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IoT健康智慧照明有哪些应用?

这几年建筑行业一直都在变化。现在人有90%的时间都是在室内度过的,室内的灯光和整个环境怎样才能做对我们的身体更有益呢?在上周由ASPENCORE主办的“2021国际AIoT生态发展大会”上,昕诺飞(编者注:其前身是飞利浦照明)CSI渠道办公工业行业销售负责人张硕女士针对智慧城市做了“健康智慧照明IoT应用”的主题演讲。

这几年建筑行业一直都在变化。后疫情时代,我们更关注怎样创建健康的空间、健康的建筑。现在人有90%的时间都是在室内度过的,“室内的灯光和整个环境怎样做到对我们身体更有益呢?这是值得我们去思考的。”演讲以张硕的这一提问开始了。TGjesmc

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照明发展趋势

目前很多企业成本的90%是员工成本,员工是我们主要的生产力。现在全球建筑和认证趋势也在慢慢向健康建筑的方向发展。现在我们在做建筑和照明的时候,不光要提倡建筑跟环境的关系,更要提倡建筑跟人的关系。TGjesmc

在建筑行业,目前照明经历着颠覆性的阶段。因为过去都是传统的照明产品,如白炽灯、银光灯等。最近十多年来,LED彻底改变了照明行业的布局。TGjesmc

2010年开始,我们逐渐进入LED时代。LED发光半导体与生俱来的特性决定了其非常适合做一些控制方面的应用。TGjesmc

下图显示了LED发展里程表。在2014年,飞利浦公司已经实现了通过一个系统在后端对灯具产品进行管理;2016年第一次在相关项目中应用IoT物联网概念;2018年推出了5G智能灯杆。TGjesmc

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IoT照明应用离不开数据

张硕为大家播放了一段视频,在视频中的一座桥上有很多光点,这些光点跟一个社交平台互联。在网络平台的每一条评论都会在这座桥上触发一个光点。当评论数达到设定的值,例如2000个人,就会触发一个大型的灯光秀。TGjesmc

 “在应用IoT技术的时候,我们做了什么?”张硕说,“首先是针对不同的领域推出了四大健康照明的系统。第一个是医院照明,第二个是学校照明,第三个是居家照明,第四是办公照明。”TGjesmc

张硕表示,智慧城市应该建立在各场景、各领域应用的融合。例如,昕诺飞推出了一个叫interact的针对系统平台,以此将更多的第三方融入进来做数据挖掘,做更多的应用。TGjesmc

“所有的硬件都依托于照明设备,比如传感器、灯具、控制面板等第三方的产品。我们会开放一个API的接口,与第三方的软件整合,让第三方软件通过interact平台调用数据。”张硕说。TGjesmc

昕诺飞已经从简单的灯具供应商转变为一个服务提供商,为照明系统提供生命周期内的技术服务支持。在IoT照明应用中,数据非常重要。TGjesmc

光对人体的影响机理

灯光的冷暖色调、强弱以及颜色的变化,都会影响人们的生理和心理的健康。人们的眼睛会看到各种颜色,源于视网膜中的两大感光细胞,一个是锥状细胞,一个感状细胞。例如,车开到隧道中,环境突然变得很黑,这时候人们什么都看不见了。为什么过一会儿就能看到周围的环境了呢?这是因为锥状细胞跟感状细胞发挥了作用,锥状细胞负责看白天的颜色和细节,到了晚上,在弱光的条件下,感状细胞就开始工作了,它只能感知一个物体的形状。2002年科学家又发现了人的视网膜上还有第三类感光细胞,即IPRGC。这个感光细胞通过感知日光中的蓝光含量,触发大脑的送光体,促使身体激素分泌,控制生理时钟。TGjesmc

自然光里的光线每天并不是一成不变的,从早到晚自然光的颜色与强度都在不断地变化,在不同的天气情况下,光线强弱也不同。这时候会促使人体中褪黑素和皮质醇的分泌,使不同的性别和种族的人有不同的情绪曲线。张硕表示:“健康照明通常与个人感受直接关联,比较主观,究竟是否合理,需要借助IoT技术判断。”TGjesmc

IoT健康照明实例

现在照明界推崇自然主义设计,例如很多室内照明产品会模拟日光,模拟蓝天,模拟自然界看到的色光。TGjesmc

-办公室场景

单纯的白光会让办公空间没有层次感,变得乏味单调。研究调查显示在应用彩色照明办公空间的员工绩效要高于在单纯白光空间内工作的人员。TGjesmc

在下图显示的模型中,灯光颜色、冷暖及强弱。早上员工刚进来办公的时候,就用最亮、最冷的光去刺激,使员工精神地开始工作。TGjesmc

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到了中午快吃饭的时候,慢慢地把灯光调暗,使灯光的颜色更暖和。这样的灯光会刺激员工产生疲惫感,提醒他们到时间午餐及休息了。TGjesmc

午后容易犯困,因为还要面对半天的工作,这时又重新把灯光调成高亮度、高色温,让员工精神抖擞重新回到正常的工作状态。TGjesmc

到了傍晚,为了不影响身体褪黑素的正常分泌,使员工晚上能得到好的睡眠,这个时候又逐渐把灯光调暗,颜色调成暖光。TGjesmc

-医院场景

在医院也可以使用这样一套系统,在不同时间段使用不同的照明。TGjesmc

通过健康照明的灯光实现,可以促进病人疗愈。很多病人在住院过程中没有办法接触自然环境,很多时候会分不清到底是白天还是夜晚。通过这样一套系统,可以让病人的生物钟正常回归健康的状态。    TGjesmc

“从我们在马斯特里赫特医院里所做的研究数据可知,利用我们的系统可以让病人入睡时间更长,晚上反复的时间更短,而且还可以降低病人的抑郁指数,从而加速病人的康复。”TGjesmc

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UV-C上层空气消毒

UV-C紫外线辐射可以破坏细菌、病毒和孢子的DNA和RNA,使其失去危害性。UV-C技术已在医院和政府大楼中安全高效使用了40多年,目前尚无已知的UV-C微生物抗性。大部分UV-C解决方案利用传统照明,现在则使用LED提高效率。较低波长的UV-C(222nm)作为一种危害较低的替代方案正在探索中。TGjesmc

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飞利浦UV-C上层空气消毒产品把房间划为三个空间:上层紫外UV-C空气消毒空间(2.3m以上);接触限值安全空间(人眼水平1.7m-2.3m);人员活动空间(活动类型,坐或站立,活动时间决定)。TGjesmc

UV-C 紫外线可在日常活动时间内不间断、有效地对辐照区域中的大量上层空气进行消毒处理,灯具外部的遮光扇叶与独特的光学设计能够有效控制UV-C紫外线的辐照,确保了使用安全。TGjesmc

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其它应用

苹果的旗舰店和雷诺汽车展馆里面使用的发光天花,可以通过不同的色光组合,在室内模拟出户外的不同天气和不同气侯环境下的应用。TGjesmc

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还有其它的一些应用,比如通过灯光的光编码技术来做室内导航,可以应用在车库及商场中;现在很热的LiFi可见光通信技术,在飞机、动车上面可以做到信号传输,安全性非常高;5G智能灯杆,组合了摄像头、显示屏,空气质量、环境质量等传感器。TGjesmc

原创
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廖均
电子技术设计(EDN China)产业分析师
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