讓智能照明與物聯(lián)網(wǎng)擦出絢麗的火花

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

作為一種概念產(chǎn)品，智能照明點燃了半導體廠商們想象的火花，圍繞小小燈泡的科技競爭正變得激烈起來。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，形成高度集成的片上系統(tǒng)（SoC）環(huán)境，使得該平臺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。同時，新平臺還包括一個簡易的低成本ZigBee遙控器，或一個基于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)務家庭網(wǎng)關和無線路由器相連。基于此開放平臺的第一款產(chǎn)品則是與Zonoff家庭網(wǎng)關連接的Leedarson智能燈泡。

在德州儀器（TI）MCU業(yè)務拓展經(jīng)理吳健鴻看來，智能能源、家庭自動化以及照明系統(tǒng)的動態(tài)屬性決定了其需要高性能與高靈活性，才能滿足制造商對不同存儲器、安全性以及標準支持的需求。為此，TI在此前CC2530的基礎上做了大幅改進，將ARM Cortex-M3 MCU、存儲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ZigBeePRO、ZigBee Smart Energy、ZigBee Home Automation以及ZigBee Light Link照明標準。此外，該SoC還支持采用IEEE802.15.4及6LoWPANIPv6網(wǎng)絡的IP標準化開發(fā)，可實現(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：針對緊湊型熒光燈的GreenChip iCFL和針對LED燈的GreenChip iSSL。全套方案由以下幾個部分組成：1.GreenChip iCFL和GreenChip iSSL芯片組，是針對智能燈泡的能效比極高的調光驅動器。2.超低功耗待機電源控制器。在智能照明應用中，由于燈泡需要隨時聽候來自用戶和/或網(wǎng)絡的指令，所以待機功耗顯得尤為重要。3.兼容2.4GHz IEEE 802.15.4標準的集成式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)絡層軟件，是GreenChip智能照明解決方案的核心。這是一種增強型6LoWPAN網(wǎng)絡層，專門針對基于IEEE802.15.4標準的超低功耗網(wǎng)絡而設計，適用于住宅和工業(yè)應用。NXP大中華區(qū)照明產(chǎn)品市場營銷總監(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、存儲器占位空間小且整體成本低，并可隨意擴充，支持最多500臺設備的大型網(wǎng)絡。

如何讓智能照明、云端服務、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)品應用主任工程師陳爾泰表示，只要在現(xiàn)行的LED驅動器模塊之外再安裝一個Jennet-IP IOT照明模塊，就可實現(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有初期的投入成本，但他強調，這為LED燈泡帶來了非常大的賣點，而且投資在一至兩年內就能收回，效益非常具有吸引力。

在Jennet-IP基礎上，NXP現(xiàn)已可同時提供最新的JN516x系列無線微控制器、包括多款演示/電能計量應用/RF4CE控制系統(tǒng)在內的完整評估套件、以及配備電容式觸摸屏和ZigBee RF4CE的智能遙控器，可協(xié)助工程師快速進行預配置的連網(wǎng)照明展示。王永斌認為，一旦家中所有燈泡都具備IP連網(wǎng)功能，未來再通過擴展搭建各類傳感器與安全技術，最先進的照明技術就能實現(xiàn)與云端服務的聯(lián)結，令照明系統(tǒng)自主收集資料，進行分析與控制，完美應用于IOT物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計。

為什么不采用業(yè)界成熟的ZigBee技術，卻偏偏選擇自主開發(fā)網(wǎng)絡協(xié)議？陳爾泰解釋說，對于“賦予每個燈泡一個IP地址”這種設想的最大挑戰(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，都將是一個巨大的消耗。“所以，針對這種應用的方案必須支持IPv6，我們提出這種設想時，已考慮到這個趨勢，這也正是我們NXP JenNet-IP網(wǎng)絡不同于現(xiàn)有的ZigBee網(wǎng)絡的根本原因�！�