专家解疑智能联网照明技术标准及设计挑战

　　联照明市场正在取得强大的动力。消费者对该应用的采纳已开始逐步地放大，而简化智能联照明设计工作的开发套件也日渐成熟。面向市场对智能联照明的高度期待，芯科科技(Silicon Labs)产品营销工程师Alex Koepsel最近开始解决市场面临的一些迫切问题，包括了解不同的技术和标准，一些最常见的应用程序，和开发人员面临的设计挑战。通过本篇“ 智能联照明大哉问”的文章，将能为您在投入产品设计前建立更全面的知识与了解。 无线照明市场今天大概有多大? 根据IHS Markit?研究数据，到2020年，无线照明市场预计将从今天的1700万台增加到5200万台。其他来源，如无线传感器络，更加被看好，到2020年，数量预测高达2. 亿台。 甚么在推动市场向无线发展? 对于家庭照明运用，生活质量和便利性是最有价值的原因; 对于商业运用-例如零售和酒店-美观是最重要的; 而对工业应用，主要驱动因素是勤俭成本。 有没有一种主导的无线照明技术? 基于上面的答案，很容易看出，没有一个一刀切的解决方案。正确的解决方案取决于运用和最终用户的要求。例如，家庭照明将极可能优先考虑易于使用和安装，而具有数千个灯和不同预定的操作需求的多建筑制造设施可能需要更可靠，安全的系统，以及长距离联能力。 有没有一些流行的无线技术的例子? 它取决于具体的环境和用户需求，但一些流行的技术是zigbee和Sub-GHz专有协议，其他正在日趋流行的还有Thread和Bluetooth照明。现在，zigbee PRO及其前身 zigbee Light Link是使用最广泛的。由zigbee同盟掌控，这些规范有助于描述照明控制的应用消息协议，并包括开箱即用的简单操作机制，此外，对于工程人员，使得开发简单。值得注意的是，2016年公布的zigbee .0规范预计将在2017年取代当前的规范，作为市场重塑品牌的一部分，该技术现在被称为zigbee?，其中之前的运用程序库成为以IoT为中心的运用层，现在称为dotdot?。 如果蓝牙是用于流式音频的，为何现在用于照明? 蓝牙实际上已经扩展到超越音频流，它是一种流行的技术，因为它连接到一些最流行的设备-智能上。这些更新和更人性化的装备是控制无线照明络完善的设置，并提供一些真正很酷的应用程序，如使灯具发出蓝牙低功耗(BLE)信标的广告，地理定位和其他双重目的应用程序。话虽如此，由于已验证的软件和那些伴随技术的可扩展性，许多灯的延展系统中的蓝牙照明将很可能通过另外一无线技术加入。 为什么不使用Wi-Fi? 许多人喜欢Wi-Fi是因为其在世界各地广泛的使用，但Wi-Fi功耗较高，还没有用于照明设计，也就是软件开发者所谓的“应用层”的专门软件。 没有运用层或软件工具箱来构建常常会增加几个月的项目开发周期。此外，Wi-Fi硬件往往比替换的802.15.4解决方案(如zigbee和Thread)成本略高。 甚么因素决定了正确的无线技术? 根据您的运用，很多因素都会发挥作用。例如，系统可以像单个开/关灯开关一样简单，或者像用于酒店/娱乐场或制造工厂的全特点照明解决方案那样复杂。一些注意事项包括络的大小和密度(将控制多少灯或节点)，整体建筑环境，设置和安装要求，安装预算和维护要求。 开发无线照明最大的挑战或障碍是什么? 最大的挑战是本钱压力，上市时间，以及了解设计的无线部分的相关学习曲线。对于不熟悉物联内部工作的开发人员来讲，这可能很困难。在照明方面，一个平均的zigbee灯泡有15000行代码。而一个简单的有线开/关灯泡，可以在MCU上编程，并且可以在不到5分钟内编码。 市场上是不是有任何即插即用解决方案(供开发人员使用)? 有一些运用说明和白皮书已经过照明专家和半导体公司提供。还有一些硬件和软件参考设计，还有一些是作为开源设计购买的，可以帮助开发人员解决一些更困难的络问题。 如何选择在我的系统中使用哪个无线协议? 这个问题很难回答，因为到目前为止所提到的变量。但是，要减少未来过时的风险，需要考虑的一个问题是找到一个灵活的并且可以支持许多协议的解决方案。在半导体市场空间的创新已实现了这类能力，能使用单芯片解决方案简化硬件设计。 络软件怎样? 我可以只许可无线照明软件来节省自己的时间吗? 一些公司已经解决了这个问题，并努力使开发人员更好地使用无线照明软件(“堆栈”)。之前提到的zigbee是一个成熟的解决方案，少数公司开发了“黄金单位”批准的堆栈，可通过低成本套件购买。Silicon Labs，TI和NXP是供应商的几个示例。由于zigbee是一种状技术，其中一些公司现在将其领导力扩展到Thread和Thread堆栈产品中，这增加了互联(IP)寻址。 开发团队在无线照明运用方面的最好建议是什么? 像大多数复杂的工程项目一样，了解消费者的要求是最关键的，尽量从一开始就设计一个好的概念。然后，从那里，宝贵的资源可用于帮助缩短开发时间和部署世界级的无线照明产品。我见过大大小小的工程团队利用了这一点。 这些资源的示例包括硬件参考设计，软件设计文件，开发插件工具，络调试工具和培训资源，如运用笔记。总体而言，利用其他行业领导者提供的专业知识和解决方案将产生巨大的变化。