没有光的世界是无法想象的,户外照明的出现,让夜晚从此成了城市生活的一部分。不过雷打不动的是,联合国每年3月26日晚8:30都会关闭总部大厦的灯光,以配合世界自然基金会发起的“地球一小时”熄灯活动——联合国秘书长古特雷斯曾说,“现在是重新评估和重置我们与自然的关系的时候了”。
显然,我们既需要人工照明所带来的便利,但我们也需要设计更智慧的照明系统。
那么问题来了,照明与节能如何平衡?在一次与朗骏智能研发总监朱祥辉的交流中,我得到了答案。
电磁学出身,朱祥辉毕业后顺理成章进了通信行业做硬件设计,在那期间,他接触了很多传统通信的产物,比如交换机、xPON、EOC、路由器等等。这一干,就是十年。
他目前所在的朗骏智能公司,是上海的专精特新企业,该企业深耕光控器件硬件生产20余年,积累了飞利浦、通用电气等海内外大量的照明行业客户,是业内实力雄厚的老兵。但这家公司的产品一直远销海外(在北美的市占率约六成),而在中国的发展契机,还是得益于众多技术的进步。
让朱祥辉感受颇深的是,以前国内马路上的路灯都看不到有标准接口,只能统一开关 ,控制它们的方式也很机械,是通过配电箱里的控制回路来定时开关,既不环保又不智能。一旦碰到控制器坏了,整个片儿区的灯都不亮了。
随着物联网、信息技术及计算机技术的发展,城市照明也由传统照明走向数字化、网络化、智能化,这其中,智慧灯杆迎来了巨大发展契机。2022年3月,我国首个智慧杆国家标准正式实施。CTIA数据指出,2021年我国以智慧灯杆为入口的各种硬件及服务的市场规模或达到3.7万亿元,占智慧城市市场总规模的20%,并有望在“十四五”期间迎来大幅增长。紧接着,一些地方政府出台的“十四五”规划中,智慧灯杆赫然在列。
真正智能的照明方式:按需照明
科技行者:朗骏智能提到照明的设计理念时,提出了“充分照明、按需照明和轮廓照明”三个方式,请分别谈谈,这三种思路的来龙去脉,又有什么区别?
朱祥辉:传统户外灯控的方式是,黑夜自动开启照明灯,天亮又自动关掉照明灯,是为了减少人工操作。但是这种灯控方式,并不是最优解,容易造成能源浪费。我们一直在想,其实没有必要一整晚都亮灯,尤其是在节能减排的长期发展中,更没有必要。
所以,我们把照明需求分为三个概念:上半夜的充分照明,下半夜的按需照明,以及深夜后的轮廓照明。
先说「充分照明」,从傍晚6点到晚上10点,天开始慢慢变黑直到上半夜,达到照明环境要求,城市街道人来人往,车水马龙,这时候没必要切换照明模式,会导致体验不好,只要做到100%充分照明就可以了。
再说「按需照明」,从晚上10点到凌晨一两点时,俗称“下半夜”,人流量慢慢变少,城市渐渐进入睡眠,我们的照明系统可按实际需求设定灯光亮度,亦或利用传感器和通讯技术实现根据情况自动调节光亮,比如人或车经过,照明就全亮,走了以后变成微亮。这里用到物联网技术、微波传感器技术等。
而在深夜,可以执行「轮廓照明」,即从凌晨2点到早上五六点时,只留一种微光用来显示道路轮廓。当人和车经过这个区域时,前方的路灯才会越来越亮,并且没有必要使灯具达到全亮程度;当他们离开后,又恢复了轮廓照明的微弱灯光,这样就可以极大程度杜绝后半夜的电力浪费。
科技行者:这种具体问题具体分析的设计理念,是如何得出的?
朱祥辉:我们希望利用技术手段,找到节能与照明体验的平衡点,不要为了节能而一味地弱化照明效果。
科技行者:要实现不同的照明模式,朗骏智能攻破了什么技术难点?
朱祥辉:这里面相对的难点是传感器的部分,比如微波传感器,在室外的干扰因素很多,如果不限制它的感应,碰到风吹雨打都有可能误触发;如果限制的很厉害,就降低了它的感应灵敏度。所以,我们用不同的技术去弥补不同的应用场景。
科技行者:具体的弥补方式是什么?
朱祥辉:比如针对轮廓照明,朗骏智能推出了一种「微波联动」智能型灯控器。这种灯控器采用光感+微波传感器+无线控制方式,当单灯控制器上的微波传感器检测到移动物体经过后,它们在点亮自己灯杆上灯具的同时,还会通过无线技术,同步告诉周边的单灯控制器“有移动物体经过”,从而由设定的映射关系进行联动响应。
这样一来,当人车高流量时,就采用光感模式,执行全亮度照明;当人车低流量时,采用微波联动,执行轮廓照明。这样就赋予了灯具预判的能力,智能地预判人、车移动轨迹,提前点亮前方灯具,提供即有科技感、又最节能务实的按需照明方案。
其实微波联动的绑定关系设定非常复杂,因为道路本身就很复杂,有单向道、有双向道、有十字路口、有辅道等不同的道路场景,这都给微波联动的预判带来了很大挑战。而结合我司自主研发的UM9900智慧灯杆系统平台,就可以在CIS地图上直接快捷的设置微波联动映射关系,最终可以实现各类场景下的微波联动照明方案。
科技行者:按需照明的方式,在产品外观设计上有什么特别讲究吗?
朱祥辉:传统的标准插座,市占率较高的是北美的NEMA 插座,由于它是市电供电,所以产品的体积较大一点,只能装在灯具上面。
最近这两年,Zhaga联盟强推他们的Zhaga 接口,它小巧、IP防护等级可以轻松做到IP66、安装方式更灵活,它的产品可以装在灯具上面、下面、侧面都可以。
科技行者:什么场景用NEMA 接口,什么场景用Zhaga 接口?
朱祥辉:它们的应用场景一样,主要看具体地域市场的应用习惯,但如果单灯控制器上带了微波等需要辐射到地面的传感器时,建议使用zhaga接口,此时灯控器往往朝下安装与灯具发光面,使用zhaga接口才能达到IP66。
科技行者:价格上有区别吗?
朱祥辉:是的,不用标准接口的价格相对便宜,但是标准接口也有好处,比如安装维护成本更小,把坏的产品直接拔下来,再换一个新的,很快。如果不是标准接口,会涉及到重新接线的问题。
智慧灯杆:智慧城市的一个信息入口
科技行者:我看到关于朗骏的产品线,有软件有硬件,软件产品有智慧灯杆系统,硬件产品有灯控器、插座,你一般如何简洁明了的向客户介绍公司的不同产品能力?
朱祥辉:我们主营三部分,单灯控制器、插座、以及智慧灯杆系统。
我们会根据客户的定位和需求推荐。如果客户定位自主研发灯控器,我们会推荐朗骏的基座、插座、上盖等结构件作为开发配件之一,客户自己设计电路板,自己做软件。
如果客户致力于开发属于自己的SaaS平台,我们会推荐朗骏的物联网灯控器,给他们开放底层通信协议,客户只要做好自己的系统就可以。
反过来,如果客户擅长做硬件产品,我们就开放平台API接口,它的灯控器可以接进我们的系统。
科技行者:软件和硬件分别占公司产品多少比例?我感觉公司主营偏向硬件端?
朱祥辉:对,我们主营是偏向于硬件端。系统占比约20%,硬件占比约80%,很多客户只用我们的硬件,因为自己想做系统。
科技行者:刚才提到UM9900智慧灯杆系统,听说这是朗骏的经典产品,你作为UM9900的开发总负责人,请回忆一下,当初是怎么想到要设计这样一款产品?
朱祥辉:是因为业务需求。大概2017年,UM9900的上一代产品UM9000被推出,它只是一个智慧照明系统。后来,有些客户要加一块显示屏、视频监控或充电桩,但我们的架构渐渐不适合衍生出这么多的品类加在灯杆上,所以就决定开发新架构。
两年后,我们实现了迭代,研发出了UM9900,它是一个智慧灯杆系统,更讲究可扩展性、微服务能力更强。
科技行者:怎么区分智慧照明和智慧灯杆这两个概念?
朱祥辉:智慧照明是智慧灯杆的一个模块。
可以这么理解,智慧照明是这个灯杆上只有一个照明功能需要控制,智慧灯杆是这个灯杆上有很多产品都需要物联网手段去配置,比如显示屏、IP音柱(可以放一些广播或疫情防控通知)、视频监控、环境检测、充电桩、一键报警、智慧喷雾(用于PM2.5的喷雾除尘、物理降温、疫情喷雾消毒)等。
科技行者:长远来看,智慧灯杆对于一个园区,或者对于未来的智慧城市,意味着什么?
朱祥辉:智慧灯杆首先相当于一个信息入口,比如一些视频、政府推广,都可以借助这些设备;
此外,它相当于一个载体,上面可以承载很多扩展性功能;
再往后,智慧灯杆对新能源车的无人驾驶、车路协同方面的挖掘潜力很大,目前应该已经有一些国家部门或公司在专营这部分。
产业现状:大厂有平台,而我们更垂直
科技行者:相比于大厂,有很多技术资源和储备,你是否担心他们带来的技术竞争?
朱祥辉:不担心,因为我们做的东西不太一样。运营商和华为这种大厂想做的有三点,一是标准,二是平台,三是底层硬件(如华为做芯片,运营商做通信模组)。
它们自己本身做最上游和最下游,中间产品层面一般不会介入,而更多是卖通信芯片、通信模组、做物联网平台,大家用他们的模组以后设计自家产品,可以很方便接入他们的平台,利用它们的品牌效应再去做一些品牌推广。
但是,它们的平台虽然从架构层面看底子很厚,却离垂直行业稍微远一点,而朗骏就是深深地扎入垂直行业中。
科技行者:说到这里,朗骏积累了很多国际大厂客户,那么赢得这些高要求客户的技术门槛是什么?
朱祥辉:从合作层面,我们的业务经常与国际化大型公司接触,这些公司有了中国业务之后,我们是第一批合作方;从创新层面,我们积累了几十项专利,比如研发了一些标准插座,它的防水、可靠性、安装便利程度受到一致好评。
科技行者:从产品层面,朗骏三季度有四款新品要推出,它们最大的亮点是什么?
朱祥辉:第一款是JL-712B2 Zhaga Book-18 智联型锁扣式控制器,这款是近距离蓝牙通信方式的产品,它适用于园区、校舍、仓库、停车场,它本身也很小,体积50×36,可使用我司“掌上灯控”app进行远程控制和管理。
第二款是JL-245CG NEMA接口旋锁式智联光控器,这款是LTE CAT1通信方式的产品,它可以接入我们的智慧灯杆系统UM9900,适用于路灯等户外照明场景,每一个产品上面都需要插一个物联网卡。
第三款是JL-712G3L Zhaga Book-18 智联型锁扣式控制器,这是我们今年重点开发的一款产品,它通信用到了LTE CAT1和Sub-G ,传感器方面有光感、微波,我们想实现「微波联动」的功能,行话里把它叫做「预亮式」,人或车经过某个灯杆,我们会根据行进路径把前方的道路预先点亮5-10盏,点亮方式可以通过平台自定义。
第四款是JL-721NP Zhaga Book-18 智联型锁扣式控制器,它的通信方式是NB-IoT(窄带物联网),支持全球频段,基本包含了全球主要城市的一些基站频段。额外我们还附加了GPS、北斗功能,这是国外客户的特别需求。
科技行者:它们通信方式都不一样,有的是LTE CAT1,有的是NB-IOT,这是基于什么考量?
朱祥辉:我们基本上是三七开,如果这两个二选一大概70%会选LTE CAT1,30%会选择窄带物联网,主要是因为NB1的基站部署覆盖范围还远远比不上4G,NB的下行并发性也会比4G差很多,因为它主要应用于一些被动式的低功耗设备。
科技行者:如果用5G有点大题小作了。
朱祥辉:对,5G虽然可实现万物互联,但它真正的用武之地还是在于那些需要较大数据传输能力的场景,目前大部分物联网设备并不需要很高的带宽。
科技行者:这四款新品最大的亮点是什么,能弥补传统户外的灯具照明哪些短板和痛点呢?
朱祥辉:第一,通信覆盖全,我们的产品覆盖了现在主流的灯控器通信方式LTE CAT1、NB1、ziggbee,另外我们正在开发RoLa和PLC通信技术,预计今年底推出。
第二,产品定制化。国外有很多客户,都会碰到平台兼容性的问题,我们开发的平台在国外部署的话,在安全审核上有政策阻拦,所以我们帮国外客户开发灯控器,让他们自己做平台。
写在最后
在普遍的理解中,路灯让城市有了美妙的夜景,但是,这是否意味着,迷人的夜色就等同于晃眼的路灯——更光亮、更璀璨、更繁华?和朱祥辉交流之后,我们得出的答案显然是,并非如此。
照明虽然是人造之物,但也应该是与自然和谐相处之物。如果说几百年前路灯刚被发明的时候,流动于其中最重要的东西是能量,那么在一个碳中和的新时代,智能互联已是每一根灯杆应该拥抱的新元素。