Giải pháp chiếu sáng thông minh (Smart Lighting) giúp việc chiếu sáng tiện lợi, dễ dàng kiểm soát và tiết kiệm nhiên liệu, chi phí.

Bóng đèn là một trong những phát minh vĩ đại nhất thế giới trong thế kỷ 19, thay đổi cách con người sống và chiếu sáng mọi vật. Chuyển sang thế kỷ 21, sự phát triển trong thiết kế và công nghệ mang đến một khái niệm mới: “Chiếu sáng thông minh” - Smart Lighting. 

Thuật ngữ khá mới mẻ này được nhắc đến thường xuyên trong thời gian gần đây, vậy smart lighting là gì? Hãy cùng Elcom tìm hiểu.

Chiếu sáng thông minh là gì?

Chiếu sáng thông minh được xem là một trong những thành phần thiết yếu tại những ngôi nhà thông minh nói riêng và thành phố thông minh nói chung. 

Chiếu sáng thông minh được hiểu là công nghệ chiếu sáng tận dụng nền tảng công nghệ, kỹ thuật số để đáp ứng những yêu cầu về ánh sáng, đồng thời vẫn tiết kiệm năng lượng và chi phí.

Hệ thống chiếu sáng thông minh được ứng dụng khắp nơi tại các thành phố thông minh, chẳng hạn như:

• Hệ thống chiếu sáng thông minh trong nhà: Căn hộ, nhà thông minh, văn phòng, siêu thị,...

• Chiếu sáng ngoài trời: Đèn đường thông minh chiếu sáng cảnh quan đô thị, chiếu sáng giao thông,…

Hệ thống chiếu sáng thông minh là sự tích hợp hoàn hảo với các phần mềm, thiết bị thông minh, chẳng hạn như:

• Đèn LED thông minh

• Pin năng lượng mặt trời tạo năng lượng cho cả cột đèn chiếu sáng

• Camera giám sát

• Hệ thống thông báo công cộng

• Hộp gọi thoại khẩn cấp

• Wifi công cộng

• Các hiển thị thông báo, quảng cáo, thời tiết

• Cảm biến môi trường

• Sạc xe điện

• Cáp quang

• …

Thông thường, các hệ thống chiếu sáng hoạt động bằng cách bật và tắt công tắc. Tuy nhiên, phương pháp vận hành này phù hợp hơn với những hệ thống chiếu sáng trong gia đình truyền thống.

Trong khi đó, hệ thống chiếu sáng thông minh cho phép kiểm soát đèn mạnh mẽ hơn. Chúng vẫn được kết nối với nguồn điện, nhưng mỗi bóng đèn thông minh và thiết bị cố định tích hợp đèn LED cho phép người vận hành điều khiển từ xa thông qua các thiết bị thông minh như điện thoại, máy tính,...

Lợi ích của chiếu sáng thông minh

Ưu điểm của hệ thống chiếu sáng thông minh không chỉ dừng lại ở việc điều khiển đèn tự động hoặc từ xa mà còn có những tiện ích khác như:

Dễ dàng điều chỉnh độ sáng

Bóng đèn truyền thống yêu cầu bạn sử dụng công tắc để điều khiển đèn và hầu như phải giữ nguyên độ sáng hoặc tiếp tục dùng công tắc để điều chỉnh. Trong khi đó, đèn LED thông minh có thể dễ dàng điều khiển độ sáng - thông qua ứng dụng hoặc các phụ kiện thông minh khác.

Hiệu suất năng lượng

Hệ thống smart lighting có tuổi thọ cao hơn nhiều và tạo ra ít nhiệt hơn đèn truyền thống, do đó sử dụng mức độ năng lượng thấp hơn. 

Kết nối

Hệ thống smart lighting có thể kết nối với các thiết bị khác như máy ảnh, dàn âm thanh, bộ điều nhiệt hoặc trợ lý gia đình cho phép người sử dụng tạo ra sự kết nối trong toàn bộ ngôi nhà thông minh.

Tự động hóa

Hệ thống có thể được cài đặt để tự động bật, tắt vào những thời điểm cụ thể theo thời gian sinh hoạt của con người. Ngoài ra, hệ thống cảm biến có khả năng nhận biết sự xuất hiện hoặc rời đi để tự động điều chỉnh bật, tắt đèn phù hợp, điều chỉnh bằng giọng nói,...

Ánh sáng phù hợp với tâm trạng

Ánh sáng phù hợp đảm bảo tâm trạng con người trong những thời điểm cụ thể. Với hệ thống smart lighting, trải nghiệm chiếu sáng có thể được nâng tầm hơn bao giờ hết.

Ví dụ, chủ nhà cài đặt trạng thái “Ăn tối”/”Xem phim” với những tùy chỉnh mong muốn trước đó. Trong những ngữ cảnh phù hợp, gia chủ lựa chọn những trạng thái đã được quy định sẵn để tận hưởng không gian sống thú vị, thoải mái hơn.

Ánh sáng được điều chỉnh phù hợp với bối cảnh tạo nên không gian sống thoải mái - Ảnh: Internet

Thông qua những tiện ích nêu trên, smart lighting mang lại nhiều lợi ích thiết thực đối với cư dân và cả sự phát triển của thành phố.

Đối với người dân:

• Chiếu sáng và giám sát đường phố, đảm bảo an ninh, an toàn

• Băng thông rộng, kết nối dữ liệu phủ sóng đầy đủ và các dịch vụ liên quan

• Thông tin và cảnh báo công cộng theo thời gian thực tế

• Hỗ trợ khẩn cấp trong trường hợp cần thiết

• Truy cập trạm sạc thuận tiện đối với phương tiện chạy bằng điện

Đối với sự phát triển của thành phố thông minh:

• Tiết kiệm năng lượng tiêu thụ, giảm lượng khí thải carbon góp phần bảo vệ môi trường

• Giảm hành vi phạm tội, tăng cường đảm bảo an ninh trật tự công cộng

• Nhanh chóng nhận được thông tin, đẩy nhanh quá trình ra quyết định trong trường hợp khẩn cấp

• Nâng cao chất lượng các dịch vụ, tiện ích cung cấp cho người dân

• Theo dõi các chỉ số từ môi trường: Nhiệt độ, thời tiết, khí hậu, ô nhiễm, tiếng ồn,...

• Tối ưu hoá phân luồng giao thông, hỗ trợ quá trình di chuyển

• Giảm nhu cầu tải điện trong giờ cao điểm của cả nước và cải thiện hệ số năng lượng trong hệ thống

• Tiết kiệm chi phí vận hành, bảo trì và bảo dưỡng hệ thống

Phân loại hệ thống chiếu sáng thông minh

Tùy theo ứng dụng và cách điều khiển, smart lighting trên thị trường hiện được phân loại như sau:

Bóng đèn thông minh

Bóng đèn chiếu sáng thông minh kết nối mạng không dây là giải pháp smart lighting có chi phí thấp và dễ dàng sử dụng trong đời sống hàng ngày, lắp đặt trên các giá đỡ bóng đèn thông thường.

Bóng đèn thông minh cần kết nối với mạng Wifi cục bộ. Sau đó, hệ thống bóng đèn này hoàn toàn có thể điều khiển từ xa. Bóng đèn thông minh có những tính năng nổi bật như:

• Điều khiển từ xa trên các thiết bị cầm tay

• Điều chỉnh độ sáng theo nhu cầu

• Hẹn giờ, lên lịch

• Tương thích IFTTT (IF This Then That - ứng dụng bên thứ ba được dùng để kết nối các phần mềm)

Đèn thông minh kết nối với HUB

Hệ thống nhà thông minh hiện nay có thể được mở rộng bằng cách lắp đặt đèn thông minh hoạt động trên cùng một công nghệ truyền thông.

Đèn thông minh kết nối internet thông qua HUB (Điểm trung tâm kết nối cho các thiết bị trong hệ thống mạng). Hệ thống đèn thông minh này có ưu điểm tương tự như bóng đèn thông minh, tuy nhiên nhược điểm là chúng không thể hoạt động nếu thiếu HUB.

Đèn thông minh cảm biến chuyển động

Cảm biến PIR (Cảm biến hồng ngoại thụ động - Passive Infrared) được sử dụng trong đèn thông minh nhằm điều khiển đèn khi nhận thấy chuyển động. Đây là một trong những hệ thống smart lighting khá phổ biến, được ứng dụng ở những nơi như cầu thang, phòng trưng bày, nhà vệ sinh, trên đường phố,...

Hệ thống này sẽ tự động cảm nhận, phát hiện và bật đèn khi nhận thấy chuyển động, đồng thời tự động tắt đèn khi không có nhu cầu sử dụng trong khu vực.

Bóng đèn tự động bật sáng khi cảm nhận được chuyển động - Ảnh: Internet

Công nghệ được sử dụng trong smart lighting

Hệ thống smart lighting ứng dụng những công nghệ truyền thông này để kết nối đèn chiếu sáng thông minh với internet và các thiết bị điều khiển từ xa.

Internet vạn vật (IoT)

Hệ thống đèn thông minh dựa trên Wifi được kết nối với Internet bằng bộ định tuyến Wifi, đảm bảo tính năng điều khiển từ xa. Đồng thời, chúng cũng không thể kiểm soát nếu không có kết nối internet.

Bluetooth

Đèn thông minh dựa trên Bluetooth có thể tạo ra mạng lưới và được điều khiển bằng điện thoại thông minh hỗ trợ tính năng này. Bluetooth HUB sử dụng để kết nối các thiết bị sử dụng Bluetooth và internet.

Mạng ZigBee/Z-Wave

Tương tự hệ thống đèn thông minh kết nối Bluetooth, hệ thống chiếu sáng dựa trên ZigBee (một giải pháp thay thế cho mạng Wifi và Bluetooth trên một số ứng dụng)/Z-Wave (công nghệ không dây cho phép các thiết bị thông minh sử dụng sóng vô tuyến năng lượng thấp kết nối và trao đổi lệnh với nhau) cũng tạo ra mạng lưới.

Nhược điểm là chúng không thể kiểm soát hệ thống nếu không có HUB, ZigBee/Z-Wave HUB là bắt buộc.

Ứng dụng của hệ thống smart lighting

Chiếu sáng thông minh hiện đang ngày một trở nên phổ biến, đặc biệt là tại những quốc gia phát triển. Chúng được ứng dụng:

Chiếu sáng quang cảnh

Hệ thống điều khiển ánh sáng được lập trình để tạo ra nhiều cảnh quan hoặc không gian khác nhau. Điều này có thể được thực hiện bằng cách kiểm soát thiết bị chiếu sáng, công tắc và đặc tính chiếu sáng như độ mờ, màu sắc, nhiệt độ,...

Hệ thống điều khiển là sự tích hợp của các công nghệ như: Thiết bị liên lạc không dây, đèn LED thông minh, cảm biến phát hiện sự có mặt của người mà không cần sử dụng camera.

Nền tảng hỗ trợ cảnh chiếu sáng là Giao thức điều khiển chiếu sáng tự động (Digital Addressable Lighting Interface - DALI), một giao thức truyền thông 2 chiều, dựa trên công nghệ giao diện chiếu sáng địa chỉ kỹ thuật số, được sử dụng để giao tiếp và điều khiển hệ thống chiếu sáng như bộ đèn, cảm biến và bộ điều khiển.

Ví dụ, hệ thống smart lighting có thể tạo ra bầu không khí để xem phim, đi ngủ, thức dậy và hơn thế nữa.

Chiếu sáng lấy con người làm trung tâm

Chiếu sáng lấy con người làm trung tâm là việc tạo ra ánh sáng mô phỏng ánh sáng tự nhiên để điều khiển chức năng cơ thể của con người như phản ứng sinh học, cảm xúc, sức khỏe. 

Thị trường chiếu sáng này dự kiến ​​sẽ đạt 3,91 tỷ USD vào năm 2024. Giải pháp “Chiếu sáng lấy con người làm trung tâm” bao gồm các bộ đèn trắng có thể điều chỉnh và hệ thống quản lý ánh sáng tiên tiến giúp điều chỉnh quang phổ màu, cường độ ánh sáng và thời gian.

Trường học, bệnh viện và không gian văn phòng là những khu vực được xem xét triển khai hệ thống chiếu sáng này. Việc tích hợp trí tuệ nhân tạo (AI) cho hệ thống chiếu sáng lấy con người làm trung tâm sẽ mang đến những giải pháp ngày càng tinh vi.

Ánh sáng phù hợp nâng cao hiệu quả làm việc của con người - Ảnh: Internet

Chiếu sáng thông minh trong nông nghiệp

Nông nghiệp theo chiều thẳng đứng sử dụng ánh sáng hoặc đèn LED thích hợp cho quá trình quang hợp. Đây là một trong những bước tiến mới của ngành nông nghiệp thông minh.

Đèn LED nhiều sắc đỏ hoặc xanh lam có bước sóng ánh sáng mà thực vật cần cho quá trình quang hợp và phát triển tối ưu. Bộ phản xạ phóng điện cường độ cao (High-intensity discharge - HID) cũng như đèn natri, halogen kim loại và halogen kim loại gốm áp suất cao có thiết kế đặc biệt cũng được sử dụng cho canh tác thẳng đứng.

Nông nghiệp theo chiều dọc chỉ mới được hợp pháp hóa thời gian gần đây, do đó hiện không có nhiều nhà sản xuất thiết bị chiếu sáng thông minh hoạt động trong lĩnh vực này.

Chiếu sáng đường phố

Đèn đường thông minh lắp đặt tại các thành phố thông minh tích hợp nhiều chức năng, góp phần tối ưu hóa nhiên liệu tiêu thụ, giảm chi phí vận hành, bảo trì, đồng thời tăng cường bảo đảm an ninh trật tự, giảm tỉ lệ tội phạm.

Hiện đại hơn, những cột đèn thông minh trên đường tại những thành phố lớn có thể đóng nhiều vai trò khác như điểm phát Wifi miễn phí, nơi sạc xe điện tự động, cung cấp thông tin môi trường theo thời gian thực,...

Camera an ninh cùng những nút báo động khẩn cấp cũng góp phần ngăn chặn và giảm thiểu các hành vi lạm dụng, trộm cắp, phá rối trật tự công cộng.

Trên đây là một số thông tin cần biết về hệ thống chiếu sáng thông minh do Elcom tổng hợp. Smart lighting là xu hướng tiện lợi, linh hoạt, phù hợp với đời sống hiện đại. Do đó, đây là một trong những thị trường có nhiều tiềm năng phát triển trong tương lai.