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    關(guān)于智能照明,Zigbee和BLE這次又掐起來(lái)了

    2017/08/04 智聯(lián)信通 10109次瀏覽

    ? ? ? ?據全球市場(chǎng)研究咨詢(xún)公司Markets and Markets發(fā)布的市場(chǎng)研究報告指出,2015年全球智能照明市場(chǎng)規模為33億美元,而到2022年,全球智能照明市場(chǎng)規模預計將達到197億美元,2016年到2022年之間的復合年增長(cháng)率為27%。但Zigbee、Wi-Fi、Thread、藍牙Mesh等多個(gè)標準的相互廝殺,在一定程度上阻礙了智能照明的發(fā)展。

    用設備來(lái)取悅用戶(hù)

    ? ? ??“當我們談到聯(lián)網(wǎng)設備時(shí),就應該花點(diǎn)時(shí)間來(lái)談?wù)劼?lián)網(wǎng)照明?!盨ilicon Labs軟件業(yè)務(wù)副總裁Skip Ashton認為同智能門(mén)鎖一樣,聯(lián)網(wǎng)照明也是讓最簡(jiǎn)單的設備去做最復雜的、可靠性最高的工作?!罢彰鲝S(chǎng)商很擅長(cháng)結合玻璃和LED技術(shù)來(lái)制造各種燈泡,但對于嵌入式網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh)和無(wú)線(xiàn)連接卻并不在行,如果不認真解決這些技術(shù)挑戰,就會(huì )遭到消費者的拋棄?!?/p>

    Silicon Labs軟件業(yè)務(wù)副總裁Skip Ashton

    Silicon Labs軟件業(yè)務(wù)副總裁Skip Ashton

    ? ? ??對于未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng),當業(yè)界都在“瘋狂的”預測會(huì )安裝多少個(gè)設備的時(shí)候,Skip卻更關(guān)心“市場(chǎng)到底能為消費者提供什么樣的設備?”。因為幾乎所有人都遇到過(guò)類(lèi)似的情景—安裝了很多“看起來(lái)有趣,但實(shí)際上無(wú)用”的自動(dòng)化設備。

    ? ? ??他認為這是物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)成長(cháng)過(guò)程中面臨的一個(gè)挑戰,即如何用設備來(lái)取悅用戶(hù)?亞馬遜(Amazon)推出的采用Alexa語(yǔ)音識別系統的Echo音箱在Skip看來(lái)是一個(gè)成功案例,它可以將很多具備不同功能的產(chǎn)品連接在一起,在進(jìn)行了多次的版本升級后,已經(jīng)能夠為用戶(hù)提供非常簡(jiǎn)便易用的體驗。

    ? ? ??“這就是用設備來(lái)取悅用戶(hù)的典型案例。雖然目前看起來(lái)Echo還不是那么完美,它對口音的識別也不足夠好,但這已經(jīng)讓用戶(hù)眼前一亮了,所以亞馬遜給出了1000萬(wàn)臺的銷(xiāo)售量預測。對于擁有1億個(gè)家庭的美國市場(chǎng)而言,1000萬(wàn)臺的銷(xiāo)量已經(jīng)是很高的滲透率了?!彼?,Skip說(shuō),對于Silicon Labs這樣的芯片廠(chǎng)商而言,不但需要提供芯片、模組、開(kāi)發(fā)工具和軟件,還要在出現問(wèn)題時(shí)幫助分析原因和解決問(wèn)題。

    ? ? ??NB-IoT和BLE Mesh并不適合智能照明

    ? ? ??NB-IoT可以說(shuō)是目前物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)上最受關(guān)注的技術(shù)。Skip承認它會(huì )在長(cháng)距離覆蓋市場(chǎng)上占有一席之地,但認為NB-IoT的功耗是藍牙和15.4標準的10倍,所以這對電池供電設備不一定適合。另一個(gè)問(wèn)題是物聯(lián)網(wǎng)世界中的絕大多數設備其實(shí)只需要本地連接和通信,比如智能照明設備就不需要和云端溝通,盡管如果連接到云端可以更好的了解工作狀態(tài),但實(shí)際上通過(guò)本地化的方式來(lái)實(shí)現連接和控制會(huì )更加方便。

    ? ? ??幾個(gè)月前,黑客們襲擊了美國的DNS服務(wù)器,影響了Linux攝像頭等很多物聯(lián)網(wǎng)設備,許多互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站也出現宕機。Skip說(shuō)如果采用從設備到云的端到端控制方式,在沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)的情況下,安防系統、智能家居系統就不會(huì )工作?!皩τ诼?lián)網(wǎng)照明,我們希望開(kāi)關(guān)動(dòng)作在沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)的情況下仍然能夠正常工作。擁有云連接是一件好事,這可以提供更多服務(wù),但是你不能確保設備總是運行良好,這就是問(wèn)題。所以我們的核心策略將是專(zhuān)注于設備與設備間的通信?!?/p>

    ? ? ??最新推出的Bluetooth Mesh技術(shù)同樣引起了業(yè)界的關(guān)注,但Skip卻認為它并不會(huì )像Zigbee那樣在照明領(lǐng)域內擁有豐富的產(chǎn)品。因為Bluetooth Mesh采用的是大數據流的flooding Mesh,而不是路由方式的Mesh,它的工作原理是每一個(gè)節點(diǎn)以不斷重復的方式發(fā)送數據。這種做法的好處是簡(jiǎn)單易用,但可擴展性是其短板,特別是在商業(yè)樓宇中無(wú)法使用。另外,可靠性也是個(gè)問(wèn)題,因為其工作時(shí)很容易出現“吼叫”現象。比如在房間里有15個(gè)燈泡,用flooding Mesh沒(méi)有問(wèn)題,但是如果整個(gè)區域有幾十個(gè)上百個(gè)燈泡,flooding Mesh的工作狀態(tài)就不會(huì )很好。

    ? ? ??他還特別強調了物聯(lián)網(wǎng)設備的可靠性、互通性和安全性,并認為Zigbee 3.0在這些方面擁有長(cháng)達10年的優(yōu)化和完善經(jīng)驗。相比之下,新生的Bluetooth Mesh可能會(huì )遇到一些有趣的挑戰。比如藍牙設備制造商以前是不用擔心互通性的,因為一家智能手表廠(chǎng)商最關(guān)心的,是讓自己的智能手表和自己App連在一起,而不是將其它人的設備與自己的App連在一起。所以在這種情況下,制造商擁有和控制了通信的兩端,大多數藍牙用戶(hù)都添加了自己的特性,因為互通性只限于我的設備和我的App。

    ? ? ??但是對于家庭中的Bluetooth Mesh,互通性就不僅僅限于我的設備和我的App了,而是所有的設備之間都要能夠交流。Skip認為這是一種有趣的“理念”改變,而不是技術(shù)問(wèn)題?!敖裉焖{牙的對話(huà)設置互通性很差,消費者必須手動(dòng)來(lái)設置這種連接,必須自己設置電話(huà)與手表之間的通信,這種情形是不用擔心互通性問(wèn)題。但是在Mesh網(wǎng)絡(luò )中呢?”

    ? ? ??Zigbee/Thread標準的最新進(jìn)展

    ? ? ??在過(guò)去的12個(gè)月內,獲得Zigbee認證的新設備數量主要來(lái)自聯(lián)網(wǎng)照明和家庭自動(dòng)化,兩者加起來(lái)占總認證數量的75%。只是目前行業(yè)的主要關(guān)注點(diǎn)仍然是Zigbee,Thread產(chǎn)品還沒(méi)有實(shí)際發(fā)貨。

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    過(guò)去的12個(gè)月內獲得Zigbee認證的新設備數量(截止2017年5月31日)

    ? ? ??從Skip提供的列表中可以看出,服務(wù)提供商的機頂盒等已經(jīng)具備了15.4連接功能,例如Verizon最新的Fios機頂盒、Comcast的家用接入終端、以及Dell的Edge Gateway等;家用Wi-Fi設備商如Linksys、TP-Link、Google和三星等,也都在其為美國市場(chǎng)提供的產(chǎn)品中加入了15.4連接能力。高通在今年Computex上宣布推出的接入設備參考設計中,就將Wi-Fi、Bluetooth和15.4這三種協(xié)議結合在一起,提供給硬件設備生產(chǎn)商來(lái)采用;音頻和視頻控制設備,如Nest控制器、溫控器或者攝像頭因為具備15.4無(wú)線(xiàn)連接功能而成為家庭15.4路由匯集中心?,F在大家都在做更大的集成,因而可以取代一些設備,家里就沒(méi)有這么多盒子了。

    ? ? ??Zigbee聯(lián)盟在中國的發(fā)展也很迅速,在過(guò)去18個(gè)月內,包括力達信集團在內的四家公司加入了Zigbee聯(lián)盟董事會(huì ),另外三家分別是華為、南京物聯(lián)和美的。此外,Alibaba也在近期成為了Zigbee聯(lián)盟的會(huì )員。這說(shuō)明無(wú)論是電視運營(yíng)商,還是騰訊、阿里巴巴,他們都在千方百計的將觸角深入每個(gè)消費者的家庭中,如果設備已經(jīng)具備了15.4功能,至少他們在進(jìn)入智能家居市場(chǎng)時(shí)不用擔心付出額外的成本和復雜性。

    ? ? ??Zigbee 3.0是Skip強調的重點(diǎn)。盡管從下表來(lái)看,目前Zigbee 3.0所占的份額很小,處于市場(chǎng)萌芽狀態(tài),但由于這是Zigbee照明和家庭自動(dòng)化領(lǐng)域內領(lǐng)先廠(chǎng)商共同決定推出并優(yōu)化的技術(shù),所以發(fā)展前景是極為樂(lè )觀(guān)的。按照他的說(shuō)法,Zigbee 3.0相對以前的技術(shù)更簡(jiǎn)單、易用,靈活性更高,有更好的用戶(hù)體驗,互通性和兼容性也更強,更重要的是提升了安全性,例如過(guò)去1年中聯(lián)盟成員就共同完成了156個(gè)測試項目來(lái)確?;ネㄐ?。

    ? ? ??多種無(wú)線(xiàn)協(xié)議共存

    ? ? ??多種無(wú)線(xiàn)協(xié)議共存一直以來(lái)就是行業(yè)的熱點(diǎn)話(huà)題,Skip此番特意提到了Wi-Fi和Zigbee的共存。他說(shuō)在經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的研究和大量的測試后,發(fā)現這兩種協(xié)議在共存時(shí)會(huì )發(fā)生以下三種問(wèn)題:一是兩種協(xié)議進(jìn)入同一個(gè)設備后,射頻部分會(huì )相互沖突;二是Wi-Fi的發(fā)射功率高達20-30dBm,往往“淹沒(méi)”了Zigbee;三是Wi-Fi總是以很高的速度去傳輸數據,占用了很多頻段資源,比例一度甚至可以達到99%,留給Zigbee的資源只有1%,這樣就有可能造成包的延遲,從而影響到了用戶(hù)體驗。

    ? ? ??他們的解決方案是通過(guò)一個(gè)共享機制讓兩者之間進(jìn)行合作,以防止出現過(guò)多的數據包丟失,或是對彼此的干擾。這種協(xié)調機制是以軟件的方式來(lái)實(shí)現的,一種是可切換的方式,可以根據用戶(hù)需求去進(jìn)行重啟和載入;另外一種是動(dòng)態(tài)性轉換,可以通過(guò)軟件在工作時(shí)即時(shí)進(jìn)行兩種協(xié)議的轉換。

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    PTA功能減少了數據包丟失

    ? ? ??“設計這種多協(xié)議產(chǎn)品還是很有挑戰性的,包括如何在實(shí)際使用時(shí)用軟件去切換射頻?如何用軟件去調用不同的協(xié)議棧?如何去設定安全性指標等?!盨kip認為在實(shí)際運行中切換協(xié)議棧對于許多大型半導體公司而言并不是一個(gè)容易解決的問(wèn)題,因為他們喜歡的商業(yè)模式是我派工程師幫你做成功,但對物聯(lián)網(wǎng)應用來(lái)說(shuō),更多是靠軟件來(lái)做自我優(yōu)化,而不是靠更多的工程師去現場(chǎng)提供支持,這是他所帶領(lǐng)的軟件團隊的優(yōu)勢。

    ? ? ??此外,由于在多協(xié)議芯片中不同的協(xié)議可以使用同一個(gè)Flash和Memory,所以多協(xié)議芯片的成本會(huì )比幾個(gè)單獨的芯片加起來(lái)要便宜的多。而且多協(xié)議芯片還帶來(lái)了很多新的應用,比如同一個(gè)片上Flash可以用來(lái)在不同時(shí)候運行不同的協(xié)議,用戶(hù)就可以用Zigbee去控制燈泡,也可以實(shí)現藍牙信標(beacon)功能,提升了開(kāi)發(fā)便利性和用戶(hù)體驗。

    (信息來(lái)源:電子工程專(zhuān)輯、http://www.eet-china.com/news/article/201708021440)

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