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智能照明发展现状及发展趋势全方位分析

时间:2019-12-16 23:59来源:照明工业
2014年是LED照明迈向成熟的一年,随着LED灯具价格连续几年的30%左右降幅的下降,市场对LED通用照明的接受度迅速提升。行业研究中心统计,2014年中国LED照明灯具产值成长38%,达到1104亿

2014年是LED照明迈向成熟的一年,随着LED灯具价格连续几年的30%左右降幅的下降,市场对LED通用照明的接受度迅速提升。行业研究中心统计,2014年中国LED照明灯具产值成长38%,达到1104亿人民币,市场渗透率达到17%,进入高速成长期。从中观层面上看,一切都很美好,产品生命周期的成长期初期意味着市场容量的迅速放大和丰厚利润,企业在获利驱动下大举进入进一步促进市场发展。

如果要问灯具从白炽灯发展到节能灯再到LED灯,下一步去路何方?每个人给出的答案或许不同,但在恩智浦半导体大中华区照明产品市场营销总监王永斌看来,智能照明将是LED灯下一步发展必然趋势。他提到,由于LED灯成本偏贵,单靠节能不能让消费者买单,但如果实现智能照明,具有拥有成本低、简单易用、灵活场景设置(可自动调光、自动调冷暖光)以及投资回报时间短等优势的话,消费者的买单意愿将趋于强烈。很显然,智能照明点燃了半导体厂商们想象的火花,让其绚烂的步伐也正在加快。

然而,将视角放大到企业层面我们看到的景象却并没有这么美好,市场价格的快速下滑倒逼企业在降低成本上做出巨大的努力。激烈的竞争将市场变成红海,呈现出产品成长后期的特点。在此背景之下,智能照明的概念横空出世,一开始就吸引了足够的关注和疑虑,关注者认为智能照明是未来的一片新蓝海,疑虑者则对智能照明产品概念能否持续抱有极大的怀疑。

ZigBee阵营迎来曙光

内外动因协同 智能照明势头形成并将持续

ZigBee联盟发布一个新的应用规范ZigBee Light Link(ZigBee灯光连接),众多厂商基于新规范推出智能照明解决方案。

前文说到,LED照明市场在成长初期就呈现出成长后期的价格战特征,分析其内在原因或和LED照明产业的特点有关。LED照明在发展初期曾被视作是高科技产业,然而经过数年产业链的探索,特别是传统照明厂商正式进入之后,带入了大量传统照明行业的运作方式和工艺设备,利用规模和整合能力快速拉低价格,将照明形态有所变革的发展苗头硬生生拉回到替换期,LED光源成为白炽灯、卤素灯、荧光灯光源等等之后的接班人,在应用层面对消费者体验来说没有什么突破性的发展。这么一来,LED照明至少在应用层面就成为了不折不扣的加工制造业。

LED照明控制无线化、物联网化是一个重要的发展趋势,手机、平板电脑等都可以实现对LED灯的调光调色,而这只需要一个芯片和控制端就可以实现。但无线智能照明也有不同的解法,目前针对不同类型的应用,有许多种无线协议栈源代码。对于内部网或互联网访问而言,最常使用的是WiFi。若需即时控制,则目前非常受欢迎的有JenNet-IP和ZigBee。网关负责TCP/IP和JenNet-IP或ZigBee协议栈源代码之间的转换。从整体可控制性、经济成本考虑,目前ZigBee、JenNet-IP这两种模式是最适合LED无线照明控制的。前者的阵营更广,TI、飞思卡尔、Marvell等都在全力推进,后者则由恩智浦在力推。

而与以往传统光源不同的是,LED让照明产品模块化,中小企业进入门槛大大降低,技术的快速发展和标准的失位让市场鱼龙混杂,这又进一步促发了价格大战,价格连续几年下降,2014年也达到30%的下降幅度,但年尾处降幅有所收窄,线上线下价差也进一步缩小,说明即使中小企业的价格战也已经到了不能再打的地步,必须找到新的突破口,如图1。

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图1 2014年淘宝LED球泡灯价格走势

ZigBee技术自出现以来,市场表现一直叫好不叫座,但凭借自身的完善以及找到智能照明这一支点,ZigBee撬动了市场。去年ZigBee联盟发布一个新的应用规范ZigBee Light Link(ZigBee灯光连接),简化了设计,采用这一规范应用ZigBee网络控制灯光将更简单易用。德州仪器半导体技术(上海)有限公司业务拓展经理周翔介绍说,去年10月底飞利浦就发布了一款采用ZigBee灯光连接规范、售价199美元的可调控光源智能照明产品,包括三盏可调光LED灯和网关,网关集成了ZigBee+以太网接口,将网关用网线连接后,通过手机或平板电脑可下载HUE应用调节灯光亮度,大幅提高操作简易性。

来源:淘宝,CSA

TI借势发力,开发了芯片上系统(SoC)CC2538,在此前CC2530的基础上做了大幅改进,不仅将ARMCortex-M3、存储器以及硬件加速器高度集成,而且还支持ZigBee以及其它诸如802.15.4与6LoWPANIPv6等基于IP的标准。在最近TI举办的Demo演示上记者看到,开发板以CC2538芯片为主控,板上还包含一个Light Link的WiFi芯片,相当于WiFi+ZigBee的路由器。周翔介绍说,不同于传统WiFi芯片,TI的WiFi芯片把主要的协议栈集成在单芯片里,外围只有API应用接口就可以控制WiFi,手机通过WiFi连入到家庭网关后,CC2538可控制WiFi模块发布命令,对LED灯进行亮度调节,操作相当简便。目前已有客户基于此开发板做设计,开发工具已在网上公开,底层协议也是公开的,只要买TI的芯片就可以拿协议栈烧入标准芯片里做开发。德州仪器(TI)MCU业务拓展经理吴健鸿提到。

从市场情况来看,品牌产品和非品牌产品的价差仍然较大,上市企业凭借规模成本优势和品牌溢价优势还具有较好的盈利空间,但仍然面临较大压力。从图2随机选取的4家照明企业来看,除洲明从显示屏转型毛利上升外,其他三家都有毛利下跌回升又再次下跌的趋势,整体上属于维稳微降,暗合上市企业转型、成长到成熟的发展轨迹。

而美满(Marvell)采取的也是ZigBee+WiFi的路线。其全新的智能灯泡无线平台不仅将其低功耗AC/DC控制器和无线微控制器嵌入智能LED灯泡内,同时也包括一个简易的低成本ZigBee遥控器,一个基于MarvellWiFi微控制器模块的WiFi到ZigBee的专用照明桥接装置,以便灯泡直接与网关和无线路由器相连。

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ZigBee将迎来新的曙光。从市场反馈来看,飞利浦上市的基于ZigBee的10万套智能照明系统很快就被售空,正是由于其为用户带来了全新的体验。周翔进一步提到,ZigBee智能照明方案已在北美商用和普及,也将在中国市场获得突破,但因传统灯具厂商还不太了解这一概念,所以市场培育还需一段时间。

图2 LED照明上市企业毛利率情况

JenNet-IP更强调整体优势

来源:公司财报,行业研究整理

一个智能照明系统模组、一个路由器网关,从网上免费下载一个无线智能控制软件,就能实现智能控制。

国际照明龙头企业在全球布局,还可以掌控较大的定价权和品牌影响力。但这种影响力正面临着中国代工大厂产品和当地新品牌的冲击。此外,国际照明龙头并不甘心LED照明仅仅成为一种替代灯具,他们希望发挥自己的研发和设计综合实力,能够将其打造为下一代新型灯具,继续维持品牌和溢价,阻碍对手的追赶态势。

虽然众多大厂搭上ZigBee的快车,但恩智浦却剑走偏峰,提供的方案同时适用于这两种模式,但是JenNet-IP更强调方案的整体优势。

所以说,国际照明龙头和中小企业虽然原因不一样,但都具有了发展智能照明灯具的内在动因,因此,飞利浦、欧司朗、GE纷纷发布自己的智能单品,而中小企业的创新单品也常常让人眼前一亮。相比之下,国内上规模的企业看起来内在动因并不是那么强,在智能照明方面更多地是在工程领域做一些布局。

据了解,JenNet-IP是一基于6LoWPAN技术的超无线互连网络协议栈,专为IEEE802.15.4网络互联而设计,实用于住宅和工业应用。王永斌指出,JenNet-IP虽然物理层与Zigbee一样,但是到了协议层,跟Zigbee相比具有开放成本低、需要空间小、扩展性更强等特点。ZigBee的范围仅能在一个局域网内采用,而JenNet-IP可以实现整个大楼的控制。JenNet-IP还具有自组网与自修复功能,功耗也比ZigBee低很多,并且JenNet-IP不需要授权费用。

从外部环境上来说,物联网大环境的发展将智能家居的概念广泛推广。一个完整的智能家居系统包括如图3所示的许多模块。这些模块之中,照明系统占据了很大的份额,全球LED照明今年365亿美金,而且还在继续保持30%增长,如此规模的市场在智能家居大厂的整体布局里面也是不可忽视的,Marvell、NXP等纷纷推出自己的解决方案就是这个道理。

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而且,从目前物联网和智能家居产业的发展进展来看,仍然处于通过单品教育消费者市场的初级阶段,价格因素在首次购买决策中占据重要地位,智能照明产品跟智能家居其他产品相比具有参与者众多创新动力大和价格低廉易于进入市场等优点,在物联网这股大环境推动下发展进一步加速,也促使了很多非照明企业投身其中。可以说,在这种内外双重因素作用之下,智能照明大势已经形成。

恩智浦半导体资深副总裁暨大中华区销售及市场经理叶昱良表示,恩智浦对智能照明的期望就是要让每个灯泡都拥有一个IP,再通过与网络连结的特性,实现照明控制的目标,恩智浦为此已构建了完整的解决方案。方案的主要硬件包括网关、JenNet-IP模块以及电源IC等。网关在获取TCP/IP命令后,将其转换为JenNet-IP,并发送至远程单元。JenNet-IP模块由RF收发器和MCU组成,它接收命令并采取行动,管理输入电源并将信息传送给其他模块。因此,恩智浦除提供基于JenNet-IP的无线连接芯片、调光驱动器、电源控制器、收发器和MCU外,恩智浦还提供系统开发所需的所有构件,包括一系列无线载板、插入式扩展板、USB连接器、遥控器、路由器以及完整的软件设计套件。

图3 霍尼韦尔智能家居系统

客户替换智能照明系统时,只需买一个智能照明系统模组、一个路由器网关,然后使用智能手机从网上免费下载一个无线智能控制软件,从而不用改变家中原有有线设施,不需要装修就能实现智能控制。NXP资深产品应用主任工程师陈尔泰表示。目前,恩智浦的智能照明方案已在多个领域成功应用。

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虽然恩智浦走的是独木桥,但叶昱良指出,由于此IP完全由恩智浦开发,不需要授权费用,IP语言也可同时在手机、平板上实现互相通信,而且其好处是硬件在JenNet-IP和ZigBee上均可以运作,将来也可吸引更多的客户加入JenNet-IP阵营,恩智浦也将以开源方式提供JenNet-IP。

产业链乱斗 物联协议发展将走向多模合一

将向更广泛领域延伸

传统做照明的业者往往对智能照明有所疑虑,因为市场刚刚起步,厂家出货量普遍较小,产业链对什么是智能照明,为什么要做智能照明还没有统一认识。此外,标准和协议也没有统一,这又进一步制约了产业链对此方向的研发推广投入。

皇冠app手机投注下载,智能照明只是ZigBee应用的冰山一角,在打开了智能照明这一缺口后,ZigBee也将迎来物联网的盛宴。

从市场上看的话,现在具有控制功能和一定自动化程度的照明系统都在被叫做智能照明。其实类似的照明系统在LED照明之前的专业市场中已经存在,主要是做建筑智能照明的厂商以工程的形式在做,外资品牌影响力大,比如ABB、施耐德、西门子、霍尼韦尔,照明灯具厂商只是供应商。据行业研究中心测算,2013年这类中国市场容量大概在395亿人民币,2014年大概在513亿人民币,其中酒店和商超占到了一半。

虽然大家都是殊途同归的路数,但无论如何,智能照明已是触手可及。王永斌认为,智能照明系统将首先应用在办公照明,如室内房间、会议室等。最后,将进入一些高端住宅照明。

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