АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Система управления освещением

Система управления освещением — это интеллектуальная сетевая система управления освещением, в которой реализована связь между различными входными и выходными элементами, касающимися управления освещением, с использованием одного или нескольких центральных вычислительных устройств. Системы управления освещением широко используются для автоматизации внутреннего и наружного освещения коммерческих, промышленных и жилых помещений. Иногда такие системы называют также интеллектуальным освещением. Системы управления освещением предназначены для того, чтобы обеспечить необходимый уровень освещённости в нужном месте и в нужное время[1].

Системы управления освещением используются для повышения энергетической эффективности осветительных систем, соответствия требованиям строительных норм и реализации программ устойчивого развития. Современные системы выходят за рамки простого энергосбережения, фокусируясь также на комфорте и благополучии человека. Они могут включать технологии, специально разработанные для повышения энергоэффективности, удобства и безопасности, такие как энергосберегающие светильники и автоматические системы управления, которые изменяют параметры освещения в зависимости от присутствия людей или уровня дневного света. Ключевыми современными концепциями стали человеко-ориентированное освещение (англ. Human-Centric Lighting, HCL), имитирующее естественный суточный цикл света для поддержания циркадных ритмов[2], и адаптация на основе искусственного интеллекта (ИИ), которая позволяет системе обучаться и оптимизировать освещение в реальном времени[3]. Несмотря на повышение эффективности за счёт массового перехода на светодиодное освещение, общее потребление электроэнергии на освещение в мире в 2022 году, по данным МЭА, незначительно возросло из-за роста общего использования осветительных приборов[4]. Освещение — это целенаправленное применение света для создания эстетического или практического эффекта (например, освещение зоны доступа в случае нарушения безопасности). К освещению относятся рабочее освещение, акцентное освещение и общее освещение.

Управление освещением

Термин «управление освещением» обычно подразумевает автономное управление освещением в помещении или на участке. К таким устройствам относят датчики присутствия, таймеры и фотореле, которые подключены напрямую и управляют отдельными группами светильников независимо друг от друга. Настройка таких систем осуществляется вручную непосредственно в точке установки устройства. Исследованием эффективности и структуры рынка бытового управления освещением занимался Союз по энергоэффективности (англ. Consortium for Energy Efficiency)[5].

Под термином «система управления освещением» понимают интеллектуальную сетевую систему устройств, связанных с управлением освещением. В системе могут использоваться реле, датчики присутствия, фотореле, переключатели света или сенсорные экраны, а также сигналы от других инженерных систем здания (например, пожарная сигнализация, ОВК). Управление системой осуществляется как непосредственно на местах размещения устройств, так и централизованно с помощью программного обеспечения или иных интерфейсов.

Преимущества

Главное преимущество системы управления освещением перед автономными устройствами или традиционными выключателями — возможность централизованного управления отдельными светильниками или их группами с одного интерфейса. Это позволяет создавать сложные световые сценарии, заранее настроенные для различных видов деятельности в помещении. Среди прочих плюсов — сокращение энергозатрат и увеличение срока службы ламп при диммировании либо отключении светильников, когда они не требуются. Беспроводные системы управления освещением позволяют дополнительно снизить стоимость монтажа и повысить гибкость размещения датчиков и переключателей[6].

Современные системы расширяют эти преимущества, фокусируясь на комфорте и благополучии человека. Благодаря интеграции с искусственным интеллектом (ИИ) они способны обучаться на основе поведения пользователей, автоматически создавая персонализированные световые сценарии и повышая комфорт. Ключевым преимуществом стало внедрение концепции человеко-ориентированного освещения (англ. Human-Centric Lighting, HCL), которое имитирует естественный суточный цикл света. Такие системы поддерживают циркадные ритмы человека, улучшая самочувствие, когнитивные функции и способствуя повышению производительности труда.

Минимизация энергопотребления

По данным за период около 2018 года, на освещение приходилось примерно 13–15 % мирового потребления электроэнергии и около 5 % глобальных выбросов парниковых газов[7]. При этом, по данным МЭА, в 2022 году общее потребление электроэнергии на освещение и связанные с ним выбросы CO₂ незначительно возросли. Это было вызвано ростом общего использования осветительных приборов, что не было полностью скомпенсировано повышением эффективности светодиодных технологий. В США на коммерческие и промышленные предприятия приходится 65 % общего потребления энергии, из которых на освещение приходится 22 %.

Ключевыми методами минимизации энергопотребления являются переход на светодиодное освещение и использование автоматических систем управления. Повсеместный переход на энергоэффективное светодиодное освещение, по прогнозам, позволит сократить мировой спрос на электроэнергию для освещения на 30–40 % к 2030 году[8]. Использование датчиков присутствия и движения для автоматического отключения света в пустующих зонах может снизить расход электроэнергии от 30 % до 80 %[9], а в помещениях с нерегулярным использованием (например, коридорах или складах) экономия может достигать 90–95 %[10]. Дополнительную экономию до 60 % обеспечивает функция контроля освещённости, которая регулирует яркость искусственного света с учётом уровня естественного дневного света[11].

Удобство

Интеллектуальная система освещения может обеспечивать автоматическое включение света в затемнённых зонах в случае их использования. Система реагирует на действия людей посредством сенсоров и встроенной логики, прогнозирующей индивидуальные потребности в освещении. Это повышает комфорт, безопасность, уменьшает необходимость ручного вмешательства и способствует энергоэффективности.

Современные системы выводят эту концепцию на новый уровень благодаря интеграции искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения. Такие системы способны не просто реагировать на сиюминутные изменения, а действовать проактивно: они анализируют данные о поведении и привычках пользователей для автоматической настройки освещения в соответствии с их предпочтениями. Предиктивные алгоритмы могут «предсказывать» появление человека в определённой зоне, заранее подготавливая комфортный уровень света[12], а функция самообучения позволяет системе оптимизировать свою работу без вмешательства человека[13].

Удобство также повышается за счёт возможностей глубокой персонализации. Пользователи могут создавать и активировать индивидуальные световые сценарии для различных ситуаций (например, «просмотр кино» или «чтение») с помощью мобильных приложений или голосовых команд[14]. Некоторые передовые системы способны анализировать текст или изображения для интерпретации эмоций и создания световых эффектов, соответствующих настроению пользователя[14].

Безопасность

Освещение может использоваться как средство предотвращения несанкционированного доступа. Например, при нарушении периметра автоматически включаются прожекторы. К превентивным мерам относится также освещение ключевых точек доступа (например, дорожек) ночью либо имитация присутствия людей при отсутствии владельцев, путём автоматического изменения сценариев освещения.

Помимо частной безопасности, интеллектуальные системы освещения играют важную роль в повышении общественной безопасности в рамках концепции «умных городов». Умные уличные фонари, объединённые в сеть, могут адаптировать уровень яркости в зависимости от плотности трафика и присутствия пешеходов, что позволяет экономить до 60 % энергии. Такие системы повышают безопасность, автоматически увеличивая яркость при обнаружении движения или в случае ДТП. Кроме того, опоры освещения всё чаще становятся многофункциональными узлами городской инфраструктуры, на которые устанавливаются камеры видеонаблюдения, датчики мониторинга качества воздуха и оборудование для раздачи Wi-Fi[15].

Человеко-ориентированное освещение (HCL)

Человеко-ориентированное освещение (англ. Human-Centric Lighting, HCL) — концепция, которая к 2025 году стала одной из доминирующих тенденций в управлении светом, особенно в офисах, медицинских и образовательных учреждениях. Её основная цель — поддержка здоровья, благополучия и производительности человека через создание световой среды, максимально приближенной к естественному солнечному свету.

Принцип HCL заключается в динамическом изменении цветовой температуры и интенсивности освещения в течение дня, имитируя суточный цикл. Утром и в первой половине дня системы HCL генерируют более холодный и яркий свет (например, с цветовой температурой около 4000 К) для стимуляции бодрости и повышения концентрации внимания[16]. К вечеру свет становится теплее и мягче, что способствует расслаблению и помогает организму подготовиться ко сну.

Исследования показывают, что такой подход положительно влияет на циркадные ритмы человека, улучшает когнитивные функции и общее самочувствие. Внедрение HCL в рабочих пространствах может повысить производительность труда до 20 %.

Автоматическое управление

Системы управления освещением обычно обеспечивают автоматическую корректировку работы светильников на основании следующих факторов:

  • Время по часам (время суток)
  • Солнечное время (восход/закат)
  • Занятость помещения (с помощью датчиков присутствия)
  • Доступность дневного света (с помощью фотореле)
  • Срабатывание сигнализации
  • Логика программных сценариев (совокупность различных событий)

Временное управление

Управление по времени предусматривает расписания, привязанные к конкретным часам суток, дням недели, месяцам или сезонам.

Солнечное время

Управление по солнечным циклам использует значения восхода и заката для автоматизации внешнего освещения. Для работы такой системы необходимо задать географические координаты здания либо выбрать ближайший город из справочника.

Управление по занятости

Занятость помещения определяется с помощью датчиков присутствия, которые автоматически управляют освещением в зависимости от наличия людей. За последнее десятилетие технология определения занятости эволюционировала от простых пассивных инфракрасных (PIR) датчиков, реагирующих на крупные движения, к более сложным датчикам присутствия. Современные устройства способны фиксировать даже незначительную активность, например, работу человека за столом, что позволяет избежать ложного отключения света, когда люди в помещении малоподвижны[17]. Для повышения точности часто используются гибридные датчики, комбинирующие инфракрасную, микроволновую или ультразвуковую технологии.

Использование датчиков является одним из ключевых методов энергосбережения. В зависимости от типа помещения и режима его использования, экономия электроэнергии на освещение может составлять от 30 % до 80 %. В зонах с нерегулярным пребыванием людей, таких как коридоры, склады или подсобные помещения, экономия может достигать 90–95 %.

Ультразвуковые датчики

Преимущество ультразвуковых датчиков состоит в их высокой чувствительности к любым движениям, вплоть до минимальных перемещений вне зоны прямой видимости, что позволяет избежать «слепых зон» распознавания. Для повышения точности и надёжности обнаружения ультразвуковая технология часто комбинируется с пассивной инфракрасной (PIR) или микроволновой технологией в составе гибридных (двухтехнологичных) датчиков.

Управление в зависимости от дневного света

Электроэнергия, затрачиваемая на освещение, может автоматически регулироваться посредством диммирования или отключения светильников в ответ на повышение уровня естественного освещения. Такой подход, известный как использование дневного света (англ. daylight harvesting), позволяет сократить энергопотребление на освещение до 60 %.

Современные адаптивные системы выводят эту концепцию на новый уровень благодаря интеграции с искусственным интеллектом (ИИ). Они в реальном времени анализируют данные с датчиков освещённости и других источников (например, время суток, погодные условия), чтобы плавно регулировать не только яркость, но и цветовую температуру искусственного света. Это позволяет интегрировать управление освещением с концепцией человеко-ориентированного освещения (HCL), имитируя естественный суточный цикл света для поддержания комфорта и благополучия человека. Кроме того, системы с элементами машинного обучения способны самообучаться, оптимизируя свою работу без вмешательства человека и предотвращая резкие перепады освещённости, которые могли быть характерны для систем предыдущих поколений.

Системы автоматического реагирования на дневной свет

В ответ на развитие систем естественного освещения созданы автоматические устройства, учитывающие интенсивность дневного света для минимизации потребления электроэнергии[18]. Невзирая на эффективность, подчас они имеют недостатки, например, быструю и частую смену режимов при нестабильной погоде или колебаниях освещённости, что может раздражать людей и уменьшать срок службы ламп. Одно из решений — технология «разностного переключения» или «мёртвой зоны», позволяющая уменьшить количество переключений[19][20].

Современные системы решают эту проблему на более высоком уровне благодаря интеграции искусственного интеллекта (ИИ). Вместо простого реагирования на пороговые значения, ИИ-алгоритмы анализируют данные в реальном времени, учитывая множество факторов, таких как время суток и погодные условия, что позволяет системе действовать проактивно и плавно регулировать яркость, избегая резких переключений[21]. Функция самообучения позволяет системе со временем оптимизировать свою работу без вмешательства человека. Новейшие разработки в сенсорике, например, нейроморфные датчики изображений, также способны самостоятельно адаптироваться к резким перепадам освещённости, обеспечивая стабильную работу системы[22].

Аварийные сигналы

К аварийным командам обычно относятся сигналы от других инженерных систем — пожарная сигнализация, ОВК, которые, например, могут автоматически активировать команду «включить весь свет» или «все лампы в режим вспышки».

Логические программы

Логические сценарии позволяют объединять различные события и состояния системы, например, с помощью конструкций if-then-else и логических операторов. Ключевым стандартом для цифрового управления освещением является IEC 62386, определяющий протокол DALI (англ. Digital Addressable Lighting Interface). Его наиболее актуальная версия, DALI-2, основана на последних редакциях стандарта и обеспечивает значительно лучшую совместимость оборудования от разных производителей, а также расширенный функционал[23].

В конце 2022 года Международная электротехническая комиссия (IEC) выпустила обновлённые версии ключевых частей стандарта[24]:

  • IEC 62386-101:2022 (общие требования к системным компонентам);
  • IEC 62386-102:2022 (общие требования к пускорегулирующей аппаратуре);
  • IEC 62386-103:2022 (общие требования к устройствам управления).

Стандарт имеет модульную структуру и включает части серий 1xx (общие требования), 2xx (требования к пускорегулирующей аппаратуре, например, LED-драйверам) и 3xx (требования к устройствам управления, таким как датчики присутствия и выключатели)[25]. Для обеспечения совместимости оборудования альянс DALI (DiiA) проводит сертификацию устройств по программе DALI-2[24].

Автоматическое диммирование

Функция автоматического регулирования яркости света (диммирования) позволяет дополнительно уменьшать энергопотребление[26]. Ручное диммирование также способствует снижению расходов энергии.

Использование датчиков

Использование датчиков является одним из ключевых методов энергосбережения в системах управления освещением. В зависимости от типа помещения и режима его использования, установка датчиков движения и присутствия может снизить расход электроэнергии на освещение от 30 % до 80 %, а в зонах с нерегулярным пребыванием людей, таких как коридоры или склады, экономия может достигать 90–95 %. Согласно исследованию 2009 года, автоматические системы с датчиками присутствия в офисах открытого типа способны экономить до 32 % энергии[27].

За последнее десятилетие технология значительно эволюционировала: произошёл переход от простых пассивных инфракрасных (PIR) датчиков, реагирующих на крупные движения, к более сложным датчикам присутствия. Такие устройства способны фиксировать даже незначительную активность (например, работу человека за столом), что позволяет избежать ложного отключения света. Для повышения точности часто используются гибридные датчики, комбинирующие инфракрасную, микроволновую или ультразвуковую технологии.

Модули датчиков

Полноценный модуль датчика, помимо традиционных компонентов (сенсора, электронного управляющего блока и коммутирующего устройства), в современном исполнении часто является многофункциональным устройством. В одном корпусе могут быть интегрированы не только детектор движения и датчик освещённости, но и сенсоры температуры, влажности и качества воздуха[28]. Это позволяет системе освещения взаимодействовать с другими инженерными системами здания, например, отоплением, вентиляцией и кондиционированием (ОВК)[28]. Современные технологии также способствуют миниатюризации датчиков, что делает их менее заметными в интерьере[29].

Принцип работы базового модуля заключается в том, что датчик определяет движение или присутствие людей в помещении[30], а встроенный таймер через заданный интервал передаёт сигнал на управляющий блок для включения или выключения светильника. К основным технологиям обнаружения относятся пассивные инфракрасные (PIR), ультразвуковые[31] и микроволновые, которые часто комбинируются в гибридных (двухтехнологичных) датчиках для повышения точности.

Прочие типы

Существуют также датчики, реагирующие на движение (на основе микроволн), инфракрасное нагревание, звук; оптические камеры, инфракрасные сенсоры движения, световые «ловушки», датчики открывания дверей, тепловизоры, микро-радары, датчики дневного света[32].

Современные разработки расширили этот перечень. Появились узкоспециализированные решения, например, датчики для складов с высокими потолками (до 30 метров), позволяющие экономить до 70–80 % электроэнергии[33]. Отдельным направлением развития стали сенсоры на основе искусственного интеллекта, в частности, нейроморфные датчики изображений, способные самостоятельно адаптироваться к резким перепадам освещённости, что важно для систем машинного зрения и автономного транспорта. Общей тенденцией также является миниатюризация датчиков, делающая их менее заметными в интерьере.

Стандарты и протоколы

Системы управления освещением эволюционировали от простых аналоговых схем (например, на базе сигнала 0-10 В) к сложным цифровым и сетевым протоколам. Современные стандарты направлены на повышение совместимости оборудования (интероперабельности), кибербезопасность и интеграцию освещения в общую экосистему Интернета вещей (IoT).

DALI (Digital Addressable Lighting Interface)

DALI — один из ключевых открытых стандартов для профессионального управления освещением, основанный на международном стандарте IEC 62386. Его ключевая особенность — возможность индивидуальной адресации каждого светильника в сети.

Наиболее актуальной версией протокола является DALI-2, которая обеспечивает значительно лучшую совместимость оборудования от разных производителей и расширенный функционал, включая стандартизацию устройств управления (датчиков, панелей). В конце 2022 года Международная электротехническая комиссия (IEC) выпустила обновлённые редакции ключевых частей стандарта, включая IEC 62386-101 (общие требования к системе), 102 (к пускорегулирующей аппаратуре) и 103 (к устройствам управления).

Новейшим развитием стандарта стал DALI+, который переносит все возможности DALI-2 в беспроводные и IP-сети[34]. DALI+ может работать поверх различных транспортных протоколов, таких как Thread и Bluetooth Mesh, а также в IP-сетях (Ethernet, Wi-Fi), позволяя создавать гибридные системы из проводных и беспроводных устройств[35].

KNX

KNX — это глобальный открытый стандарт для автоматизации жилых и коммерческих зданий (ISO/IEC 14543), который широко используется и для управления освещением[36]. Ключевыми направлениями его развития стали:

  • KNX IoT — расширение протокола для нативной работы в IP-сетях. Устройства KNX IoT могут напрямую подключаться к сетям Ethernet, Wi-Fi и Thread, взаимодействуя с другими IoT-устройствами и облачными сервисами[37].
  • KNX Secure — стандарт кибербезопасности, обеспечивающий защиту от несанкционированного доступа и манипуляций. Он включает два уровня: KNX IP Secure для защиты IP-коммуникаций и KNX Data Secure для шифрования данных на уровне шины (включая витую пару). Для шифрования используется надёжный алгоритм AES-128[38][39].

KNX тесно интегрируется с DALI через специальные шлюзы, позволяя управлять системами освещения DALI в рамках общей системы автоматизации здания.

Унификация и IP-протоколы

Matter

Matter — это новый открытый стандарт, анонсированный в 2022 году и нацеленный на унификацию экосистемы «умного дома» и зданий[40]. Протокол, поддерживаемый такими компаниями, как Apple, Google и Amazon, обеспечивает совместимость устройств от разных производителей «из коробки»[41]. Для освещения это упрощает интеграцию и управление в рамках единой платформы. Версия Matter 1.3 привнесла важные функции, такие как «сцены» и «пакетная передача команд» для минимизации задержек[42].

Power over Ethernet (PoE)

Технология Power over Ethernet (PoE) позволяет передавать электроэнергию и данные по стандартному сетевому кабелю, что даёт возможность присваивать каждому светильнику собственный IP-адрес. Принятие в 2018 году стандарта IEEE 802.3bt значительно расширило возможности технологии, позволив передавать мощность до 90 Вт и питать мощные светильники, что ускорило внедрение PoE в коммерческом освещении[43].

Другие и устаревшие протоколы

Помимо современных IP-ориентированных стандартов, существует ряд других протоколов, часть из которых считаются устаревшими, но всё ещё встречаются в существующих инсталляциях:

  • Аналоговые системы: К ним относятся системы на базе сигнала 0-10 В, а также стандарты AMX192 (США) и D54 (Европа), которые использовались в театральном освещении до их вытеснения цифровыми протоколами.
  • DMX512: Основной цифровой стандарт для управления профессиональным сценическим и архитектурным освещением.
  • DSI (Digital Serial Interface): Один из первых цифровых протоколов, разработанный в 1991 году, предшественник DALI.
  • Проводные протоколы автоматизации: C-Bus, Dynalite, LonWorks, Modbus, INSTEON, X10.
  • Беспроводные протоколы: Помимо современных Thread и Bluetooth Mesh, широко используются ZigBee и Z-Wave, особенно в бытовых системах «умного дома».
  • Прочие: Architecture for Control Networks, Art-Net, MIDI, RDM, VSCP.

Управление освещением через Bluetooth

Современный подход — непосредственное управление осветительными системами через Bluetooth, реализованный, например, компанией Signify (ранее Philips Lighting) в системе Philips Hue. Для работы потребуется смартфон или планшет с фирменным приложением Philips Hue Bluetooth; отдельный мост и Wi-Fi не требуются.

Наряду с простым управлением «точка-точка», более значимым развитием технологии стало внедрение протокола Bluetooth Mesh[44]. В отличие от классического Bluetooth, он создаёт децентрализованную ячеистую сеть, где устройства могут обмениваться данными друг с другом, что обеспечивает высокую надёжность и масштабируемость. Благодаря своей устойчивости к помехам и способности покрывать большие площади, Bluetooth Mesh зарекомендовал себя как надёжное решение для управления освещением в коммерческих зданиях[45]. Технология также используется как транспортный протокол для других стандартов, например, в рамках спецификации DALI+, что позволяет создавать гибридные системы из проводных и беспроводных устройств.

Экосистема интеллектуального освещения

Системы интеллектуального освещения могут управляться через интернет для настройки яркости и расписания работы. Одно из ключевых решений — присвоение каждому светильнику собственного IP-адреса, что позволяет реализовать индивидуальное управление.

Ключевой технологией для реализации такого подхода стала Power over Ethernet (PoE), которая позволяет передавать электроэнергию и данные по стандартному сетевому кабелю. Это не только упрощает монтаж, но и даёт возможность присваивать каждому светильнику собственный IP-адрес. Принятие в 2018 году стандарта IEEE 802.3bt, позволившего передавать мощность до 90 Вт, значительно ускорило внедрение PoE в коммерческом освещении, так как стало возможным питать мощные светильники.

Для интеграции профессиональных систем освещения в IP-экосистему были разработаны новые стандарты. DALI+ переносит все возможности проводного протокола DALI-2 в беспроводные и IP-сети, позволяя передавать команды управления поверх таких протоколов, как Thread, Bluetooth Mesh, а также через стандартные сети Ethernet и Wi-Fi. Это обеспечивает создание гибких гибридных систем, где проводные и беспроводные устройства бесшовно взаимодействуют друг с другом.

Направлением на унификацию, особенно в бытовом сегменте, стало появление стандарта Matter. Этот открытый протокол, поддерживаемый крупнейшими технологическими компаниями, обеспечивает совместимость устройств «из коробки» от разных производителей, что значительно упрощает интеграцию и управление освещением в рамках единой платформы «умного дома». Версия Matter 1.3 дополнительно расширила возможности управления светом, добавив поддержку «сцен» и «пакетной передачи команд» для минимизации задержек.

Передача информации через свет

По словам исследователя Э. Фреда Шуберта, будущие системы освещения смогут функционировать как сенсоры и средства передачи данных: при сверхбыстрой модуляции световые устройства смогут считывать и передавать сведения о перемещениях людей или изменениях обстановки, например, внутри здания. Интеллектуальное освещение — это не только более эффективная и комфортная подсветка, но и принципиально новые возможности для организации передачи информации и сенсорных сетей.

Применение

Управление театральным освещением

Архитектурные системы управления освещением часто интегрируются с осветительными системами театров, а также применяются для общего, рабочегo и репетиционного света, освещения фойе и других вспомогательных помещений. Пульты управления размещают в различных частях здания; простейшие варианты дают доступ только к основным сценариям, тогда как сложные панели предполагают использование сенсорных экранов. В техническом плане такие системы во многом схожи с домашними и коммерческими решениями.

Преимущество архитектурных систем в том, что сотрудники театра могут управлять светом (рабочим, зальным) независимо от главного осветительного пульта, а дизайнер света — интегрировать управление всеми источниками в единую программу световых переходов.

Интеллектуальный аварийный блок для люминесцентных ламп

Традиционная система аварийного освещения предназначена для поддержания установленного минимального уровня света при отключении сетевого питания. Для этого такие системы используют аккумуляторы. При выходе из строя компонентов (батарея, лампа, цепь пуска) требуется вмешательство технических специалистов.

В интеллектуальном аварийном блоке реализована автоматическая периодическая (раз в 14 дней) самодиагностика с отображением состояния на светодиодном дисплее. Благодаря этому откладывание ремонта и снижение затрат на обслуживание становятся возможными[46].

Описание принципа работы

Основная идея — заменить простейший узел контроля сети микроконтроллерным модулем. Новый узел объединяет функции контроля сетевого питания, активации инвертора, диагностики состояния ламп и аккумуляторов, цикла зарядки, внешних коммуникаций и управления работой силовой части.

Такая архитектура позволяет связать несколько устройств с мастер-компьютером для централизованного мониторинга состояния.

Интеллектуальная система аварийного освещения на основе микроконтроллера повышает надёжность, безопасность и экономичность эксплуатации, а массовое производство удешевляется за счёт использования ПЗУ.

Применение в умных городах

Интеллектуальные системы управления освещением являются одним из ключевых компонентов концепции «умного города». Умные уличные фонари, объединённые в сеть, могут адаптировать уровень яркости в зависимости от плотности трафика и присутствия пешеходов, что позволяет экономить до 60 % энергии. Такие системы повышают безопасность, автоматически увеличивая яркость при обнаружении движения или в случае ДТП. Кроме того, опоры освещения всё чаще становятся многофункциональными узлами городской инфраструктуры, на которые устанавливаются камеры видеонаблюдения, датчики мониторинга качества воздуха и оборудование для раздачи Wi-Fi.

Рынок и история

Рынок систем управления освещением

Рынок систем управления освещением демонстрирует уверенный рост, трансформируясь из нишевого сегмента в массовый рынок в рамках концепций «Интернета вещей» (IoT) и «умного дома»[47]. По оценкам Mordor Intelligence, объём общего мирового рынка систем управления освещением в 2025 году составит 45,43 млрд долларов США с прогнозом роста до 82,94 млрд к 2030 году[48]. При этом только коммерческий сегмент рынка в 2025 году оценивается в 21,87 млрд долларов[49].

Ключевыми драйверами роста стали повсеместный переход на светодиодное (LED) освещение, которое предоставило новые возможности для управления яркостью и цветовой температурой, а также развитие беспроводных технологий, таких как Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee и Z-Wave, упростивших монтаж систем[50]. Важную роль сыграла интеграция управления светом в экосистемы с голосовыми ассистентами от крупных технологических компаний, таких как Amazon, Google и Apple[47].

Современные тенденции включают глубокую интеграцию с искусственным интеллектом (ИИ) для создания сложных адаптивных сценариев, которые учитывают время суток, присутствие людей и их деятельность[51]. Растущий спрос на энергоэффективность и устойчивое развитие также стимулирует рынок, поскольку интеллектуальные системы позволяют сократить расходы на электроэнергию на 35–50 %[51]. Помимо функциональности, растёт внимание к дизайну и персонализации: популярность набирают трековые системы, скрытые источники света и светильники из натуральных материалов[50].

Несмотря на перспективы, сдерживающими факторами для более широкого распространения остаются высокая первоначальная стоимость установки и сложность настройки систем для некоторых потребителей[52].

Достижения в фотонике

Достижения в области фотоники преобразуют общество аналогично тому, как это сделали электронные технологии в XX веке, и продолжают приносить новые решения. Ключевым проявлением этих достижений стал стремительный рост рынка твердотельного освещения (SSL), основной технологией которого являются светодиоды (LED).

Объём мирового рынка демонстрирует уверенный рост, однако его точные оценки значительно различаются в зависимости от методологии аналитических агентств и включаемых в отчёт сегментов. Например, по данным Allied Market Research, в 2019 году объём рынка составлял 32,65 млрд долларов США[53], в то время как другие источники оценивали рынок светодиодного освещения в 2020 году в 84 млрд долларов[54].

Оценки на 2024 год также демонстрируют существенные расхождения: одни агентства, например Straits Research, указывают цифру в 44,72 млрд долларов[55], а другие, как Fortune Business Insights, — 97,07 млрд долларов[56]. Аналогичная ситуация наблюдается и в прогнозах на 2025 год, где оценки варьируются от ~50 млрд долларов (Straits Research)[55] до более 100 млрд (Coherent Market Insights, Fortune Business Insights)[57][56].

Такие расхождения часто объясняются разным охватом рынка: более высокие оценки, как правило, включают не только общее освещение, но и смежные сегменты, такие как автомобильное освещение, подсветка для дисплеев и системы управления[54][58].

Известные изобретатели

Примечания

  1. ↑ DiLouie, Craig. Lighting controls handbook. — Lilburn, Ga. [u.a.] : Fairmont Press [u.a.], 2008. — P. 239. — ISBN 978-1-4200-6921-1.
  2. ↑ Human Centric Lighting's Research Report 2025: Market to Reach $8.73 Billion by 2030, Rising at a CAGR of 25.40% - AI Integration and Health Benefits Propel Growth. GlobeNewswire. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 21 июня 2025 года.
  3. ↑ Top 5 AI Lighting Trends to Watch. Illumi Electric. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  4. ↑ Lighting – Energy System. IEA. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 24 августа 2025 года.
  5. ↑ CEE Residential Lighting Controls Market Characterization. Consortium for Energy Efficiency. Дата обращения: 11 августа 2014. Архивировано 8 декабря 2015 года.
  6. ↑ Lighting control saves money and makes sense. Daintree Networks. Дата обращения: 19 июня 2009. Архивировано 26 мая 2010 года.
  7. ↑ The lightbulb moment: the rapid shift to LEDs and ultra-efficient lighting. Rapid Transition Alliance. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 16 мая 2025 года.
  8. ↑ LED Lighting Statistics to Know in 2022. LED Lighting Supply. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 23 апреля 2025 года.
  9. ↑ Датчики движения и присутствия: потенциал экономии и примеры внедрения. Энергосовет. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 16 ноября 2024 года.
  10. ↑ Энергосбережение при помощи датчиков движения (pdf). Томский политехнический университет. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 18 сентября 2024 года.
  11. ↑ Энергосбережение с датчиками присутствия. Школа для электрика. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 22 июня 2025 года.
  12. ↑ Когда освещение встречается с интеллектом. Long-join. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  13. ↑ AI in Lighting Control. QPRO. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 17 июня 2025 года.
  14. ↑ 1 2 Smart Lighting Apps with Scheduling and Automation: What Users Expect in 2025. Sidekick Interactive. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 15 июня 2025 года.
  15. ↑ The Future of Automated Commercial Spaces. Crownlighting Group. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  16. ↑ Boost Productivity in 2025: How Human-Centric Lighting Enhances Office Workspaces. williamartists.com. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  17. ↑ Датчики присутствия и освещенности для управления освещением. Элек.ру. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  18. ↑ Khanna 2014, стр. 482—484.
  19. ↑ Li D, Cheung K, Wong S, Lam T. An analysis of energy-efficient light fittings and lighting controls. Applied Energy. Февраль 2010;87(2):558-567, Academic Search Premier, Ipswich, MA.
  20. ↑ Hung-Liang C, Yung-Hsin H. Design and Implementation of Dimmable Electronic Ballast for Fluorescent Lamps Based on Power-Dependent Lamp Model. IEEE Transactions on Plasma Science. Июль 2010;38(7):1644-1650, Academic Search Premier, Ipswich, MA
  21. ↑ Инновации уличного освещения 2025: умные светильники Smart City. ЗАО «Протон-Импульс». Дата обращения: 3 ноября 2025.
  22. ↑ Корейские ученые создали ИИ-датчик изображений с адаптацией к освещению. iXBT.com. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  23. ↑ Digital Illumination Interface Alliance. ISTO. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 10 августа 2025 года.
  24. ↑ 1 2 IEC publishes new editions of Parts 101, 102 and 103 of IEC 62386. DALI Alliance. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 16 июня 2025 года.
  25. ↑ IEC 62386. DALI Alliance. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 19 сентября 2025 года.
  26. ↑ Khanna 2014, стр. 478.
  27. ↑ Galasiu, A.D.; Newsham, G.R., Energy savings due to occupancy sensors and personal controls: a pilot field study, Lux Europa 2009, 11th European Lighting Conference, Istanbul, Turkey, September 9-11, 2009, стр. 745—752
  28. ↑ 1 2 Датчики освещенности. Atlas Group. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 10 июля 2025 года.
  29. ↑ Датчики. ТандемСнаб. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 28 мая 2023 года.
  30. ↑ Khanna 2014, стр. 476.
  31. ↑ Khanna 2014, стр. 480.
  32. ↑ Already Efficient, LED Lights Get Smarter. Martin LaMonica. Дата обращения: 24 января 2015. Архивировано 17 апреля 2013 года.
  33. ↑ Энергоэффективное освещение складов с высокими потолками. Умный дом и промышленная автоматизация. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 12 июля 2025 года.
  34. ↑ DALI+. DALI Alliance. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 13 ноября 2024 года.
  35. ↑ DALI Alliance announces certification of DALI+ devices and new specifications for DALI+ with Thread. QPRO. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 19 мая 2024 года.
  36. ↑ Что такое KNX и его роль в освещении. LedRus. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 25 января 2025 года.
  37. ↑ KNX IoT. KNX Association. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 11 октября 2025 года.
  38. ↑ KNX Secure — стандарт безопасности для умного дома. XIOT. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 13 августа 2025 года.
  39. ↑ KNX Secure. Position Paper (pdf). KNX Association. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 21 января 2025 года.
  40. ↑ Lighting Controls 2025: Where Wellness, Intelligence & Design Converge. Smart Home World. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  41. ↑ Умное освещение: что выбрать в 2025 году. LU.BY. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  42. ↑ Matter 1.3 Specification Released With New Device and Feature Support. Connectivity Standards Alliance. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 24 августа 2025 года.
  43. ↑ Технология PoE: стандарты и новые возможности. Электроника НТБ. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 6 сентября 2025 года.
  44. ↑ Умное освещение: полное руководство. Alibaba.com Reads. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 15 июля 2025 года.
  45. ↑ Эксперт по Bluetooth mesh отвечает на самые распространенные вопросы о подключенном твердотельном... Revolight. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 21 мая 2025 года.
  46. ↑ J. M. Alonso, J. Diaz, C. Blanco, M. Rico, A Smart-Lighting Emergency Ballast for Fluorescent Lamps Based on Microcontroller
  47. ↑ 1 2 Как устроен умный дом и почему он скоро появится у каждого. МТС/Медиа. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 6 ноября 2024 года.
  48. ↑ Lighting Control System Market Size & Share Analysis - Growth Trends & Forecasts (2024 - 2029). Mordor Intelligence. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 16 июня 2025 года.
  49. ↑ Commercial Lighting Control Market Size & Share Analysis - Growth Trends & Forecasts (2024 - 2029). Mordor Intelligence. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  50. ↑ 1 2 Мировой рынок освещения. Lumen&Expertunion. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 24 января 2025 года.
  51. ↑ 1 2 Системы умного дома (рынок России). TAdviser. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 12 апреля 2025 года.
  52. ↑ Рынок интеллектуального освещения - рост, тенденции, влияние COVID-19 и прогнозы (2024-2029 гг.). Mordor Intelligence. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 24 июня 2025 года.
  53. ↑ Solid-State Lighting System Market. Allied Market Research. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 14 июля 2025 года.
  54. ↑ 1 2 Мировой рынок светодиодного освещения (с 2021 по 2026 год): отраслевые тенденции, доля, размер, рост, возможности и прогнозы. Светорезерв. Дата обращения: 3 ноября 2025.
  55. ↑ 1 2 Solid State Lighting Market. Straits Research. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 22 мая 2025 года.
  56. ↑ 1 2 LED Lighting Market. Fortune Business Insights. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 23 июля 2025 года.
  57. ↑ LED Lighting Market. Coherent Market Insights. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 13 мая 2025 года.
  58. ↑ Рынок светодиодного освещения. Mordor Intelligence. Дата обращения: 3 ноября 2025. Архивировано 24 сентября 2023 года.
  59. ↑ Edison Electric Light Co. vs. United States Electric Lighting Co., Federal Reporter, F1, Vol. 47, 1891, стр. 457.
  60. ↑ 1 2 Guarnieri, M. (2015). “Switching the Light: From Chemical to Electrical” (PDF). IEEE Industrial Electronics Magazine. 9 (3): 44—47. DOI:10.1109/MIE.2015.2454038. HDL:11577/3164116. S2CID 2986686.
  61. ↑ “John Richardson Wigham 1829–1906” (PDF). BEAM. Commissioners of Irish Lights. 35: 21—22. 2006. Архивировано из оригинала (PDF) 12 марта 2012. Используется устаревший параметр |url-status= (справка)
  62. ↑ Inventor of Long-Lasting, Low-Heat Light Source Awarded $500,000 Lemelson-MIT Prize for Invention, Вашингтон: Massachusetts Institute of Technology (21 апреля 2004). Архивировано 9 октября 2011. Дата обращения: 21 декабря 2011.
  63. ↑ Andrews, David L. Photonics, Volume 3: Photonics Technology and Instrumentation. — John Wiley & Sons, 2015. — P. 2. — ISBN 9781118225547.
  64. ↑ Borden, Howard C.; Pighini, Gerald P. (February 1969). “Solid-State Displays” (PDF). Hewlett-Packard Journal: 2—12.
  65. ↑ The Nobel Prize in Physics 2014. NobelPrize.org. Nobel Prize. Дата обращения: 12 октября 2019. Архивировано 22 сентября 2025 года.

Категории