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圖1　感知照明系統可因應不同時段，自動調整照明亮度及色溫。

圖2　智慧感知照明系統架構圖

電子產品互連的生活空間將是未來科技發展重要趨勢。透過智慧感測器設計，生活中的電子產品，例如能自動感應的照明設備、環境監測系統和各式各樣的大小顯示器等，未來都將相互溝通連接，進而讓日常消費、居住及娛樂空間變得更舒適。

智慧感知照明(Cognitive Lighting)是驅動物聯網(IoT)萬物互連發展的核心技術；其主要原因有以下三點：第一，照明設備隨處可見也不可或缺，影響無所不在，因此照明設備一定得配置感測器，將所有空間完整納入照明系統。第二，智慧型照明設備必須具有感測的能力，不僅要能感測周邊環境的變化，而且要能對收集到的資訊做出反應，另外還須將資訊傳給其他如空調系統和建築管理系統等輔助系統。第三，照明設備最重要；因為空調系統影響的僅是舒適程度，但照明設備不僅直接影響生產力，最近的研究更顯示會影響人體健康。
簡單舉例說明照明設備在互連空間中的重要性。過去1世紀以來，全世界的照明都靠電力來啟動，用戶一打開開關，電力流進燈泡，燈泡就亮了，有時候消費者也會採用調光器調節光線的明暗。

光/色溫感測器加持　照明系統邁向智慧化

隨著科技再進步，照明更開始能根據用戶喜好或需求隨時調節，一旦用戶設定好，室內照明就須要維持在固定的明暗度，除非重新設定，不然室內的光線不應在使用過程中改變。因此從某種意義上來說，調光器應該是一個用以調節整個空間明暗度的「整體環境光感測器」，而不是只控制照明設備的光線輸出而已。

業界近來已興起「自動感知照明系統」解決方案的設計概念，這個系統應該可以自行「思考」，還能根據日光變化，自行維持使用者設定的照明水準及色溫，為他們創造一個舒適、節能的環境(圖1)。

儘管目前已有一些尖端設備嘗試「收集」較大範圍的日光，或對日光做出反應，但未來我們想要更精密的控制可調光照明設備，進一步節約能源、並提高舒適度與生產力；未來顏色感測技術也將發展出「色溫應變能力」，提升照明系統功能。 下世代智慧感知照明系統將包含三個基本設計組成要素(圖2)：

‧ 可調光引擎，包括可調節的日光燈，或一個能適當考量到光學設計、驅動電路以及散熱管理的發光二極體(LED)解決方案。在色溫自動應變系統中，光源裡必須加入一些如採用混合冷暖光相關色溫LED燈的色溫補償。
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精密的環境光感測器，特別是針對日光採集做過優化調整的感測器，以及適合各種色溫系統的顏色感測器。舉例來說，奧地利微電子(ams)即發布一個採用微控制器(MCU)的智慧型照明控制器(ALC)方案，不但在光線處理過程扮演重要角色，還能在建築管理系統以及其他互連系統間建立骨幹網路。

‧ 「目標環境光照明水準設定」的調光控制功能，智慧感知照明設備設計第一要務就是保持穩定的室內明亮度，因此，照明設備必須配備一個高品質的環境光感測器，這顆感測器不僅要檢測室內光線亮度，還要持續調整照明設備的輸出功率以維持設定好的明亮度。這樣的照明設備當然可以做到節能，企業使用更高品質的照明設備將會使燈具在產品生命週期中保持適當的亮度與一致的色溫。由於LED驅動器製造業者都不太關注這些高品質照明設備的參數，因此在環境光感測器和顏色感測器方面具有充足專業知識與解決方案的晶片商，便能針對LED燈進行封閉迴路控制，讓所有的LED都維持準確度和一致的顏色，在燈具的生命週期中也能維持穩定的亮度。

感知照明系統加速實現智慧互連空間

一旦照明設備具有感測功能，設計人員就可預測出其他系統在互連空間中將如何運作，例如在設計冷暖空調系統時，可依據照明系統所回報的日光相關數據來做調節，而照明系統感測器也可用來計算空間中的人口密度，同時調節冷暖空調系統，當會議室裡有很多人時，冷氣會自動開強一點。另外，感測器也可將資訊提報給用以追蹤空間使用變化的後端系統，以便日後調整建築物的空間規畫。

值得注意的是，照明系統還能和空間內的安全/ID系統綁定，進入大樓的識別證可結合無線射頻識別(RFID)技術，進一步追蹤員工的位置。例如，如果某甲一直以來都是第一個進入部門的人，那麼當他一進公司，照明系統就能準確預測他會先到咖啡廳，再進入工作區域，系統可預先照亮他會經過的路徑，這樣不僅提高效率，還可協助維護某甲在工作場所的安全，員工愈滿意，工作效率愈高，員工對企業的歸屬感也就愈強。

另外，日常生活中雖然有愈來愈多顯示器，但是它們的功能到目前為止也只能根據環境來調整顯示亮度。在未來智慧化互連空間中，顯示器將可獲得色彩以及空間內色溫特性的數據，這些都有助改良畫面顯示的品質。又例如，如果建築物能偵測出某乙在哪裡，它就一定可以在這個人吃完午餐，經過顯示器時，顯示他接下來的行事曆。

透過感知照明系統實現互連的生活空間，是當前世代無可避免的科技趨勢。接下來的問題，就只在於到底是哪間公司可以實現這個願景，成為未來互連空間的技術先驅。

(本文作者為奧地利微電子光學感測器和照明部策略開發副總裁)持續提升各種物聯網關鍵技術能量，包括在感測器、嵌入式處理器和功率半導體方面，同時也須強化資料安全防護機制和生態系統的合作。

(本文作者為意法半導體執行副總裁暨大中華與南亞區總裁)

資料來源:新通訊