打造照明與物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的理想世界

摘要：  作為一種概念產(chǎn)品，智能照明點(diǎn)燃了半導(dǎo)體廠商們想象的火花，圍繞小小燈泡的科技競(jìng)爭(zhēng)正變得激烈起來。

關(guān)鍵字：  智能照明，半導(dǎo)體，AC/DC控制器，LED燈泡

2011年，恩智浦半導(dǎo)體(NXP)率先提出“讓每一個(gè)燈泡擁有一個(gè)IP地址”的理念，將物聯(lián)網(wǎng)概念帶進(jìn)照明領(lǐng)域，推出了GreenChip智能照明解決方案。其理念是讓每一個(gè)緊湊型熒光燈(CFL)、LED燈泡或燈管都具有一個(gè)IP地址，并允許任何人不管身在全球哪個(gè)角落，都可以利用移動(dòng)互聯(lián)設(shè)備(如手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、PDA等)遠(yuǎn)程控制家里或辦公室里的任何一個(gè)燈泡或燈管，實(shí)現(xiàn)單獨(dú)監(jiān)控、管理和控制等功能。

作為一種概念產(chǎn)品，智能照明點(diǎn)燃了半導(dǎo)體廠商們想象的火花，圍繞小小燈泡的科技競(jìng)爭(zhēng)正變得激烈起來。在美滿電子科技(Marvell)日前宣布正式上市的住宅智能燈泡無線平臺(tái)中，由于將全新的Marvell 88EM8511低功耗AC/DC控制器和無線微控制器嵌入于智能LED燈泡內(nèi)，形成高度集成的片上系統(tǒng)(SoC)環(huán)境，使得該平臺(tái)相比典型的無線連接燈泡，芯片數(shù)量銳減約50%，成為最大賣點(diǎn)。同時(shí)，新平臺(tái)還包括一個(gè)簡(jiǎn)易的低成本ZigBee遙控器，或一個(gè)基于Marvell MC200+8782 Wi-Fi微控制器模塊的Wi-Fi到ZigBee的專用照明橋接裝置，以便燈泡直接與多業(yè)務(wù)家庭網(wǎng)關(guān)和無線路由器相連?；诖碎_放平臺(tái)的第一款產(chǎn)品則是與Zonoff家庭網(wǎng)關(guān)連接的Leedarson智能燈泡。

在德州儀器(TI)MCU業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理吳健鴻看來，智能能源、家庭自動(dòng)化以及照明系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)屬性決定了其需要高性能與高靈活性，才能滿足制造商對(duì)不同存儲(chǔ)器、安全性以及標(biāo)準(zhǔn)支持的需求。為此，TI在此前CC2530的基礎(chǔ)上做了大幅改進(jìn)，將ARM Cortex-M3 MCU、存儲(chǔ)器以及硬件加速器高度集成為單芯片ZigBee解決方案CC2538。協(xié)議支持方面，CC2538支持ZigBee PRO、ZigBee Smart Energy、ZigBee Home Automation以及ZigBee Light Link照明標(biāo)準(zhǔn)。此外，該SoC還支持采用IEEE 802.15.4及6LoWPAN IPv6網(wǎng)絡(luò)的IP標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)最高的靈活性。

而恩智浦GreenChip智能照明解決方案則有兩種版本可供選擇：針對(duì)緊湊型熒光燈的GreenChip iCFL和針對(duì)LED燈的GreenChip iSSL。全套方案由以下幾個(gè)部分組成：1.GreenChip iCFL和GreenChip iSSL芯片組，是針對(duì)智能燈泡的能效比極高的調(diào)光驅(qū)動(dòng)器。2.超低功耗待機(jī)電源控制器。在智能照明應(yīng)用中，由于燈泡需要隨時(shí)聽候來自用戶和/或網(wǎng)絡(luò)的指令，所以待機(jī)功耗顯得尤為重要。3.兼容2.4GHz IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的集成式RF收發(fā)器和無線微控制器，Tx/Rx電流小于17mA。4.基于JenNet-IP網(wǎng)絡(luò)層軟件的低功耗IP無線連接功能。

JenNet-IP超低功耗IEEE 802.15.4無線連接網(wǎng)絡(luò)層軟件，是GreenChip智能照明解決方案的核心。這是一種增強(qiáng)型6LoWPAN網(wǎng)絡(luò)層，專門針對(duì)基于IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的超低功耗網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)，適用于住宅和工業(yè)應(yīng)用。NXP大中華區(qū)照明產(chǎn)品市場(chǎng)營(yíng)銷總監(jiān)王永斌稱，JenNet-IP具有很多引人注目的功能，包括超低功耗、射頻距離長(zhǎng)、存儲(chǔ)器占位空間小且整體成本低，并可隨意擴(kuò)充，支持最多500臺(tái)設(shè)備的大型網(wǎng)絡(luò)。

如何讓智能照明、云端服務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)擦出絢麗的火花，是恩智浦站在更高層次上考慮的一盤棋。NXP資深產(chǎn)品應(yīng)用主任工程師陳爾泰表示，只要在現(xiàn)行的LED驅(qū)動(dòng)器模塊之外再安裝一個(gè)Jennet-IP IOT照明模塊，就可實(shí)現(xiàn)低成本的智能照明解決方案，不管是改裝或新建大樓都能適用。雖然搭建智能照明會(huì)有初期的投入成本，但他強(qiáng)調(diào)，這為L(zhǎng)ED燈泡帶來了非常大的賣點(diǎn)，而且投資在一至兩年內(nèi)就能收回，效益非常具有吸引力。

在Jennet-IP基礎(chǔ)上，NXP現(xiàn)已可同時(shí)提供最新的JN516x系列無線微控制器、包括多款演示/電能計(jì)量應(yīng)用/RF4CE控制系統(tǒng)在內(nèi)的完整評(píng)估套件、以及配備電容式觸摸屏和ZigBee RF4CE的智能遙控器，可協(xié)助工程師快速進(jìn)行預(yù)配置的連網(wǎng)照明展示。王永斌認(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，完美應(yīng)用于IOT物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

為什么不采用業(yè)界成熟的ZigBee技術(shù)，卻偏偏選擇自主開發(fā)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?陳爾泰解釋說，對(duì)于“賦予每個(gè)燈泡一個(gè)IP地址”這種設(shè)想的最大挑戰(zhàn)，來自于目前IPv4的地址資源不足。全球每年出貨120億只燈炮，僅讓10%的燈泡擁有IP地址，都將是一個(gè)巨大的消耗。“所以，針對(duì)這種應(yīng)用的方案必須支持IPv6，我們提出這種設(shè)想時(shí)，已考慮到這個(gè)趨勢(shì)，這也正是我們NXP JenNet-IP網(wǎng)絡(luò)不同于現(xiàn)有的ZigBee網(wǎng)絡(luò)的根本原因?！?/P>