為了擺脫價格戰泥淖，照明產業近年來積極朝智慧照明發展，并試圖透過整合聯網、環境感測等功能，讓照明設備具備更多附加價值。照明設備走向多功能整合，也為科技產業帶來新的機會。

照明與現代人類的生活有著密不可分的關系，幾乎每個人類活動的場域都可以看到照明設備。不過，由于不同場域有不同的應用需求，因此在某些特殊領域，照明設備已經不只是用來照亮環境，還得扮演環境感測或通訊節點的角色。照明設備走向多功能整合的趨勢，讓許多原本跟照明產業無關的科技業者，也成為照明產業的一份子。

LED驅動仍為智慧照明主要挑戰所在

***英飛凌（Infineon）資深行銷經理張文貴（圖1）表示，智慧照明的市場需求在近幾年有非常明顯的成長，特別是在公共照明領域。隨著世界各大城市全力推動智慧城市計畫，更高能源效率、更多功能的路燈設備，已開始出現在世界各地。

舉例來說，英飛凌目前正跟英特爾（Intel）、eluminocity合作，在歐洲推動一個智慧路燈專案。該專案所使用的路燈上，便搭載了各種環境感測器與雷達系統，當路燈照亮的范圍內沒有人車經過時，可以動態調低照度，以節省能源。而且，該智慧路燈不僅只是省電而已，還搭載了警報、交通流量偵測、空氣品質偵測、停車管理等功能，甚至還能加掛電動車充電樁模組，讓路燈直接為電動車充電。

多功能整合是路燈設備的未來，因此，電源、感測元件與嵌入式安全元件，都將在這類應用產品中扮演更重要的角色。不過，也因為路燈設備必須在既定空間內整合更多功能，因此在LED驅動子系統方面，勢必要做得更小巧、更高效率，才能把寶貴的空間留給其他功能。為此，英飛凌推出XDP技術平臺與CoolMOS與CoolGaN兩大系列產品，來縮小LED驅動子系統占用的空間。

事實上，就電源設計的角度來看，照明系統不僅面臨著LED驅動必須小型化的挑戰，還面臨兩個互相矛盾的技術要求：為了減少虛功，各國政府的法規都要求路燈必須支援功率因素校正（PFC），但PFC同時是造成LED頻閃的最主要原因，而頻閃若沒有適當的防治對策，輕則讓人覺得不舒服，重則讓人的健康受到損害。因此，如何在省電與人眼的舒適度之間取得平衡，一直是LED照明的驅動電路設計者最傷腦筋的問題。

針對上述挑戰，國際電子電機工程師協會（IEEE）已訂立了IEEE Std 1789-2015標準，對LED驅動電流的調變做出建議，以便讓路燈等高亮度LED照明應用能在電源效率與人眼的舒適度之間取得比較好的平衡。英飛凌所提出的解決方案，可以很輕松地讓路燈開發者設計出符合相關規范的應用產品。

多元感測器為照明創造附加價值

感測器是智慧照明不可或缺的元素，其中又以環境光偵測為最常見的基本功能。藉由環境光感測，照明燈具得以判斷其所處環境的光照情況，進而自動調節亮度，把能源效益發揮到最大。但除了環境光感測外，由于燈具在室內環境中往往位在制高點，是感測各種室內環境參數的絕佳位置，因此在燈具上整合有機化合物感測器（VOC）、影像感測器等感測器，將是值得觀察的趨勢。

奧地利微電子（ams）***區總經理李定翰（圖2）指出，對智慧燈具來說，搭載環境光感測器是最自然的選擇。透過環境光感測器，燈具可以掌握室內的光照狀況，進而自動調節亮度，達到最佳的省電效益。

圖2 奧地利微電子***區總經理李定翰認為，智慧燈具未來將成為室內環境中非常重要的感測中樞。

不過，照度感測只是最基本的功能，未來環境光感測器支援色溫感測，將是一大發展趨勢。藉由整合色溫感應功能，LED燈具還可以視當時環境自然光的色溫動態調整，打造出更舒適的光照條件。事實上，色溫變化對人的生理時鐘運作會有很大的影響，因此這種功能未來必然會更加普及。

除了環境光感測之外，由于燈具在室內所處的位置往往在制高點上，又不會有死角遮蔽，因此在燈具上整合其他感測器，例如影像、有機化合物感測等功能，也是十分理想的選擇。舉例來說，在燈具上添加影像感測器，再搭配對應的軟體，就可以計算出室內空間有多少人、活動狀況又是如何；若在燈具上加裝有機化合物感測器，就能實現室內空氣品質的監測，讓空調系統得以更智慧化地調節。

簡言之，未來智慧燈具很可能成為室內環境的感測器中樞（Sensor Hub）之一，特別是針對環境參數的感測，因為燈具所處的位置實在太理想，值得善用。而看好這個發展趨勢，奧地利微電子已備妥各種可以與智慧照明結合的感測解決方案，包含影像、溫/濕度、有機化合物、聲音甚至光譜，幾乎室內應用所需的各種物理量感測，奧地利微電子都有對應方案，且從元件、硬體開發工具到軟體工具都一應俱全。

李定翰表示，提供完整的工具跟開發平臺，對智慧照明應用的開發十分關鍵。照明產業跟電子產業的背景不同，工程師的專業領域也不一樣，若要降低照明廠商整合感測功能的難度，并加快產品上市時程，解決方案供應商必然要有相對完整的方案跟開發環境。提供完整的開發環境，是奧地利微電子相關產品線的重要發展策略。

搶食燈具聯網商機ZigBee暫居上風

至于在燈具聯網技術方面，雖然有許多無線通訊協定均可應用于智慧照明，但就市場現況來看，ZigBee仍是燈具聯網最常見的無線通訊協定。至于在有線技術方面，DALI與KNX這兩個標準則各有優勢，其中DALI是專為燈具所設計的標準，至于KNX則是更泛用的建筑自動化協定，可以支援多種實體介面，包含無線通訊在內。

***德國萊因（TüV）資訊與通信技術經理于凱群（圖3）分析，雖然近年來有許多無線通訊協定標準均鎖定智慧家庭、智慧照明等消費性應用市場，但單以智慧照明來看，ZigBee還是目前最主流的無線通訊協定。因為ZigBee發展得早，技術相對成熟，加上本身可以支援網狀網路（Mesh Network）拓撲，因此不管是要增加新的節點，或是在某一節點設備損壞時改走其他路由，都可以很輕松地實現。

圖3 ***德國萊因資訊與通信技術經理于凱群表示，ZigBee與DALI是目前智慧照明應用最常使用的無線與有線通訊技術。

除了網路架構本身的優勢外，ZigBee非常省電，也是其應用設計上的一大優勢。以燈光的開關來說，目前已經有業者開發出完全不依賴電池，只要靠使用者按壓開關產生的細微能量，就可以收發ZigBee訊號的無線開關裝置。這種應用產品最大的賣點在于開關跟燈具的連接不需要實體纜線，因此開關可以放在任何地方，又不用鉆墻拉線。

至于近年才出現的LoRa、Sigfox等窄頻長距離通訊，其技術特性也可以用在智慧照明上，但比較有優勢的應用在戶外照明或是大型場域，因為這類應用所需求的通訊距離，常常會超過ZigBee等短距無線技術的能力所及。

針對智慧照明所使用的各種有線/無線通訊協定標準，德國萊茵都有對應的技術資源，可滿足開發者對各種設計驗證及顧問咨詢的服務需求。