkamera .
• Videos zur Verbrechensaufklärung und Prävention.
• WLAN-Router .

Irgendwann werden diese intelligenten Glühbirnen als Gateway für eine ganze intelligente Stadt fungieren, sodass andere intelligente Anwendungen sie nutzen können.

Netzwerkoptionen für intelligente Außenbeleuchtung

• Mobilfunk ist eine Option, da die Endpunkte (normalerweise Lichtmasten) mit Strom versorgt werden, sodass die Batterielebensdauer kein Problem darstellt.
• Z-Welle , ZigBee , und andere 802.15.4 Mesh-Netzwerke sind auch Möglichkeiten für die Außenbeleuchtung, aber eine erhöhte Latenz – in diesem Fall das Warten auf ein Signal, das um die „Netz“-Formation und zurück zu einem Hauptknotenpunkt springt – kann hier ein Problem darstellen.
• Netzwerke mit Sterntopologie wie Symphony-Link sind großartige Optionen, denn LPWAN ist viel billiger als Mobilfunk und zuverlässiger als Mesh.

Wegweiser für die Zukunft des IoT

Innenbeleuchtung Es geht darum, die Bedürfnisse seiner Bewohner zu erkennen und zu erfüllen. Dies wird natürlich weiter wachsen und sich weiterentwickeln. Außenbeleuchtung beginnt als Tor für intelligentere, besser vernetzte Städte sehr vielversprechend auszusehen. Es ist eine hervorragende Möglichkeit, ein weitreichendes Funksignal auf den Boden zu bringen und eine tiefere Gebäudedurchdringung sowie eine größere Leistungsfähigkeit und Funktionalität zu unterstützen. Behalten Sie Smart Lights im Auge – sie fungieren überall als diskretes und unauffälliges Zentrum für Smart Cities.