智能照明擴(kuò)展智能家居市場(chǎng)
采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的燈光控制系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線電進(jìn)行通信，每個(gè)家居智能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的控制單元發(fā)出的控制信號(hào)都以無(wú)線電波的形式進(jìn)行傳播，各個(gè)系統(tǒng)控制單元接收這些傳播信息后，根據(jù)系統(tǒng)通訊協(xié)議的規(guī)定執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)智能網(wǎng)絡(luò)控制。與電力線載波方案一樣，無(wú)線方案沒(méi)有專用的網(wǎng)絡(luò)線，安裝或擴(kuò)展非常簡(jiǎn)單。方案還可以使用電池供電，不用連接電源線，使用非常靈活方便，同時(shí)也降低了用戶的成本。因此從技術(shù)發(fā)展方向來(lái)看，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，近幾年來(lái)得到飛速發(fā)展，成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新熱點(diǎn)。
半導(dǎo)體廠商提供的方案則往往更加全面，飛思卡爾針對(duì)家庭控制管理系統(tǒng)采取平臺(tái)策略，提供一攬子解決技術(shù)，包括智能網(wǎng)關(guān)、多媒體娛樂(lè)中心解決方案，無(wú)線、總線數(shù)據(jù)連接技術(shù)，低功耗、高可靠嵌入式處理器技術(shù)，寬工作溫度芯片技術(shù)等。
飛思卡爾半導(dǎo)體亞太區(qū)高級(jí)市場(chǎng)及業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理蔡震博士表示：“智能照明系統(tǒng)和智能家電系統(tǒng)這兩個(gè)領(lǐng)域是我們認(rèn)為比較快速落地的細(xì)分市場(chǎng)。針對(duì)于此，我們提供嵌入式高可靠MCU、無(wú)線、總線數(shù)據(jù)連接方案、網(wǎng)關(guān)控制系統(tǒng)?！?BR>
他還指出，硬件是軀體，軟件是靈魂。針對(duì)燈和電器端，飛思卡爾提供緊湊型開源嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)MQX；針對(duì)無(wú)線連接，充分理解了多種應(yīng)用場(chǎng)景并提供技術(shù)支撐，譬如一臺(tái)設(shè)備同時(shí)需要加入不同的子網(wǎng)或者漫游等?！搬槍?duì)網(wǎng)關(guān)和收斂設(shè)備，我們?cè)贚inux和Android操作系統(tǒng)等方面，具備行業(yè)里無(wú)與倫比的積累，我們的系統(tǒng)是經(jīng)得起汽車設(shè)備、骨干網(wǎng)設(shè)備的嚴(yán)苛考驗(yàn)的?！辈陶疬€強(qiáng)調(diào)說(shuō)，“智能家居更重要的是開源精神，因此飛思卡爾除了專利保護(hù)部分，所有的軟件都是開放源代碼。”
力合智能控制開關(guān)可控制所有LED燈的狀態(tài)，如開關(guān)、調(diào)光等。
深圳市力合微電子有限公司的方案主要基于電力線載波。該公司董事總經(jīng)理劉鯤指出，在家庭控制管理系統(tǒng)中，智能照明和智能家電系統(tǒng)的特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無(wú)處不在，但數(shù)據(jù)速率要求不高，因此電力線載波的方式很適宜。劉鯤表示：“力合微電子基于窄帶OFDM電力線載波通信芯片，構(gòu)造一個(gè)完整的由各節(jié)點(diǎn)組成的家居PLC網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，可在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各種通信和控制應(yīng)用。節(jié)點(diǎn)可方便地置入各種照明開關(guān)、家用電器、安防傳感器等，節(jié)點(diǎn)之間以及節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)既有電力線實(shí)現(xiàn)通信。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，可通過(guò)電腦或智能手機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)家居網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的通信和控制。”
智能化與節(jié)能照明相結(jié)合
有專家預(yù)測(cè)，智能化是使照明產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步走向綠色和可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，智能照明有望成為未來(lái)智能家居市場(chǎng)的主力軍。目前來(lái)看，智能照明已經(jīng)由原來(lái)單一的遙控開關(guān)，變成如今的智能感應(yīng)燈光、智能場(chǎng)景燈光、智能遠(yuǎn)程控制燈光，所實(shí)現(xiàn)的效果也由單一調(diào)光變成如今的燈光軟啟調(diào)速、冷暖燈光搭配、高低壓調(diào)光、LED全彩色譜調(diào)光等。
智能化與節(jié)能照明技術(shù)的結(jié)合，為L(zhǎng)ED應(yīng)用構(gòu)筑了技術(shù)平臺(tái)，體現(xiàn)了節(jié)能、降耗、長(zhǎng)壽命、以人為本等綠色和可持續(xù)照明的理念。除了節(jié)能、降耗和環(huán)保外，LED照明還具有可塑性，不僅可作為照明工具，還可被視為一件藝術(shù)品或具備多種用途的器物。LED技術(shù)的發(fā)展激發(fā)了照明生產(chǎn)商豐富的想象力，從而誕生了更多顛覆思維的創(chuàng)意產(chǎn)品，贏得了更廣闊的市場(chǎng)。
美滿電子科技(Marvell)綠色技術(shù)產(chǎn)品技術(shù)行銷總監(jiān)Lance Zheng
美滿電子科技(Marvell)綠色技術(shù)產(chǎn)品技術(shù)行銷總監(jiān)Lance Zheng表示：“作為智能照明領(lǐng)域最全面的解決方案供應(yīng)商，Marvell提供的智能LED照明解決方案同時(shí)面向家用和商用照明市場(chǎng)，可以很好地解決高成本和開放式互通的問(wèn)題。Marvell在智能照明領(lǐng)域一直保持著大規(guī)模的投入，在LED驅(qū)動(dòng)、網(wǎng)關(guān)通訊、控制終端的軟件以及云端的軟件方面具有獨(dú)特的創(chuàng)新，從而形成全面的解決方案?！?BR>
他介紹說(shuō)，Marvell整體的解決方案目前分為四部分：第一是低成本、高效率的LED驅(qū)動(dòng)方案。Marvell公司的LED驅(qū)動(dòng)采用了獨(dú)特的數(shù)模混合架構(gòu)，其智能LED照明解決方案采用了最少的芯片數(shù)量及器件數(shù)量，可以滿足球泡燈的小尺寸要求；其次，Marvell的LED驅(qū)動(dòng)擁有數(shù)字接口，可與通信芯片連接，其性能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于市場(chǎng)上現(xiàn)有的模擬芯片；再次，Marvell提供RF MCU工作的高效率低功耗供電方案，幫助整燈靜態(tài)功耗遠(yuǎn)小于美國(guó)能源之星規(guī)定的500mW。相比而言，市場(chǎng)上其他廠商采用的智能照明驅(qū)動(dòng)方案，需要多至4-5個(gè)芯片，成本很高且影響尺寸要求，同時(shí)整燈的靜態(tài)功耗高至1W不符合能源之星要求。
第二是Marvell提供整體的通訊網(wǎng)關(guān)方案。硬件基于Marvell的AP、Wi-Fi、bluetooth、ZigBee、Internet等多種無(wú)線技術(shù)；軟件基于Linux的開放軟件平臺(tái)；最終實(shí)現(xiàn)多種無(wú)線制式包括ZigBee到Wifi和internet的無(wú)縫橋接。
第三是Marvell提供基于Kinoma技術(shù)的用戶接口(UI)，界面簡(jiǎn)單美觀易用，易于開發(fā)，支持多種操作系統(tǒng)包括iOS、Android等，用戶可以用智能手機(jī)或者平板電腦通過(guò)該UI控制LED照明設(shè)備，簡(jiǎn)單易用，是業(yè)內(nèi)非常受歡迎的方案。
第四是云端軟件及服務(wù)?！癕arvell的合作伙伴，能夠幫助用戶實(shí)現(xiàn)云端軟件和網(wǎng)關(guān)軟件支持，以實(shí)現(xiàn)照明的云管理，這也是Marvell方案的一大優(yōu)勢(shì)和延伸。”Zheng說(shuō)。
Zheng繼續(xù)表示，目前Marvell推出的比較有代表性的兩款芯片方案是Marvell 88EM8183和Marvell88EM8511。[!--empirenews.page--]
Marvell的88EM8183可以實(shí)現(xiàn)最低1%的深度LED調(diào)光
從家用的角度來(lái)說(shuō)，可控硅調(diào)光方案是Marvell最專注的市場(chǎng)。Marvell目前已經(jīng)量產(chǎn)的芯片88EM8183從2012年9月開始出貨，到現(xiàn)在出貨量?jī)?yōu)異。Marvell 88EM8183是一種深度調(diào)光單級(jí)AC/DC恒定電流控制器，設(shè)計(jì)用于離線可調(diào)光LED照明應(yīng)用。通過(guò)Marvell的新型混合信號(hào)架構(gòu)和信號(hào)處理技術(shù)，88EM8183可以實(shí)現(xiàn)最低1%的深度調(diào)光，并高度兼容廣泛地可控硅(TRIAC)處理器。88EM8183采用一種獨(dú)特的初級(jí)端電流控制機(jī)制，可在較廣的交流輸入范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)極其嚴(yán)格的輸出電流整流。該器件采用準(zhǔn)諧振控制(QRC)、谷底開關(guān)方法和功率系數(shù)校正功能(PFC)，可以實(shí)現(xiàn)高效率、高功率系數(shù)、低諧波失真和低電磁干擾(EMI)?？偨Y(jié)起來(lái)，提供業(yè)內(nèi)最優(yōu)化的調(diào)光性能，顯著減少外部元器件數(shù)量，高兼容性和空間占比小，是88EM8183的主要優(yōu)勢(shì)。
Marvell88EM8511是一款用于智能照明應(yīng)用控制電路的高效離線電源控制器，可裝備于LED驅(qū)動(dòng)器、傳感器、開關(guān)及其他應(yīng)用。88EM8511包含了AC/DC以及DC/DC，其內(nèi)置600V高壓MOSFET和兩個(gè)低壓MOSFET。88EM8511非常適合應(yīng)用于需要穩(wěn)定供電的控制電路，從交流線路輸入直接產(chǎn)生高壓(18V)輸出?？偨Y(jié)起來(lái)，88EM8511通過(guò)簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高度集成，消除了多個(gè)外部元件，并降低了BOM成本；其體積小巧，適用于如開關(guān)、傳感器以及燈泡驅(qū)動(dòng)器等空間有限的應(yīng)用；用于產(chǎn)生可驅(qū)動(dòng)高達(dá)100mA負(fù)載的穩(wěn)定的低壓輸出的內(nèi)置高效率DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器；可預(yù)置為3V的低電壓輸出，并可通過(guò)一個(gè)外部電阻分壓器在1.2V至5.5V的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整；同時(shí)，其SOIC-8帶E-pad，有助于滿足能源之星標(biāo)準(zhǔn)，是滿足行業(yè)規(guī)范的新產(chǎn)品。
基于ZigBee技術(shù)的智能家居系統(tǒng)
ZigBee能夠在數(shù)千個(gè)微小的傳感單元之間相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)通信，并且這些單元只需要很少的能量，以接力的方式通過(guò)無(wú)線電波將數(shù)據(jù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以通信效率非常高。這種技術(shù)低功耗、抗干擾、高可靠、易組網(wǎng)、易擴(kuò)容、易維護(hù)、便于快速大規(guī)模部署等特點(diǎn)順應(yīng)了物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的要求和趨勢(shì)，物聯(lián)網(wǎng)和ZigBee技術(shù)在智能家居方面的應(yīng)用有很大融合性。
愛(ài)特梅爾公司主要聚焦于ZigBee無(wú)線方案的提供，該公司自2004年以來(lái)就是ZigBee聯(lián)盟的成員。該公司無(wú)線產(chǎn)品總監(jiān) Magnus Pedersen表示：“我們提供一整套ZigBee認(rèn)證解決方案，包括帶有ZigBee Remote Control的ZigBee Input Device 應(yīng)用規(guī)范的ZigBee RF4CE方案。在ZigBee PRO領(lǐng)域，愛(ài)特梅爾提供ZigBee Home Automation、ZigBee Smart Lighting規(guī)范，包括瞄準(zhǔn)無(wú)電池和能量收集產(chǎn)品的全新ZigBee Green Power規(guī)范，愛(ài)特梅爾及其合作伙伴還提供ZigBee IP 和Smart Energy 2.0方案?！?BR>
Pedersen還特別指出，愛(ài)特梅爾已與開發(fā)用于嵌入式互聯(lián)網(wǎng)的商業(yè)6LoWPAN、CoAP和相關(guān)IPv6技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)Sensinode公司簽署授權(quán)許可6LoWPAN軟件解決方案的協(xié)議，從而提供IPv6/6LoWPAN支持，這將推動(dòng)幫助構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的智能聯(lián)網(wǎng)無(wú)線產(chǎn)品的快速開發(fā)。他說(shuō)：“與Sensinode公司合作是愛(ài)特梅爾采取的一項(xiàng)重要舉措，以確保設(shè)計(jì)人員能夠更快地將其智能聯(lián)網(wǎng)設(shè)備推向快速增長(zhǎng)的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)。通過(guò)這項(xiàng)授權(quán)許可協(xié)議，設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在擁有了構(gòu)建需要物聯(lián)網(wǎng)連接性之產(chǎn)品的所有必需硬件和軟件組件。”
6LoWPAN是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵性組件，為用于傳感器和控制網(wǎng)絡(luò)的嵌入式IP網(wǎng)絡(luò)提供主要效能。通過(guò)使用6LoWPAN 和IPv6，設(shè)備能夠以相比其它專有協(xié)議和堆棧更小的代碼和數(shù)據(jù)包大小來(lái)獲得網(wǎng)絡(luò)互操作性。由于用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的智能能源、智能照明和其它市場(chǎng)的端至端IP網(wǎng)絡(luò)的需求不斷增長(zhǎng)，這將使得6LoWPAN成為未來(lái)五年增長(zhǎng)最快速的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一。
德州儀器(TI)近期也推出集成ARM Cortex-M3 MCU的ZigBee SoC芯片CC2538，適于智能電表、HVAC控制、恒溫控制與顯示、傳感器網(wǎng)絡(luò)及智能照明網(wǎng)關(guān)應(yīng)用。TI中國(guó)區(qū)MCU業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理吳健鴻表示，CC2538符合ZigBee PRO、ZigBee Smart Energy、ZigBee Home Automation及ZigBee Light Link照明標(biāo)準(zhǔn)，還支持6LoWPANIPv6網(wǎng)絡(luò)的IP標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)。
“ZigBee CC2538與WiFi網(wǎng)絡(luò)處理器CC3300可組成一個(gè)雙芯片的‘微小網(wǎng)關(guān)’方案，用在核心節(jié)點(diǎn)上，而普通節(jié)點(diǎn)設(shè)備上采用此前的CC2530即可。CC2538與CC2530相比，主要是升級(jí)了MCU部分?！眳墙▲櫻a(bǔ)充道，“最高125℃的工作溫度是CC2538的最大賣點(diǎn)。因?yàn)闃I(yè)內(nèi)現(xiàn)有的85℃工作溫度無(wú)法滿足產(chǎn)品開發(fā)商的要求。例如，發(fā)熱量很大的LED燈?！?BR>
ZigBee在美國(guó)早已普遍商用，但在中國(guó)市場(chǎng)一直處于不溫不火的狀態(tài)。吳健鴻透露，在照明領(lǐng)域，飛利浦采用CC2530芯片、曾在北美市場(chǎng)投放的第一批10萬(wàn)個(gè)LED燈，一天內(nèi)就消費(fèi)者被一搶而空；第二批在歐洲市場(chǎng)投放的10萬(wàn)個(gè)LED燈，同樣是一天內(nèi)被搶空。
在廣東市場(chǎng)上，房地產(chǎn)商采用基于CC2530的控制系統(tǒng)較多，100多平米的住宅，系統(tǒng)安裝價(jià)格約為一萬(wàn)多元。他認(rèn)為，具有網(wǎng)關(guān)作用的CC2538可以消除ZigBee技術(shù)傳輸距離、隔墻衰減和繞射能力不足的問(wèn)題，有助于ZigBee在中國(guó)的普及。同時(shí)，也會(huì)加速LED照明在中國(guó)家庭中的應(yīng)用。在家庭里，用智能手機(jī)或平板電腦可通過(guò)“微小網(wǎng)關(guān)”控制所有LED燈的狀態(tài)，如開關(guān)、調(diào)光等。此外，也能控制其他家電。
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