Smart Lighting Vernetzte LEDs ebnen den Weg für das Internet der Dinge

Die LEDs als Leuchtmittel haben sich durchgesetzt. Der nächste Schritt ist das vernetzte Licht. Zusammen mit Sensoren werden Leuchten intelligent. Ein Markt, der für viele Hersteller Begehrlichkeiten weckt.

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Als die LED den Markt der Allgemeinbeleuchtung eroberte, war nicht klar, ob sich die Halbleiterbeleuchtung auch durchsetzen würde. Der Kampf ist jetzt entschieden: Sieger sind die LED und das ist nicht wirklich überraschend. Traditionelle Beleuchtungssysteme, sei es Halogen- oder Glühfadenlampen, werden nach und nach durch LEDs ersetzt. Doch stand anfangs das Licht im Vordergrund, so rückt die intelligente Beleuchtung in den Fokus.

Das intelligente Licht oder auch Beleuchtung 4.0 wird künftig das Nervensystem eines smarten Gebäudes sein. Denn neben dem Licht wird eine intelligente Beleuchtung der nächsten Generation über eine Vielzahl an verschiedenen Funktionen verfügen. Biometrische Sensoren können beispielsweise in Schulen die Aufmerksamkeit der Schüler erfassen. Lässt die Konzentration nach, ändert sich das Spektrum des Lichts und die Konzentration erhöht sich wieder.

In einem Supermarkt verfolgt die vernetzte Beleuchtung Kunden und ihre Smartphones beim Einkauf: So weiß das System, wo die Person jeweils steht und überträgt drahtlos Informationen zu entsprechenden Produkten auf das Handy. Und selbst die Leuchten auf dem Heimweg sind intelligent: Sie lernen aus dem kontinuierlichen Strom an Daten, den die mobilen Endgeräte generieren und reagieren darauf.

So kann beispielsweise die Straßenlaterne als Informationspunkt dienen, passt das Licht ihrer Umgebung an und spendet an dunklen Wintertagen ein warmes Licht. Alle vorgestellten Szenarien sind bereits Wirklichkeit oder nicht mehr allzu weit entfernt. Mit der intelligenten Beleuchtung wird das Internet der Dinge schnell Realität und es lassen sich mit Millionen von Geräten Daten sammeln.

Von der Lichtquelle zum zentralen Nervensystem

Aber wie ist es dazu gekommen, dass einfache Beleuchtungsquellen zum zentralen Nervensystem unserer bebauten Umwelt geworden sind? Alles begann mit der LED als Bauteil selbst. Als Niederspannungs-Halbleitergeräte hatten sie schon von Haus aus starke Affinität zur digitalen Steuerung. Anders als die inhärent analogen Hochspannungslichtquellen der Vergangenheit, bilden LEDs und Mikrocontroller ein gutes Team. In den frühen 2000er Jahren nutzte die erste Generation der Festkörper-Beleuchtungshersteller diese Tatsache aus, um auf der ganzen Welt farbwechselnde LED-Lichtinstallationen zu inszenieren.

Seit dieser Zeit haben die fallenden Preise für Sensoren, Netzwerk-Chipsätze und Prozessoren (die „Friedensdividende der Smartphone-Kriege”, wie Chris Anderson die Entwicklung nennt) dafür gesorgt, dass die inkrementellen Kosten für die Entwicklung der intelligenten Beleuchtung gesunken sind. Der Paketpreis für die Komponenten, die erforderlich sind, damit eine Leuchte ihre Umgebung erfassen, auf die gesammelten Daten reagieren und sie anderen mitteilen kann, ist sogar noch drastischer gefallen als jener für die LED-Leuchte selbst.

Zudem ist die Beleuchtung mit LED allgegenwärtig: sowohl im privaten und als auch im öffentlichen Umfeld. Damit hat sich die LED als ein perfektes Medium entwickelt, um die bebaute Umwelt intelligent zu gestalten. In jedem Gebäude und an jedem öffentlichen Ort sind Leuchten an markanten Stellen angebracht, verfügen über gute Blickwinkel, um die Menschen und Objekte unter sich zu beobachten, und werden zuverlässig mit Energie versorgt.

Die vernetzten Sensoren im Smart Home

Und genau das Zusammentreffen dieser drei Faktoren – dem Übergang von analoger zu digitaler Technik, dem rasanten Anstieg günstiger Rahmentechniken und der allgegenwärtigen Installationsbasis, die eine schnelle Einführung erleichtert – hat zum Einläuten der Ära intelligenter Beleuchtung geführt. Diese grundlegende Veränderung der Natur der Beleuchtung hat dafür gesorgt, dass eine Reihe neuer Akteure den Markt für sich entdeckt hat.

Technische Entwicklungen, die sich an ihren Anwendern orientieren, sehen die Haushaltsbeleuchtung als einen wichtigen Schritt in Richtung des vernetzten Zuhauses. Warum sollten man sich mit einem oder zwei Thermostaten oder einem vernetzten Toaster zufriedengeben, wenn sensoraktive Leuchten, die überall in jedem Haus und in jeder Wohnung installiert sind, Daten sammeln können?

Für Netzwerkausrüster wie Cisco oder Qualcomm stellt die intelligente Beleuchtung eine Infrastruktur-Gelegenheit dar. Milliarden vernetzter Leuchten brauchen eine neue Routing-Struktur – und sei es nur, um die unglaublichen Mengen an neuem Datenverkehr zu bewältigen, die sie produzieren. Selbst die größten Hersteller von Gebäudemanagementsystemen wie Siemens, Honeywell, Schneider oder Johnson Controls sehen eine Gefahr ihres Kerngeschäfts bei Klimaanlagen und Sicherheitssystemen, da die nächste Generation der intelligenten Gebäude auf den neuen Beleuchtungsnetzwerken basieren wird.

Fünf Milliarden Leuchten sind in den USA installiert

Es mischen auch die traditionellen Akteure im Beleuchtungsgeschäft mit. Dazu gehören Acuity, Philips oder GE. Ob sie jedoch Erfolg haben werden, ist keinesfalls garantiert. Die Karten werden völlig neu gemischt. Allein in den USA sind mehr als fünf Milliarden Leuchten installiert. Das macht ungefähr ein Fünftel der Gesamtanzahl weltweit aus. Aber ganz egal, wer sich am Ende den größten Anteil an diesem Markt sichern wird, ist die Entwicklung doch eindeutig: Die LED-Revolution mag zwar vorbei sein; die Geschichte der intelligenten Beleuchtung hat jedoch gerade erst begonnen.

* Brian Chemel ist Mitbegründer und CTO von Digital Lumens.

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