第五章 結論與建議
附表 1. 11 照明物聯網應用於休閒娛樂應用案例
應用說明 應用案例照片
(1) 協助緊急照明功能測試
透過照明物聯網自動進行緊急照明系 統及其電池功能定期測試,定期完成 檢測報告。
(2) 主動推播博物館和畫廊導覽資訊 透過應用程序和可見光通信,照明物 聯網可以使用感應技術,為博物館和 畫廊觀眾提供更好的導覽體驗和展覽 訊息。
(3) 提供個人化和自動化客房
旅館客房的智慧照明,可以收集、辨 識入住者及其偏好,並相應調整房間 的燈光、百葉窗、電視頻道和 HVAC 空調等設備。
(4) 提供旅館顧客服務消費資訊
依據顧客所在位置,提供餐廳推薦、
優惠及延遲退房等結賬優惠訊息,可 透過位置分析和智慧手機應用 App,
應用說明 應用案例照片 增加旅館消費人次。
(5) 協助降低旅館和度假村的維運成本 設有人體動態感知的感測器,可以採 智慧化設備調控,簡省不必要的設施 運轉,抑制不必要的能源消耗。
(資料來源:https://luxreview.com/article/2017/10/30)
(資料來源:GE)
Current 的客戶經理 Alyson Kjeldahl 表示:「我們將會看到一般傳統工作環 境脫胎成為智慧型、支援物聯網與 AI 的工作環境。身為工作人員,我們將感受 到原先屬於私人生活的科技經驗逐漸擴及職場。」
(四) 智慧照明與建築設計及室內裝修之配合
智慧照明節能除了控制設備或相關元件外,透過有線或無線等技術,自基本 照明單元擴充至整棟建築物之照明控制,使各照明單元間之數據傳輸、設備等節 點得以相互連結或拓樸分佈,成為完整的智慧照明能源管理監、控系統;亦可與 建築能源管理系統結合,定時回饋訊息、分析用電使用情形。
1. 照明通訊協定介紹:通訊協定作用在於不同的系統間需要有共同的語言
加以連結,使照明相關設備如感應器、安定器、電源等週邊得以溝通,
進而與建築能源管理系統連結運用,故通訊協定為智慧照明與建築能源 管 理 系 統 控 制 接 續 之 基 礎 。 其 架 構 由 國 際 標 準 組 織 ( International Organization for Standardization,ISO) 於 1977 年訂定 ISO / TC97/ SC 16 制定,稱為開放式系統連結 (open system interconnection ,OSI) ,在此 之下設定七個層級,各層級分別負責不同的網路功能,透過各層級傳輸、
加密解密、傳送代碼、交換資料、建立傳送規則、傳送封包與路徑、偵 錯連結與電子訊號傳送,並運用此架構使各家不同網路設備得以在此框 架下相互溝通。
依據我國 CNS C4534-1 規範將通訊協定(Protocol)定義為: 「泛指在 傳輸網路中,通訊發送端與接收端利用預先約定好的方法,藉此傳輸資 料。所謂「約定好的方法」包含傳輸資料的位元順序、資料結構、傳輸 方式與執行順序等。」智慧照明控制技術透過網路以有線或無線之傳輸 方式,可將控制應用從基本照明單元增加到整棟建築物之照明,其控制 之技術依各種網路通訊協定可分為集中式由中央控制系統控制、或經由 節點連接往外擴散控制等;本節將網路通訊協定應用中,常見之相關名 詞介紹如下:
2. RS232(串列埠):由電子工業協會 (Electronics Industry Association,
EIA) ,於 1969 年發佈,後由電信工業協會(Telecommunications Industry Association, TIA) 重新定義為 TIA232,確定電氣特性和信號時序。常 用在電腦的連結( 接頭) 即串列埠,主機上的 COM1、COM2 介面即 RS-232C 介面;RS232 連線長度約 17~33m。
3. RS485( 連 接 線 ) : 由 電 信 工 業 協 會 (Telecommunications Industry Association, TIA) 重新定義為 TIA485,具多點與雙向通訊能力;可長 距離連線,可同時多個設備。
4. Ethernet:中文為乙太網路,由 DIX 聯盟制定之區域網路系統,常應用 多台電腦且有限的區域範圍內,可連結交換器或集線器,形成拓樸連 結。
5. USB (Universal Serial Bus):為資料傳輸介面,通常為隨插即用,提供 主機與裝置( 滑鼠、印表機、外接式硬碟、鍵盤等) 間連結。
智慧照明控制系統中,除了在建築設計或裝修階段將相關網路佈線一併規劃 設計外,欲新設或在既有空間場域中進行智慧照明控制應用時,則需仰賴無線網
路技術,常見之無線網路如下:
1. ZigBee:為基於 IEEE 802.15.4 標準而成之短距離無線通訊技術名稱,
可透過多個節點間傳輸互相連結成區域網路,可用來提供照明控制、感 應器與開關等,需要通過橋接器組網,傳輸速度 10~250Kbps。
2. Bluetooth:2001 年列入 IEEE 802.15.1 標準,為無線通信技術,使不 同裝置進行無線連線,並構成無線網路。低功耗,但受限於點對點連接 的協議特點,傳輸速度 3~24Mbps。
3. Wireless Fidelity (Wi-Fi):為符合 IEEE 802.11 無線網路通訊標準之通訊 系統,無需使用實體電線即可在無線網路存取點之覆蓋範圍內可進行網 路連線。研發門檻與成本較低,傳輸速度 11~54Mbps,設備通用性好,
組網節點數受限於路由器。
附圖 1.1 室內照明控制系統
(資料來源:D Caicedo、 S Li MS/Smart lighting control withworkspace and ceiling sensors/
Lighting Res. Technol. 2016; 0: 1–15)
三、 智慧照明案例 (一) 國外案例
工作區無線光感測器 天花板光/在席感測器
照度控制器 照度調節
1. 日本大型建築業者大和 HOUSE 工業推出人工智慧喇叭「Google Home」
控制照明
大和 HOUSE 工業在 2018 年初推出全應用人工智慧喇叭「Google Home」
的新建案,當居住在內建「Google Home」住宅裡的主人,只要說出,
「OK Google,請開始準備晨間事務」。窗簾就會自動開啟、照明燈會 隨之點亮,同時咖啡機就會研磨沖泡出一杯香味四溢的咖啡。當出門上 班後,照明燈光會自動熄滅,而緊接著掃地機器人開始出動,清掃屋內 的每一個角落。而假日時,當主人想要欣賞家庭劇院時,也只要用語音 發出指令,照明燈光也會自動變暗,螢幕與音響就會隨之播放影片。
附圖 1.2 大和 HOUSE 工業將人工智慧喇叭「Google Home」
(資料來源:大和 HOUSE 工業,
https://smartauto.ctimes.com.tw/DispArt-tw.asp?O=HK23L69GFKOARASTD1)
針對住宅的人工智慧技術,未來將會更加廣泛的應用在住宅建物之中,
自動學習居住者的生活習慣,在最佳的時間點,進行家電、照明等等的 動作。
由於 Google 有強大的服務生態系,可整合自家行事曆、email 等服務,
比起亞馬遜,更能掌握用戶資訊。例如,Google Home 的「My Day」
功能,可以在一早告訴你目前時間、天氣、通勤所需時間以及摘要當日
顛覆傳統燈具的「Hue 光配方」,以人為本的出發點,昕諾飛 Interact 智慧互連照明系統讓使用者能自由管理燈光,在不同時間提供人體最合 方位應用場域的智慧照明解決方案,包含 Interact City、Interact Office、
Interact Retail、Interact Landmark 以及 Interact Sports。台灣昕諾飛總經 理暨全球副總裁余泳濤表示:「昕諾飛深知在物聯網的帶動下,照明對 於城市基礎建設和建築物的重要性。昕諾飛目標在 2020 年達成全系列 LED 產品皆具備連網之功能,透過 Interact 智慧連網照明系統多項運用,
協助提高營運效率,讓管理者做出更精準的決策。」Interact City LED
智慧互連照明系統與管理軟體兼具安全性、管理性與開放性,協助地方 管理單位提升公共區域安全性與能源效益、即時掌握區域狀況,更可與 城市其他智慧系統相互整合。目前該系統已應用在全球 37 個國家、超 過 1,000 個專案中,點亮 130 萬盞智慧路燈。印尼雅加達政府採用 Interact City,在短短七個月內完成 9 萬盞 LED 智慧路燈的安裝與配置工程。
台中市精密機械科技創新園區也導入 Interact City,於 2018 年完成安裝 200 盞連網 LED 路燈。針對城市建築與景觀,透過 Interact Landmark 的管理軟體與監控面板,城市管理者能遠距管理建築照明,並監控能源 消耗以及故障偵測。Interact Landmark 透過獨特的城市照明系統,協助 各國政府提升城市景觀特色,更提升市民滿意度和旅遊體驗,同時達到
的無線通訊。
(3) 寬廣的頻譜:光線的頻譜為無線射頻的一萬倍,為眾多使用者提供 龐大頻寬,以連接多個物聯網裝置,解決 WiFi 頻寬不足的問題。
(4) 安全的通訊:LiFi 提供的安全保障,讓網路傳輸僅在可控的光線覆 蓋下使用,透過 USB 無線網卡/轉換器取得 LiFi 連線訊號。
(5) 擴展性:LiFi 具備擴展性,可支援多位使用者,在單個燈具所發出 的光線涵蓋範圍內,可供 15 名用戶同時使用。
3. 亞馬遜 Amazon Echo 智慧管家:亞馬遜和第三方應用整合,擁有超過 3,000 項技能,包辦 Uber 叫車、訂 Pizza 等任務;同時,Amazon Echo 也是智慧家電控制中樞,可以控制燈、門鎖、恆溫器、電扇等,亞馬遜 還成立 1 億美元的 Alexa 基金,用來投資合作的智慧家電硬體廠商。搶 先布局服務生態系。在跨裝置上 Google 有一項極大的優勢,只要家中 任何電視內建 Google Cast 或裝有 Google Chromecast,便可直接請 Google Home 在電視播放 YouTube 影片。反觀 Amazon Echo,需經過繁 瑣步驟才能做到相同的事:電視必須裝載無線接收器,再透過跨平台工 具 IFTTT 連上 Alexa。除了電視,只要手機有裝 Google Assistant,Google Home 便能將資訊傳給手機,不過目前這項功能僅限於 Google Pixel 和 Pixel XL。
Amazon Echo 的語音助理 Alexa,靠「說話」來與它互動。亞馬遜致力 打造的 Alexa 生態圈,讓 Alexa 連結的服務越來越多元;用聲音來控制 家電、叫車、上網買東西。
附圖 1.3Amazon Echo 開放生態系多元服務系統
(資料來源:https://www.bnext.com.tw/article/40024/bn-2016-06-24-180752-178)
附圖 1.4Amazon Echo 亞馬遜公司的一款智慧型語音助理 Alexa 的智慧型喇叭
(資料來源:https://zh.wikipedia.org/zh-tw/Amazon_Echo)
Amazon Echo 生態系的核心為 Alexa 語音助理開發平台,亞馬遜廣邀開 發者社群、硬體裝置廠、網路服務業者及汽車品牌等不同類型的第三方 合作夥伴,擴大 Amazon Echo 生態系。雖然 Amazon Echo 的定位是智 慧家庭裝置,不過亞馬遜也透過其他策略合作,將 Amazon Echo 的「影
響力」帶出客廳與廚房,讓家與外頭的世界連結在一起。例如,與 Uber 合作叫車服務,與達美樂合作 Pizza 預定及外送服務,與福特汽車(Ford)
的 Sync Connect 平台合作,可以在車上、家中遠端雙向控制車庫、電 燈、汽車開關等。
Google 和亞馬遜都希望產品可以成為「個人化助理」,Google Home 最 終目標是可成功辨識屋內不同人,當每個人都問了 Google Home 今日 行程是什麼,都會獲得客製化的答案。
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