2017年4月5日 星期三

.一文讀懂無線照明技術標準及設計挑戰

Replace Your Light Switch with a Wireless Multi-location Dimmer Switch System (Lutron MRF2-6CL)




來源: 阿拉丁照明網


普通照明一般只能夠實現開、關操作,也有能調節亮度的照明設備,但這些都需要人為操作。如果住宅面積較大,房間較多,沒有遙控功能,無法實現全開全關等操作,很不方便。而且安裝的燈具多了,牆壁上的開關就多,影響室內美觀。

多個房間電燈同時打開,關閉時需要人為動手一間房一間房去關燈,耗費能源,這在別墅和躍層住宅體現得更為明顯。無線智慧照明作為新型照明系統,能真正實現了無線和自動操控,根據需要隨意設置個性化照明方案。

今天,就讓我們來瞭解下,無線照明市場究竟是怎樣?這個市場面臨著怎樣的機會與挑戰?


無線照明市場今天大概有多大?
根據IHS Markit研究數據,到2020年,無線照明市場預計將從今天的1700萬台增加到5200萬台。其他來源,如無線傳感網路,更加被看好,到2020年,數量預測高達2.3億台。

什麼在推動市場向無線發展?
對於家庭照明應用,生活品質和便利性,是最有價值的原因; 對於商業應用-例如零售和飯店-美觀是最重要的; 而對於工業應用,主要驅動因素是節約成本。

有沒有一種主導的無線照明技術?
基於上面的答案,很容易看出,沒有一個一刀切的解決方案。正確的解決方案,取決於應用和最終用戶的要求。例如,家庭照明,將很可能優先考慮易於使用和安裝,而具有數千個燈,和不同預定的操作需求的,多建築製造設施,可能需要更可靠,安全的系統,以及長距離聯網能力。

有沒有一些流行的無線技術的例子?
這取決於具體的環境和用戶需求,但一些流行的技術是Zigbee和Sub-GHz專有協議,其他正在日益流行的還有Thread和Bluetooth照明。

現在,Zigbee PRO及其前身Zigbee Light Link是使用最廣泛的。由Zigbee聯盟掌控,這些規範有助於描述照明控制的應用消息協議,並包括開箱即用的簡單操作機制。此外,對於工程人員,使得開發簡單。

值得注意的是,2016年公佈的Zigbee 3.0規範預,計將在2017年取代當前的規範,作為市場重塑品牌的一部分,該技術現在被稱為Zigbee PRO,其中以前的應用程序庫,成為以IoT為中心的應用層,現在稱為dotdot。

如果藍牙是用於流式音訊的,為什麼現在用於照明?
藍牙實際上已經擴展到超越音訊流,它是一種流行的技術,因為它連接到一些最流行的設備-智慧手機上。這些更新和更人性化的設備,是控制無線照明網路完美的設置,並提供一些真正很酷的應用程序,如使燈具發出藍牙低功耗(BLE)信標的廣告,地理定位和其他雙重目的應用程序。

話雖如此,由於已驗證的軟體,和那些伴隨技術的可擴展性,許多燈的延展系統中的藍牙照明,將很可能透過另一無線技術加入。

為什麼不使用WiFi?
許多人喜歡WiFi,是因為其在世界各地廣泛的使用,但WiFi功耗較高,還沒有用於照明設計,也就是軟體開發者所謂的「應用層」的專門軟體。沒有應用層或軟體工具箱來建構,往往會增加幾個月的項目開發週期。

此外,WiFi硬體往往比替代的802.15.4解決方案(如zigbee和Thread)成本略高。

什麼因素決定了正確的無線技術?
根據應用,很多因素都會發揮作用。例如,系統可以像單個開/關燈開關一樣簡單,或者像用於飯店、娛樂場,或製造工廠的全特徵照明解決方案,那樣複雜。一些注意事項包括網路的大小和密度(將控制多少燈或節點),整體建築環境,設置和安裝要求,安裝預算和維護要求。

開發無線照明最大的挑戰或障礙是什麼?
最大的挑戰是成本壓力、上市時間,以及瞭解設計的無線部分的相關學習曲線。對於不熟悉物聯網內部工作的開發人員來說,這可能很困難。

在照明方面,一個平均的Zigbee燈泡有15000行代碼。而一個簡單的有線開/關燈泡,可以在MCU上編程,並且可以在不到五分鐘內編碼。

市場上是否有任何即插即用解決方案(供開發人員使用)?
有一些應用說明和白皮書,已經由照明專家和半導體公司提供。還有一些硬體和軟體參考設計,還有一些是作為開源設計購買的,可以幫助開發人員解決一些更困難的網路問題。

如何選擇在我的系統中使用哪個無線協議?
這個問題很難回答,因為到目前為止所提到的變量。但是,要減少未來過時的風險,需要考慮的一個問題,是找到一個靈活的,並且可以支持許多協議的解決方案。

在半導體市場空間的創新,已經實現了這種能力,能使用單晶片解決方案簡化硬體設計。

網路軟體怎麼樣? 我可以只許可無線照明軟體來節省自己的時間嗎?
一些公司已經解決了這個問題,並努力使開發人員,更好地使用無線照明軟體(「堆棧」)。之前提到的Zigbee是一個成熟的解決方案,少數公司開發了「黃金單位」批准的堆棧,可透過低成本套件購買。

Silicon Labs,TI和NXP是供應商的幾個示例。由於Zigbee是一種網狀技術,其中一些公司現在將其領導力擴展到Thread和Thread堆棧產品中,這增加了網路(IP)尋址。

開發團隊在無線照明應用方面的最佳建議是什麼?
像大多數複雜的工程項目一樣,瞭解消費者的要求是最關鍵的,盡可能從一開始,就設計一個好的概念。然後,從那裡,寶貴的資源可用於幫助縮短開發時間,和佈署世界級的無線照明產品。我見過大大小小的工程團隊利用了這一點。
這些資源的示例包括硬體參考設計,軟體設計文件,開發插件工具,網路調試工具和教育訓練資源,如應用筆記。總體而言,利用其他行業領導者,提供的專業知識和解決方案,將產生巨大的變化。


                                                                                                                                                                                                                 


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