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根据一家全球市场研究咨询公司的市场调查,到2022年世界范围内的智能照明市场规模有望达到197亿美元,2016到2022年复合年增长率为27%。但是,Zigbee,Wi-Fi,Thread,蓝牙Mesh这些标准的争斗,一定程度上阻碍了智能照明的发展。
在讨论网络设备的时候,我们应该花一些时间来讨论一下智能照明。和智能门锁一样,智能照明也是让最简单的设备来做最复杂、最可靠的工作。灯光制造商们非常善于将玻璃和LED技术结合起来制作所有类型的灯泡,但是嵌入式网状网络(Mesh)和无线接入还没有成熟的市场,如果不认真解决这些问题,将被消费者抛弃。
面对未来的物联网市场,当业界正“疯狂”预测要安装多少台设备时,我们却更关心“市场到底能给消费者提供什么设备?”由于几乎每个人都经历过类似的情况——安装了许多“看上去很有趣,但实际上没有用处”的自动化设备。
NB-IoT和BLEMesh不适合智能照明。
NB-IoT可以说是目前物联网市场中最受关注的技术。虽然我们承认它将在远距离覆盖市场中占据一席之地,但是NB-IoT的耗电量是蓝牙15.4标准的10倍,因此这并不适用于电池供电设备。另外一个问题是物联网世界中大多数设备实际上只需要本地连接和通讯,例如智能照明设备就不需要与云端通讯,虽然如果连接到云的话,可以更好地理解工作状态,但是事实上,通过本地化的方式,连接和控制会更方便。
数月前,黑客攻击了美国的DNS服务器,影响了许多物联网设备,例如Linux摄像头,以及许多互联网站点的崩溃。若采用终端控制方式,从设备到云,在无因特网的情况下,安全系统、智能家居系统将无法工作。就网络照明而言,我们想让开关动作在不上网的情况下仍能工作。有云连接是一件好事,它可以提供更多的服务,但您不能保证设备始终正常工作,这是个问题。因此,我们的核心战略将会集中在设备和设备之间的沟通上。
最近发布的Bluetooth Mesh技术同样吸引了业界的注意,但是它并没有像Zigbee一样在照明领域内有丰富的产品。由于Bluetooth Mesh使用大数据流的flooding Mesh代替Mesh,它通过让每个节点不断重复地发送数据来工作。这个方法的优点是易于使用,但是扩展性是它的缺点,尤其是在商业建筑中不能使用。此外,可靠性也是一个问题,因为它在工作的时候容易发生“咆哮”现象。比方说房间里有15个灯泡,使用flooding Mesh也没问题,但如果整个区域有数十个和数百个灯泡,flooding Mesh就不会处于良好的状态。
IoT设备可靠性,互通性和安全都非常重要,并且Zigbee3.0在这些方面有10年的优化和改进经验。与此相反,新来的Bluetooth Mesh也许有一些有趣的挑战。例如之前蓝牙设备制造商就不必担心互连性,因为智能手表厂商最关心的,就是把自己的智能手表和自己App连接起来,而不是把其他用户的设备和自己的App连在一起。因此,在这个例子中,制造商拥有并控制着通讯的两端,大部分蓝牙用户都会增加他们自己的功能,因为互通性局限于我的设备和App。
最新的Zigbee/Thread标准。
获得Zigbee认证的新设备在过去12个月中主要来自网络照明和家用自动化,这两种设备合计占认证总量的75%。现在业界主要关注的还是Zigbee,而Thread产品还没有真正发布。
多个无线协议并存。
各种无线协议的共存一直是业界讨论的热点。通过长期研究和大量测试,发现Wi-Fi和Zigbee协议共存时会出现三个问题:第一,当两个协议被放入同一设备之后,无线电频段会互相冲突;第二,Wi-Fi发射功率达到20-30dBm,常常“淹没”在Zigbee中;第三,Wi-Fi总是在高速传输数据,它占据着大量的频段资源,比例一度可达99%,仅为Zigbee保留1%的资源,因此可能会导致软件包的延迟,因此会影响用户体验。
该解决方案是让这两个节点相互协作,通过共享机制来避免过多的分组丢失或相互干扰。这一协调机制是用软件的方法来实现的,一种是可切换的,可以根据用户需要重新启动和加载;另一种是动态转换,两种协议可以通过软件在工作时立即完成。
PTA功能可降低分组的损失。
开发这样的多协议产品仍然是一个挑战,包括如何在实际使用过程中与软件切换RF?怎样使用软件调用不同的协议栈?怎样去设置安全指标等等。在实际操作中转换协议栈,对很多大的半导体公司来说,并非一件易事,因为他们更倾向于一种商业模式,即我派遣工程师来帮助您,但是对于物联网应用而言,与其领导的软件团队的优势相比,更多的依赖于软件进行自我优化,更依赖于更多工程师的现场支持。
而且,因为不同的协议在多协议芯片上可以使用相同的Flash和Memory,多协议芯片的成本将比一些单独的芯片加起来更便宜。协议芯片带来了许多新的应用程序,如Flash在同一片上可以使用不同的协议,用户可以使用Zigbee来控制智能灯泡,也可以实现蓝牙信号(beacon)功能,提高了开发的便利度和用户体验。






