智慧照明系統是什麼?Zigbee、 Wi-Fi、藍芽應用一次告訴你!

Jason Hsieh | Co-Founder/Manager at TJ2 Lighting 東捷生活科技

發佈於TJ2 Lighting | LED Lighting Manufacturer in Taiwan

2024/04/21閱讀時間約 7 分鐘

在互聯網、互聯設備和智慧照明科技的時代，智慧照明系統也迎來了新一波的創新變革，其中包括以Zigbee、Wi-Fi和Bluetooth藍牙作為連接協定在內的智慧照明系統，搭配led的高能效，以及無可比擬的系統整合便利性，為大眾的生活開創嶄新的面貌。從居家空間、商業空間、戶外空間，直到企業辦公室等，智慧照明持續為使用者提供便利性，以及節約成本等益處。

智慧照明系統是一個透過無線通訊協定相互連接而成的照明網絡，可以透過智慧型手機、平板電腦或語音命令等各種設備進行遠端控制。這種互連性與可遠端控制等特性，可有效增強使用者體驗，帶來便利性並提升能源使用效率。在硬體組成部分，主要包含智能燈具、智能開關、傳感器、控制面板等。

智慧照明系統網絡的基礎通訊協定

智慧照明系統的網絡核心在於三種主要連接技術：Zigbee、Wi-Fi 和藍牙。這些通訊協定中的每一種都具有獨特的優勢，並且在實現設備之間的通訊方面都有其可達到的特定目的與優勢。

1.Zigbee

Zigbee一種低速短距離傳輸的無線網路協定，底層通訊技術是採用IEEE 802.15.4標準規範的媒體存取層與實體層。主要特色有低速、低耗電、低工耗、低成本、支援大量網路節點、支援多種網路拓撲、低複雜度、可靠、安全。Zigbee由於組網能力強。理論上，一個ZigBee閘道器可以連接數萬個設備，目前在實際應用中已經至少可以組成超過100種設備的穩定網絡。以Zigbee為基礎的智慧照明系統，實務上常用於中小型的照明設計工程案。

2.Wi-Fi

Wi-Fi，或稱無線網路，是Wi-Fi聯盟的商標，一個基於IEEE 802.11標準、廣泛使用於中大型專案的的無線網路技術，其可實現與本地網路的高速互聯。在智慧照明系統的背景下，Wi-Fi連接提供了與現有家庭或辦公室網絡的無縫接軌，允許用戶通過智能手機應用程序或語音助手遠程控制燈光。 Wi-Fi的廣泛使用、高資料速率和高頻寬使其成為需要即時通信和高數據輸送量的應用程序的一個首要選擇。另一方面，過去Wi-Fi的一個缺點是功耗高、安全性低、效率低。Wi-Fi較不適用於部分智慧家庭的產品，如智慧門鎖、紅外線控制器、感應器等。

3.Bluetooth

藍牙技術是一種無線通訊技術標準，用來讓固定與行動裝置，在短距離間交換資料，以形成個人區域網路。其因短距離無線通訊功能而受到廣泛認可，通常用於連接智慧型手機、平板電腦和穿戴式裝置等裝置。支援藍牙的智慧照明系統提供方便直覺的使用者體驗，讓使用者直接從智慧型手機控制燈光，無需額外的集線器或網關。藍牙的低功耗以及與各種消費性電子產品的兼容性使其成為住宅照明應用的不錯選擇。藍牙技術目前由藍牙技術聯盟（SIG）負責維護其技術標準，其成員已超過三萬，分布在電信、電腦、網路與消費性電子產品等領域。

了解智慧照明系統的特性與優勢

Zigbee、Wi-Fi和藍牙bluetooth技術，連接在智慧照明系統中的應用為各個領域的用戶帶來了非常多好處。

1. 增強使用者控制力以及使用彈性:

智慧照明系統讓使用者能夠對其照明環境進行完整控制。無論是調整光線亮暗、設定自定義照明時間表還是創建動態照明場景，使用者都可以根據自己的喜好和生活方式客製化其照明體驗。

2. 提升能源使用效率:

透過結合感測器和智慧演算法，智慧照明系統透過自動調節亮度水平並關閉無人區域的燈光來優化能源使用。不僅可以減少電費，還可以透過最大限度地減少能源浪費來促進環境的ESG永續發展。

3. 系統整合能力強

通過支持Zigbee、Wi-Fi和藍牙Bluetooth連接，智慧照明系統可以與其他智能家居設備和平臺無縫接軌。無論是將燈光與智慧恒溫器、安全監視器還是語音助手同步，使用者都可以根據自己的需求創建有吸引力、相互連接的智慧生態系統。

4. 遠程控制方便:

支持Wi-Fi 的智慧照明系統可讓使用者透過網路連線從任何地方遠端控制燈光。無論是在家、工作還是度假，用戶都可以使用智慧型手機應用程式或網路介面輕鬆監控和調整照明設定。

5. 系統高度的可擴展性

Zigbee的網路功能可讓智慧照明系統輕鬆擴展，容納更多設備並根據需要擴大覆蓋範圍。這種可擴展性使得基於 Zigbee的系統成為大型住宅、商業建築和戶外安裝的理想選擇。

6. BLE Mesh網絡的使用標準案例

BLE 網格可作為高度靈活、節能且安全的解決方案用於傳統網路應用。例如：

居家自動化解決方案
工業自動化解決方案
智慧照明解決方案
資產追踪解決方案

Bluetooth Mesh: Technology Overview, Examples, Alternatives, and First-Hand Experience

AN OVERVIEW OF THE IMPORTANCE OF BLE MESH NETWORKS IN IOT

導入智慧照明系統前，應該做好那些準備

雖然智慧照明系統具有眾多優勢，但它們在成功實施和部署前，也有些必須解決的挑戰和注意事項。首先，解決隱私和安全問題，例如未經授權的存取或資料外洩的風險，以確保用戶的信任和信心。此外，不同智慧型裝置和平台之間的互通性問題可能會造成整合上的阻礙，從而限制這些系統功能性的潛力發展。

1. 智慧照明系統與終端設備的整合

確保不同智慧照明設備和平台之間的互通性，對於用戶體驗非常重要。Zigbee 聯盟的 Zigbee 3.0、藍牙 Mesh 和 Wi-Fi 聯盟的 Wi-Fi CERTIFIED 等標準有助於促進不同生態系統之間的互通性和相容性。

2. 安全性

在智慧照明系統中，保護用戶隱私和資料安全是最重要的。實施可靠的加密技術、安全的身份驗證機制和定期的更新可以幫助降低安全風險並防範潜在威脅。

3. 使用者教育與說明

導入系統前，需要讓使用者了解智慧照明系統的特性和功能以發揮其效益。可提供內容完整的使用手冊、教學和客戶支援，以利其充分利用智慧照明。

LED照明科技與智慧照明系統的結合

LED智慧照明種類示例

RGB LED 燈帶：RGB（紅、綠、藍）LED 燈帶可透過混合不同比例的三基色來彈性地產生各種光的顏色。這種多功能性使它們成為創建動態照明效果和情緒照明的理想選擇之一。
RGBW LED燈帶：基於 RGB 概念，RGBW LED 燈帶在 RGB LED旁邊整合了一個額外的白色 LED晶片。可以實現更準確的色彩再現，並提供暖白光選項，從而增強多功能性和表現。
RGBCW LED燈帶：指紅、綠、藍三色光之外，加上暖白光、冷白光。
可調光調色溫LED 燈帶：可調光調色溫LED燈帶允許調整光輸出的色溫，範圍從暖白色（約 2700K）到冷白色（高達 6500K）。此功能對於照明氛圍相對重要的空間應用特別有利，例如住宅照明和零售照明等。

調光技術簡介: Triac Dimmer, LED 0-10v Dimming, PWM Dimming

Triac 調光

最常見的 LED 調光器是切相調光器。

所有相切調光器的工作原理都是在每個電源週期內將 LED 燈的交流電源打開和關閉兩次。這會減少流向 LED 燈或燈具的電能，從而減少其光輸出。

TRIAC調光器

LED 0-10v 調光

LED 技術在商業和住宅照明領域日益普及。由於其受歡迎程度，0-10V 調光控制系統在調控LED 燈具輸出的明暗方面也受到廣泛關注。

0-10V LED調光器使用直流電壓來控制燈具的輸出。這是最簡單、最早的照明控制系統之一。0-10V調光，可在10%、1%、0.1%的亮度等級下平穩調光和調光。

LED 0-10v Dimmer switch 0-10v調光

PWM調光

PWM調光透過改變燈串中恆定電流的佔空比來有效地改變燈串中的平均電流來達到相同的效果。脈寬調變 (PWM) 是一種常見的調光類型，用於調節LED 驅動器設備中的電流。PWM 調光採用具有可變正佔空比 (D) 的矩形波形，並按比例調整 LED 電流。

PWM調光的兩個關鍵參數是「佔空比和頻率」。

PWM Dimming-pwm調光

可調光燈具比較: 可調光燈具 VS 可調光調色溫燈具

可調光燈具

可調光燈具已經普遍使用在居家室內設計中，提供了一種簡單而有效的調節空間亮度的方法。這些燈通常使用調光開關，簡易控制流向燈具的電流量，從而改變發出的光的明暗程度。可調光燈具用途廣泛，可營造各種氛圍，從舒適、私密的環境到適合工作或招待客人的明亮、光線充足的空間。可調光燈具的優勢之一，透過對於環境所需要的亮度，進行燈光的明暗控制，減少不必要的燈具功率損耗，使用者可以降低能耗並延長光源的使用壽命，從而隨著時間的推移節省成本。

可調光燈具的優勢之一，透過對於環境所需要的亮度，進行燈光的明暗控制，減少不必要的燈具功率損耗，使用者可以降低能耗並延長光源的使用壽命，從而隨著時間的推移節省成本。

可調光調色溫燈具

另一方面，可調光調色溫燈具代表了一種更先進、更動態的照明控制方法。與傳統的可調光燈具不同，可調光調色溫燈具讓使用者不僅可以調整亮度，還可以控制光的色溫，代表用戶可以在溫暖和涼爽的色溫之間無縫過渡，充分對應各種場景。

LED 照明能夠改變色溫，這使得可調光調色燈具成為尋求創造各種應用情景用戶的最佳選擇。可調光調色溫燈具通常與智慧照明系統結合，使用戶能夠運用APP客製化設定各種應用場景，或透過智慧型手機或語音命令遠端控制燈光。

查看更多: 如何選擇可調光的LED照明燈具? 可調亮度 Vs 可調光調色溫

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結論

包括 Zigbee、Wi-Fi 和藍牙連接在內的智慧照明系統代表了照明技術領域的創新變革。透過增強的控制性、能源效率和無縫整合功能，智慧照明系統正在重塑我們的居家空間、辦公室空間、商業空間和公共空間的照明方式。透過控制與連結終端裝置的力量，智慧照明系統正在為所有人照亮一條通往更光明、更永續的未來道路。

作者: Jason謝易芨 | Co-Founder/Manager at TJ2 Lighting, LED Lighting Manufacturer, lighting manufacturer and led lighting supplier in Taiwan.

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