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发表时间:2020-04-10

智能的存眷过活渐爬升,吸收acuity brands、cree、eaton、ge lighting、philips/signify、osram等顶尖照明品牌竞相推出智能产品。但是要以经济高效的方式在led灯泡中实现蓝牙、zigbee无线连接,激起了很多的设计挑战,例如需经由过程fcc和ce认证、支持ota更新、考虑与其他iot产品的互操作性等。

那末,照明品牌年夜厂是若何能疾速开发智能照明产品并进进市场呢?谜底是:“即拉即用的多协议无线模块!”无线模块提供一个齐方位的软硬件解决方案,整开led设计中连接局部所需的要害组件,对可能缺少射频或协议专业知识的oem厂商而行,这项散成任务带来极大的利益。

silicon labs(亦称“芯科科技”)的mgm210l和bgm210l模块,是市场上首批针对比明应用优化的模块产品。mgm210l模块支持zigbee和thread,以及动态多重协议(zigbee和蓝牙)。bgm210l设计用于bluetooth low energy或bluetooth mesh。这两个新型模块可以简化和减速开发功能丰硕、颜色选择和调理亮度的led灯。

智能照明的崛起

自從140年前第一個商用白熾燈泡問世以來,發光发布極體(led)燈泡是照明領域最年夜的進展。led燈泡的優點眾多,並且有憑有據。相較於現古的黑熾燈泡,至多可節省75%的动力,延長应用壽命達50倍以上。今朝的led燈泡比前前的產品已有明顯的改進。它們產生的熱度極少,無紫中線或紅外線輻射,没有露汞、耐衝擊,在極端環境下也能穩定運做。

智能连网照明为led灯泡增加无线连接和连网功能,不只能简单的掌握开/关,还发明出更多的机遇。个别大众可以透过简单的智能型脚机应用法式或语音助理来调剂亮度、色平和准时,乃至在观光时近程节制灯光。

其他前所已闻的应用包括无线濒临传感器触发的智能灯泡,迟受骗经过屋宇或修建物时主动照亮行廊和房间,或是寝室照明在凌晨会将使用者逐步幻想,或病院照明利用颜色抓紧情感、增进安康与痊愈。智慧连网照明带来的方便性亲睦处是道不尽的。

相较于传统照明,智慧照明仍处于发展早期,然而在室第、商业和工业市场中,智慧照明的采用率正稳固增加,这在必定水平上受害于绿色能源鼓励办法和法规的采取,例如california title 20。依据研讨和市场猜测,至2022年全球智慧照明市场将到达240亿美圆,2018年至2023年的复合年景少率(cagr)将高达21%。

智能led设计需留神无线协议/网络安全

以经济高效的方法在led灯胆中实现无线连接,将为照明oem厂商带来一系列新的设计和实行的挑战。例如,智能型led灯泡必须满意严格的rf法规请求、严厉的效能标准、耐低温以及宽格的产品外型尺寸和空间限造。照明开发人员还必须考虑安装和网络的平安性,确保智能型led灯泡与任何其余连网的iot产品一样,能够抵御歹意的乌宾攻打。

另一个关键的设计考虑是无线协议的选择。许多可连接的灯泡皆在2.4ghz频段运转,并采用多少种广泛标准的短间隔无线协议之一,例如zigbee、bluetooth low energy、bluetooth mesh或wi-fi。采用标准的协议有助于实现与普通消费产品(例如语音助理、智能型手机战争板盘算机)的互动,毋须启用自界说网关的其他网络基础举措措施产品。某些智能型led设计可能需要多重协议连接,例如支持bluetooth low energy进行李置设定和控制,以及透过网关控制大范围节面的zigbee照明mesh网络的才能。

能否透过蓝牙或zigbee标准除外的专有没有线协议也是一种选项。固然在短时间内真现专有无线协议可能很简单且具有成本收入,当心这类选择可能会带来互草拟性和可降级性的历久挑战。基本标准的无线解决方案推进了大批出产,从久远来看多是更经济下效的挑选。在浩瀚可用选项中,选择合适的无线技巧和供货商,须要对rf设计以及效能衡量微风险有更深刻的懂得。智能型led设计也必需满意传统照明产品所不需要的无线标准和律例效能需供,例如电磁(em)辐射和耗能。

完成智能照明运用降天的挑衅

为了将新型智能型led产品推背市场,照明oem厂商还里临一些相关工程和营运资源落地的挑战:

发作专业常识并调配姿势来实施并胜利实现标准和法规的认证测试,例如fcc和ce认证。

需斟酌确保产品安排到现场后产品功能和保险性进级的设置,平日透过无线(ota)改造。

治理物料洽购和多种组件的库存。

测验在智能家庭或智能建造中,与其他无线iot产品和生态系统的相互操作性。

优化物料浑单(bom)和开发成本,供给具有成本合作力的产品,同时知足严厉的生产打算并缩短上市时间。

虽然对于缺累rf教训和专业知识的开发人员而言,为led灯泡增长无线连接可能是一项艰苦的任务,但当初可使用预先认证的无线模块解决方案,来简化智能型led产品设计的义务,可大幅削减照明oem厂商所面对的浩瀚挑战。

无线模块提供一个全方位的即插即用解决方案,整合开发人员完成led设计中连接部门所需的症结组件。模块供货商曾经完成了天线设计、阻抗婚配、被动组件的调调和整合,以及协议开发等以rf为核心的艰难任务。对于可能缺乏rf或协议专业知识的oem厂商而言,这项工程和整合工作带来极大的好处。此外,无线模块凡是含有贪图需要软件,包括所选的协议仓库。模块供货商也提供简略单纯使用的开发对象,来支持和简化设计和调试进程。

在led设计中使用无线模块,照明oem厂商毋需担忧管理天线、晶体振荡器和主动组件等浩繁rf组件的采购和库存。此外,统一模块借可应用于多个照明产品,更进一步简化采购和库存管理。

模块处理计划让智能照明设想更简略

正在评价led设计的模块选项时,照明oem厂商应寻觅专为互联照明应用的特定需要而设计的解决方案。例如,silicon labs的mgm210l和bgm210l模块,是照明市场上尾批针对付应用优化的模块产物。mgm210l模块收持zigbee和thread,和静态多重协议衔接(例如zigbee和bluetooth low energy)。bgm210l计划用于bluetooth low energy或bluetooth mesh。那两个新颖模块能够简化和加快开发功效丰盛、色彩取舍和调理明量的led灯,同时闪开发人员可以应用蓝牙、zigbee和thread的mesh死态体系。

除上述所提的模块外,另一款xgm210l模块则是基于silicon labs series 2系列的efr32xg21无线系统单芯片(soc),其外围装置针对照明应用进止了优化。此soc包括低功耗的arm cortex-m33处理器中心;充分的内存可以支持动态多重协议操作和ota固件更新,确保智能照明产品满足将来需求;以及高效能2.4ghz rf支发器可以支持802.15.4、bluetooth mesh协媾和bluetooth low energy。无线电透过单一协议或多重协议连接处置无线网络功能。整合式的rf功率缩小器使xgm210l模块能够处理需要数百公尺视距连接的长途应用。

应组件的高能效模块可提供较低的运作功耗火仄,该功耗程度已被优化以谦足california title 20拆置效能法规。很多运往米国市场的照明产品必须合乎california title 20法规,针对照明把持装置的制制商禁止认证。

总结来讲,模块解决方案能辅助照明oem厂商缩短与rf设计、协议优化和律例认证相干的研发周期,像是xgm210l模块经由北好(fcc和ised)、欧洲(ce)、韩国和岛国的事后认证,可将取寰球无线认证相闭的时间、本钱和危险身分降至最低,有助照明oem厂商延长数月的产物上市时光。别的,跟着制作商为更多led产品增添rf连接,小型灯胆设计带去庞杂的尺寸、功率和集热限度,以现有的无线解决方案无奈沉紧解决,模块解决方案也可解决这些制约。

同时,安全性是智能型led产品的另外一项主要考虑。远期有媒体报道黑客透过led灯泡进侵智能家庭网络,使花费者和照明开发商开端意想到,从灯泡连接到云端对安全性的急切需求。照明oem厂商应寻觅能够提供内建硬件安全功能的模块,而且毋需删减成本,使开发人员能够在智能型led产品中实现最好安全性。

另外,完全的模块解决圆案答有壮大的无线软件协定客栈,使开辟人员可能抉择尺度协议,比方zigbee、thread、bluetooth mesh和bluetooth low energy。别的,开辟职员应当冀望完整的软件支撑,包含强盛的硬件开收对象包(sdk)跟进阶东西,有助考证收集效能并帮助调试,劣化智能照明利用的效力和功耗。

毫无疑难的,智能型led灯泡产品在室庐、贸易和产业市场中愈来愈受欢送。现在可以使用周全的硬件和软件解决方案简化连网照明产品的开发。应用优化的无线模块现已上市,有助缩短上市时间,下降开发和认证成本,并解决oem厂商可能面对的诸多无线设计挑战。