連網照明市場正取得得強大的發展動力,消費者對該應用的採用已經開始逐步地擴大,而簡化智慧連網照明設計工作的開發套件也日漸成熟。

今日的無線照明市場規模

根據IHS Markit研究數據顯示,到2020年時,無線照明市場預計將從今日的1,700萬台增加到5,200萬台。其他來源,如無線感測器網路則更被看好,到2020年時,數量預測將高達2.3億台。

市場邁向無線發展的動力及主導技術

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,例如零售和酒店,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。有鑒於此,很容易了解並沒有一個一體適用的解決方案。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,以及長距離連網能力。

無線技術實例

相關的實例雖取決於具體的環境和用戶需求,但目前主要流行的技術,包括Zigbee和Sub-GHz專有協議,其他正日益流行的尚包括Thread和Bluetooth照明。現在,Zigbee PRO及其前身Zigbee Light Link是使用最廣泛的。這些規範由Zigbee聯盟掌控,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,對於工程人員而言可使得開發更為簡易。值得注意的是,2016年發表的Zigbee 3.0規範預計將在2017年取代目前的規範,作為市場重塑品牌的一部份,該技術現在被稱為Zigbee,其中以前的應用程式庫成為以IoT為中心的應用層,現在稱為dotdot。

藍牙及Wi-Fi在照明上的應用

今日的藍牙,實際上已經擴展到超越音頻設計,它是一種流行的技術,因為它連接到一些最流行的裝置-智慧型手機上。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,並提供一些很酷的應用程式,如使燈具發出藍牙低功耗(Bluetooth Low Energy)信標的廣告,地理定位和其他雙重目的應用程式。話雖如此,由於已驗證的軟體和那些伴隨技術的可擴展性,許多燈具延展系統中的藍牙照明將很可能加入另一個無線技術。

而許多人喜歡Wi-Fi是因為其在世界各地廣泛的使用,但Wi-Fi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構建往往會增加幾個月的專案開發週期。此外,Wi-Fi硬體往往比替代的802.15.4解決方案(如Zigbee和Thread)成本略高。

如何選擇無線技術

根據使用者的應用需求,很多因素都可發揮考慮功效。例如,系統可以像單個開/關燈開關一樣簡單,或者像用於酒店/娛樂場或製造工廠的全特徵照明解決方案般複雜。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。

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開發無線照明的挑戰

開發無線照明,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。對於不熟悉物連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15,000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。目前已經有照明專家和半導體公司提供了一些應用說明和白皮書。另外還有一些硬體和軟體參考設計,還有一些是供作開放設計購買,可協助開發人員解決更困難的網路問題。

無線協議及軟體的選擇

為了減少未來過時的風險,需要考慮的一個問題是找到一個彈性且可支援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。至於網路軟體方面,有一些公司已經解決了這個問題,並努力使開發人員能將無線照明軟體(「堆疊」)使用得更好。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」批准的堆疊,其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堆疊產品中,其增加了互連網協議(IP)位址。

開發團隊在無線照明應用方面的最佳建議

如同大多數複雜的工程專案,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。之後,從那裡開始,寶貴的資源可用於協助縮短開發時間和部署世界級的無線照明產品。這些資源的示例包括硬體參考設計,軟體設計檔,開發插件工具,網路調試工具和培訓資源,如應用筆記。總體而言,利用其他業界領導者提供的專業知識和解決方案,將帶來莫大幫助。