智能照明：LED燈的下一站?

如果要問燈具從白熾燈發(fā)展到節(jié)能燈再到LED燈，下一步去路何方?每個(gè)人給出的答案或許不同，但在恩智浦半導(dǎo)體大中華區(qū)照明產(chǎn)品市場(chǎng)營銷總監(jiān)王永斌看來，智能照明將是LED燈下一步發(fā)展必然趨勢(shì)。他提到，由于LED燈成本偏貴，單靠節(jié)能不能讓消費(fèi)者買單，但如果實(shí)現(xiàn)智能照明，具有擁有成本低、簡(jiǎn)單易用、靈活場(chǎng)景設(shè)置(可自動(dòng)調(diào)光、自動(dòng)調(diào)冷暖光)以及投資回報(bào)時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)的話，消費(fèi)者的買單意愿將趨于強(qiáng)烈。很顯然，智能照明點(diǎn)燃了半導(dǎo)體廠商們想象的火花，讓其絢爛的步伐也正在加快。

ZigBee陣營迎來曙光

ZigBee聯(lián)盟發(fā)布一個(gè)新的應(yīng)用規(guī)范ZigBee Light Link(ZigBee燈光連接)，眾多廠商基于新規(guī)范推出智能照明解決方案。

LED照明控制無線化、物聯(lián)網(wǎng)化是一個(gè)重要的發(fā)展趨勢(shì)，手機(jī)、平板電腦等都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)LED燈的調(diào)光調(diào)色，而這只需要一個(gè)芯片和控制端就可以實(shí)現(xiàn)。但無線智能照明也有不同的“解法”，目前針對(duì)不同類型的應(yīng)用，有許多種無線協(xié)議棧源代碼。對(duì)于內(nèi)部網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)訪問而言，最常使用的是WiFi。若需即時(shí)控制，則目前非常受歡迎的有JenNet-IP和ZigBee。網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)TCP/IP和JenNet-IP或ZigBee協(xié)議棧源代碼之間的轉(zhuǎn)換。從整體可控制性、經(jīng)濟(jì)成本考慮，目前ZigBee、JenNet-IP這兩種模式是最適合LED無線照明控制的。前者的陣營更廣，TI、飛思卡爾、Marvell等都在全力推進(jìn)，后者則由恩智浦在力推。

ZigBee技術(shù)自出現(xiàn)以來，市場(chǎng)表現(xiàn)一直叫好不叫座，但憑借自身的完善以及找到“智能照明”這一支點(diǎn)，ZigBee撬動(dòng)了市場(chǎng)。去年ZigBee聯(lián)盟發(fā)布一個(gè)新的應(yīng)用規(guī)范ZigBee Light Link(ZigBee燈光連接)，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，采用這一規(guī)范應(yīng)用ZigBee網(wǎng)絡(luò)控制燈光將更簡(jiǎn)單易用。德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)(上海)有限公司業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理周翔介紹說，去年10月底飛利浦就發(fā)布了一款采用ZigBee燈光連接規(guī)范、售價(jià)199美元的可調(diào)控光源智能照明產(chǎn)品，包括三盞可調(diào)光LED燈和網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)集成了ZigBee+以太網(wǎng)接口，將網(wǎng)關(guān)用網(wǎng)線連接后，通過手機(jī)或平板電腦可下載HUE應(yīng)用調(diào)節(jié)燈光亮度，大幅提高操作簡(jiǎn)易性。

TI借勢(shì)發(fā)力，開發(fā)了芯片上系統(tǒng) (SoC)CC2538，在此前CC2530的基礎(chǔ)上做了大幅改進(jìn)，不僅將ARM Cortex-M3、存儲(chǔ)器以及硬件加速器高度集成，而且還支持ZigBee以及其它諸如802.15.4與 6LoWPAN IPv6等基于IP的標(biāo)準(zhǔn)。在最近TI舉辦的Demo演示上記者看到，開發(fā)板以CC2538芯片為主控，板上還包含一個(gè)Light Link的WiFi芯片，相當(dāng)于WiFi+ZigBee的路由器。周翔介紹說，不同于傳統(tǒng)WiFi芯片，TI的WiFi芯片把主要的協(xié)議棧集成在單芯片里，外圍只有API應(yīng)用接口就可以控制WiFi，手機(jī)通過WiFi連入到家庭網(wǎng)關(guān)后，CC2538可控制WiFi模塊發(fā)布命令，對(duì)LED燈進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，操作相當(dāng)簡(jiǎn)便。“目前已有客戶基于此開發(fā)板做設(shè)計(jì)，開發(fā)工具已在網(wǎng)上公開，底層協(xié)議也是公開的，只要買TI的芯片就可以拿協(xié)議棧燒入標(biāo)準(zhǔn)芯片里做開發(fā)。”德州儀器(TI)MCU業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理吳健鴻提到。

而美滿(Marvell)采取的也是ZigBee+WiFi的路線。其全新的智能燈泡無線平臺(tái)不僅將其低功耗AC/DC控制器和無線微控制器嵌入智能LED燈泡內(nèi)，同時(shí)也包括一個(gè)簡(jiǎn)易的低成本ZigBee遙控器，一個(gè)基于Marvell WiFi微控制器模塊的WiFi到ZigBee的專用照明橋接裝置，以便燈泡直接與網(wǎng)關(guān)和無線路由器相連。

ZigBee將迎來新的曙光。“從市場(chǎng)反饋來看，飛利浦上市的基于ZigBee的10萬套智能照明系統(tǒng)很快就被售空，正是由于其為用戶帶來了全新的體驗(yàn)。”周翔進(jìn)一步提到，“ZigBee智能照明方案已在北美商用和普及，也將在中國市場(chǎng)獲得突破，但因傳統(tǒng)燈具廠商還不太了解這一概念，所以市場(chǎng)培育還需一段時(shí)間。”

JenNet-IP更強(qiáng)調(diào)整體優(yōu)勢(shì)

一個(gè)智能照明系統(tǒng)模組、一個(gè)路由器網(wǎng)關(guān)，從網(wǎng)上免費(fèi)下載一個(gè)無線智能控制軟件，就能實(shí)現(xiàn)智能控制。

雖然眾多大廠搭上ZigBee的快車，但恩智浦卻劍走偏峰，提供的方案同時(shí)適用于這兩種模式，但是JenNet-IP更強(qiáng)調(diào)方案的整體優(yōu)勢(shì)。

據(jù)了解，JenNet-IP是一基于6LoWPAN技術(shù)的超無線互連網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，專為IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)而設(shè)計(jì)，實(shí)用于住宅和工業(yè)應(yīng)用。王永斌指出，JenNet-IP雖然物理層與Zigbee一樣，但是到了協(xié)議層，跟Zigbee相比具有開放成本低、需要空間小、擴(kuò)展性更強(qiáng)等特點(diǎn)。ZigBee的范圍僅能在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)采用，而JenNet-IP可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)大樓的控制。JenNet-IP還具有自組網(wǎng)與自修復(fù)功能，功耗也比ZigBee低很多，并且JenNet-IP不需要授權(quán)費(fèi)用。

恩智浦半導(dǎo)體資深副總裁暨大中華區(qū)銷售及市場(chǎng)經(jīng)理葉昱良表示，恩智浦對(duì)智能照明的期望就是要讓每個(gè)燈泡都擁有一個(gè)IP，再通過與網(wǎng)絡(luò)連結(jié)的特性，實(shí)現(xiàn)照明控制的目標(biāo)，恩智浦為此已構(gòu)建了完整的解決方案。方案的主要硬件包括網(wǎng)關(guān)、JenNet-IP模塊以及電源IC等。網(wǎng)關(guān)在獲取TCP/IP命令后，將其轉(zhuǎn)換為JenNet-IP，并發(fā)送至遠(yuǎn)程單元。JenNet-IP模塊由RF收發(fā)器和MCU組成，它接收命令并采取行動(dòng)，管理輸入電源并將信息傳送給其他模塊。因此，恩智浦除提供基于JenNet-IP的無線連接芯片、調(diào)光驅(qū)動(dòng)器、電源控制器、收發(fā)器和MCU外，恩智浦還提供系統(tǒng)開發(fā)所需的所有構(gòu)件，包括一系列無線載板、插入式擴(kuò)展板、USB連接器、遙控器、路由器以及完整的軟件設(shè)計(jì)套件。

“客戶替換智能照明系統(tǒng)時(shí)，只需買一個(gè)智能照明系統(tǒng)模組、一個(gè)路由器網(wǎng)關(guān)，然后使用智能手機(jī)從網(wǎng)上免費(fèi)下載一個(gè)無線智能控制軟件，從而不用改變家中原有有線設(shè)施，不需要裝修就能實(shí)現(xiàn)智能控制。”NXP資深產(chǎn)品應(yīng)用主任工程師陳爾泰表示。目前，恩智浦的智能照明方案已在多個(gè)領(lǐng)域成功應(yīng)用。

雖然恩智浦走的是“獨(dú)木橋”，但葉昱良指出，由于此IP完全由恩智浦開發(fā)，不需要授權(quán)費(fèi)用，IP語言也可同時(shí)在手機(jī)、平板上實(shí)現(xiàn)互相通信，而且其好處是硬件在JenNet-IP和ZigBee上均可以運(yùn)作，將來也可吸引更多的客戶加入JenNet-IP陣營，恩智浦也將以開源方式提供JenNet-IP。

將向更廣泛領(lǐng)域延伸

智能照明只是ZigBee應(yīng)用的“冰山一角”，在打開了智能照明這一“缺口”后，ZigBee也將迎來物聯(lián)網(wǎng)的盛宴。

雖然大家都是“殊途同歸”的路數(shù)，但無論如何，智能照明已是“觸手可及”。王永斌認(rèn)為，智能照明系統(tǒng)將首先應(yīng)用在辦公照明，如室內(nèi)房間、會(huì)議室等。最后，將進(jìn)入一些高端住宅照明。

而智能照明只是ZigBee應(yīng)用的“冰山一角”，未來還有更廣闊的發(fā)展空間。周翔介紹說，目前ZigBee技術(shù)日趨完善，通過手機(jī)、平板電腦可以實(shí)現(xiàn)諸多完善控制，同時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)還可以提供遠(yuǎn)程云端服務(wù)，將可實(shí)現(xiàn)安防監(jiān)控等，未來智能家居這盤棋就會(huì)‘活’了。

智能照明解決方案又向“物聯(lián)網(wǎng)”邁進(jìn)了一步——在物聯(lián)網(wǎng)世界中，每臺(tái)家用電器都可通過IP地址進(jìn)行監(jiān)視和控制，同時(shí)價(jià)格也極具競(jìng)爭(zhēng)力。王永斌也認(rèn)為，一旦家中所有燈泡都具備IP連網(wǎng)功能，未來再通過擴(kuò)展搭建各類傳感器與安全技術(shù)，最先進(jìn)的照明技術(shù)就能實(shí)現(xiàn)與云端服務(wù)的聯(lián)結(jié)，令照明系統(tǒng)自主收集資料，進(jìn)行分析與控制，可應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。“恩智浦基于6LoWPAN的JenNet-IP軟件已經(jīng)超出了照明應(yīng)用，可以支持更多的住宅自動(dòng)化和樓宇自動(dòng)化設(shè)備，同時(shí)證實(shí)了無線IPv6網(wǎng)絡(luò)未來可以在更大的范疇實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)用。” 葉昱良指出。

未來基于ZigBee的操控模式也將更趨靈活。吳健鴻介紹說，一是把ZigBee收發(fā)器集成到路由器中;二是家電廠商會(huì)計(jì)劃將ZigBee收發(fā)器放在機(jī)頂盒里，如果機(jī)頂盒沒有WiFi功能，帶以太網(wǎng)接口也可以應(yīng)用;三是一些廠商認(rèn)為，現(xiàn)在平板電腦上是帶有WiFi功能的，未來可能加入ZigBee芯片，使得平板電腦可當(dāng)路由器使用。

打開智能照明這一“缺口”，ZigBee也將迎來物聯(lián)網(wǎng)的盛宴。