聯(lián)網(wǎng)照明是智能家庭的一個重要市場。然而，應(yīng)用看似簡單的聯(lián)網(wǎng)照明，落實設(shè)計其實很復(fù)雜，需要可靠性、互通性和安全性，IEEE 802.15.4等無線技術(shù)與軟件定義將助力這個市場實現(xiàn)。對此，Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)軟件業(yè)務(wù)副總裁Skip Ashton先生近期接受行業(yè)媒體專訪，針對聯(lián)網(wǎng)照明及相關(guān)無線多協(xié)議技術(shù)與應(yīng)用發(fā)展趨勢進(jìn)行詳細(xì)的介紹與說明。

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

　　聯(lián)網(wǎng)照明市場

　　聯(lián)網(wǎng)智能照明也許是智能家居市場的一個殺手級應(yīng)用。據(jù)Silicon Labs介紹，其zigbee生意過去幾年每年的增長率都在40%~50%，智能照明是其中很重要的部分。

　　在照明市場上，每家客戶公司都爭取在發(fā)現(xiàn)自己的競爭優(yōu)勢，例如Philips做的產(chǎn)品是價格相對較高的高質(zhì)量的多光照功能產(chǎn)品，消費(fèi)者可以把這種燈具放在廚房等地，可以控制燈泡與音樂協(xié)同產(chǎn)生不同顏色而產(chǎn)生聚會的感覺。而宜家是做更低成本的，可以適用于更大量的消費(fèi)人群，其產(chǎn)品不能隨著音樂調(diào)節(jié)顏色，也沒有像Philips產(chǎn)品那樣需要控制網(wǎng)關(guān)，但是價格非常低。

　　此外，在智能家居應(yīng)用中，有的人喜歡智能門鎖，有的人喜歡智能調(diào)溫器，首先就是讓這些設(shè)備聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，同時還要能夠良好工作。

　　軟件定義無線

　　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中非常有趣的事情是很多解決方案依靠的是軟件。不過，大部分半導(dǎo)體公司認(rèn)為自己的產(chǎn)品是芯片，但如果把芯片和軟件封裝在一起會變得非常強(qiáng)大，因為無線產(chǎn)品的特點(diǎn)之一就是軟件解決方案。

　　聯(lián)網(wǎng)照明的復(fù)雜性

　　聯(lián)網(wǎng)照明是物聯(lián)網(wǎng)中一個日漸活躍的應(yīng)用。燈泡廠家很擅長于結(jié)合各種玻璃和發(fā)光二極管(LED)等微電子技術(shù)來制造各種燈泡，但是往往對于嵌入式網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh)及無線連接等并不那么在行。當(dāng)他們在設(shè)計無線照明開關(guān)時，沒有足夠多的技能來應(yīng)對嵌入式軟件和無線連接方面的挑戰(zhàn)，所以半導(dǎo)體公司必須提供更完善的解決方案，而且它們必須是易于使用的。

　　這背后實現(xiàn)起來很復(fù)雜。因為照明和手機(jī)、電腦的的使用體驗不同。作為照明用戶，當(dāng)你使用電燈開關(guān)時很簡單，希望撥動開關(guān)燈光就發(fā)生變化，否則就認(rèn)為是電燈泡壞了。在這種判斷中沒有其他選擇，大家不會去猜想其中原因是否是因為網(wǎng)絡(luò)連接有問題。但手機(jī)和電腦并不這樣，手機(jī)和電腦如果是因為網(wǎng)絡(luò)連接引起的中斷，大家都可以接受。因此，現(xiàn)在使用聯(lián)網(wǎng)照明，用戶仍然希望隨時都可以立即啟用。所以聯(lián)網(wǎng)照明就是在針對最簡單的設(shè)備去做最復(fù)雜的工作，去實現(xiàn)非常高的可靠性。

　　這也是物聯(lián)網(wǎng)市場成長過程中要面臨的一個挑戰(zhàn)，即如何用設(shè)備的行為來取悅用戶。除了隨時可用，還有語音和觸控等人機(jī)界面。

　　而對于芯片廠商而言，就必須要提供芯片模組以及開發(fā)工具和軟件，來助力實現(xiàn)這一切，并在出現(xiàn)問題時幫助分析原因和解決問題。比如，以前打開開關(guān)燈泡不亮?xí)r，就會問是燈泡壞了還是電路有問題;而現(xiàn)在就是要幫助客戶進(jìn)行全面分析，是否是網(wǎng)絡(luò)沒有把信息送到開關(guān)之上，還是遇到了安全性問題，也就是我們要幫助客戶去搞清楚網(wǎng)絡(luò)到底是否在良好地工作。

　　低成本需求

　　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品必須降低成本，因為消費(fèi)者需要將連接功能集成到產(chǎn)品中。例如LED燈泡，幾年前大概要賣50美元/個，而今天已經(jīng)降到50元人民幣了。可見下降的速度很快。如果LED燈泡做到3美元/個，再加2美元物聯(lián)網(wǎng)的部分，這才是較為合理的。

　　因為盡管人們需要連接功能，但是對其中帶來的成本增加還是非常敏感的。這是物聯(lián)網(wǎng)走向上億級出貨和實現(xiàn)普及面臨的障礙之一，所以成本必須要降下來。這促使芯片公司去做更多的集成，把傳感器、MCU、RF，甚至電源管理全部都集成在一個芯片上，以減少元器件的數(shù)量，從而使制造商降低物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的總成本。

　　802.15.4 zigbee/Thread無線連接升溫

　　市場上有多協(xié)議SoC，所以包括非常實用的15.4zigbee/Thread連接，也有藍(lán)牙、Wi-Fi等連接能力。現(xiàn)在的關(guān)鍵問題是消費(fèi)者更喜歡用哪種協(xié)議?如何使用它們呢?

　　目前看，如果一家制造商為家庭用戶提供無線連接，最直接和安全的選擇就是Wi-Fi。但是對于許多設(shè)備，Wi-Fi并不是合理的連接，所以還需要跟蹤其他可以支持這些設(shè)備的協(xié)議。比如在聯(lián)網(wǎng)照明領(lǐng)域中，Philips公司用zigbee來為其非常成功的燈泡產(chǎn)品提供連接，其他廠商諸如Osram等也做出了同樣的選擇。在機(jī)頂盒等其他領(lǐng)域內(nèi)，也有諸如Comcast等很多領(lǐng)先的公司選擇了zigbee到以太網(wǎng)、zigbee到Wi-Fi等方式。那么，這對每個人的家里意味著什么呢?

　　為了去連接互聯(lián)網(wǎng)，每個家庭里都有很多盒子來作為連接匯聚點(diǎn)(Hub)，例如Philips的盒子、Osram的盒子，還有用于其他智能控制的盒子。這會使用戶感到困擾和麻煩。

　　當(dāng)然，在美國的家用市場中，這些設(shè)備正在提供更多樣化的連接。最典型的有三類設(shè)備可提供連接：1.運(yùn)營商提供的接入設(shè)備，諸如機(jī)頂盒、家用路由器;2.Wi-Fi熱點(diǎn)類設(shè)備，它們也許是由運(yùn)營商提供，也許是為了更好的覆蓋而自行購買;3.語音、音視頻接入和控制產(chǎn)品，比如Amazon的Alexa這類產(chǎn)品，購買的原因是為了一些服務(wù)。同時，其中有些又提供連接功能，雖然這不是消費(fèi)者購買的主要原因。

　　首先來看不同廠商的盒子。從過去6個月(2016年12月到2017年5月)美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)對接入設(shè)備進(jìn)行公告的信息，以及盒子廠商注冊時的產(chǎn)品信息可列出表1。

　　從表1可見，服務(wù)提供商的機(jī)頂盒等寬帶接入盒子已經(jīng)具備了15.4連接功能。如Verizon最新的Fios機(jī)頂盒提供光纖到戶寬帶連接;領(lǐng)先服務(wù)提供商Comcast提供的家用接入終端，除了能夠接入寬帶網(wǎng)絡(luò)以外，還帶有15.4這樣的連接功能;還有Dell的Edge Gateway等都有15.4技術(shù)來提供zigbee或者Thread連接。可見，許多運(yùn)營商已經(jīng)為機(jī)頂盒或者寬帶網(wǎng)關(guān)提供了15.4連接功能。

　　表1中列是在家里用于Wi-Fi覆蓋的設(shè)備，主要廠商如Linksys、TP-Link、Google和三星(Samsung)等都在其為美國市場提供的產(chǎn)品中，在網(wǎng)狀網(wǎng)Wi-Fi功能之外加上了15.4連接能力。又如高通于2017年5月底在Computex展會上宣布做了一個參考設(shè)計，把Wi-Fi、Bluetooth再加15.4(本來就是Mesh)這三種協(xié)議結(jié)合在一起，做成了一個接入設(shè)備參考平臺，提供給硬件設(shè)備生產(chǎn)商來采用。

　　最右側(cè)是音視頻控制設(shè)備，如Nest的控制器、溫控器或者攝像頭都在走向無線，都具有15.4無線連接而成為家里的15.4路由匯集中心。

　　可見，現(xiàn)在各廠商都在做更高的集成，因而可以取代多種設(shè)備，家里就沒有這么多盒子了。雖然還不一定發(fā)現(xiàn)15.4連接，但是這些產(chǎn)品除了提供Wi-Fi以外，現(xiàn)在還提供zigbee連接。

　　在中國也一樣，無論是電視運(yùn)營商，還是騰訊、阿里巴巴等網(wǎng)絡(luò)商，都很想把觸角深入到家庭，而不只是在電視、電腦和手機(jī)平臺上，他們也很關(guān)注把zigbee帶入到家庭里面去。大家都在找新的應(yīng)用領(lǐng)域。

　　這樣的好處是，這些廠商在進(jìn)入智能家居市場時，因為其設(shè)備已經(jīng)具備了15.4功能，所以就沒有額外的成本和更大的復(fù)雜性。當(dāng)然，最終以什么方式進(jìn)入不同的垂直生態(tài)，這取決于不同的運(yùn)營商，例如Comcast是美國的大型運(yùn)營商之一，其機(jī)頂盒產(chǎn)品主要是為自己的運(yùn)營服務(wù)。其他的很多廠商則喜歡開放的系統(tǒng)，可以連接到任何設(shè)備。所以還要看其最終的商業(yè)計劃和最終的功能配置。