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,將物聯網概念帶進照明領域,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,實現單獨監控、管理和控制等功能。
作為一種概念產品,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(SoC)環境,使得該平臺相比典型的無線連接燈泡,芯片數量銳減約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務家庭網關和無線路由器相連。基于此開放平臺的第一款產品則是與Zonoff家庭網關連接的Leedarson智能燈泡。
在德州儀器(TI)MCU業務拓展經理吳健鴻看來,智能能源、家庭自動化以及照明系統的動態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網絡的IP標準化開發,可實現最高的靈活性。
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收發器和無線微控制器,Tx/Rx電流小于17mA。4.基于JenNet-IP網絡層軟件的低功耗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網絡層,專門針對基于IEEE802.15.4標準的超低功耗網絡而設計,適用于住宅和工業應用。NXP大中華區照明產品市場營銷總監王永斌稱,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臺設備的大型網絡。
如何讓智能照明、云端服務、物聯網擦出絢麗的火花,是恩智浦站在更高層次上考慮的一盤棋。NXP資深產品應用主任工程師陳爾泰表示,只要在現行的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,可協助工程師快速進行預配置的連網照明展示。王永斌認為,一旦家中所有燈泡都具備IP連網功能,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與云端服務的聯結,令照明系統自主收集資料,進行分析與控制,完美應用于IOT物聯網系統設計。
為什么不采用業界成熟的ZigBee技術,卻偏偏選擇自主開發網絡協議?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,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網絡不同于現有的ZigBee網絡的根本原因。”