聯網照明是智能家庭的一個重要市場。然而，應用看似簡單的聯網照明，落實設計其實很復雜，需要可靠性、互通性和安全性，IEEE 802.15.4等無線技術與軟件定義將助力這個市場實現。對此，Silicon Labs(亦稱“芯科科技”)軟件業務副總裁Skip Ashton先生近期接受行業媒體專訪，針對聯網照明及相關無線多協議技術與應用發展趨勢進行詳細的介紹與說明。

　　Silicon Labs軟件業務副總裁Skip Ashton先生

　　聯網照明市場

　　聯網智能照明也許是智能家居市場的一個殺手級應用。據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現自己的競爭優勢，例如Philips做的產品是價格相對較高的高質量的多光照功能產品，消費者可以把這種燈具放在廚房等地，可以控制燈泡與音樂協同產生不同顏色而產生聚會的感覺。而宜家是做更低成本的，可以適用于更大量的消費人群，其產品不能隨著音樂調節顏色，也沒有像Philips產品那樣需要控制網關，但是價格非常低。

　　此外，在智能家居應用中，有的人喜歡智能門鎖，有的人喜歡智能調溫器，首先就是讓這些設備聯入網絡，同時還要能夠良好工作。

　　軟件定義無線

　　物聯網產品中非常有趣的事情是很多解決方案依靠的是軟件。不過，大部分半導體公司認為自己的產品是芯片，但如果把芯片和軟件封裝在一起會變得非常強大，因為無線產品的特點之一就是軟件解決方案。

　　聯網照明的復雜性

　　聯網照明是物聯網中一個日漸活躍的應用。燈泡廠家很擅長于結合各種玻璃和發光二極管(LED)等微電子技術來制造各種燈泡，但是往往對于嵌入式網狀網(Mesh)及無線連接等并不那么在行。當他們在設計無線照明開關時，沒有足夠多的技能來應對嵌入式軟件和無線連接方面的挑戰，所以半導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。

　　這背后實現起來很復雜。因為照明和手機、電腦的的使用體驗不同。作為照明用戶，當你使用電燈開關時很簡單，希望撥動開關燈光就發生變化，否則就認為是電燈泡壞了。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絡連接有問題。但手機和電腦并不這樣，手機和電腦如果是因為網絡連接引起的中斷，大家都可以接受。因此，現在使用聯網照明，用戶仍然希望隨時都可以立即啟用。所以聯網照明就是在針對最簡單的設備去做最復雜的工作，去實現非常高的可靠性。

　　這也是物聯網市場成長過程中要面臨的一個挑戰，即如何用設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工具和軟件，來助力實現這一切，并在出現問題時幫助分析原因和解決問題。比如，以前打開開關燈泡不亮時，就會問是燈泡壞了還是電路有問題;而現在就是要幫助客戶進行全面分析，是否是網絡沒有把信息送到開關之上，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絡到底是否在良好地工作。

　　低成本需求

　　物聯網產品必須降低成本，因為消費者需要將連接功能集成到產品中。例如LED燈泡，幾年前大概要賣50美元/個，而今天已經降到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美元物聯網的部分，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。這是物聯網走向上億級出貨和實現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，以減少元器件的數量，從而使制造商降低物聯網產品的總成本。

　　802.15.4 zigbee/Thread無線連接升溫

　　市場上有多協議SoC，所以包括非常實用的15.4zigbee/Thread連接，也有藍牙、Wi-Fi等連接能力。現在的關鍵問題是消費者更喜歡用哪種協議?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備的協議。比如在聯網照明領域中，Philips公司用zigbee來為其非常成功的燈泡產品提供連接，其他廠商諸如Osram等也做出了同樣的選擇。在機頂盒等其他領域內，也有諸如Comcast等很多領先的公司選擇了zigbee到以太網、zigbee到Wi-Fi等方式。那么，這對每個人的家里意味著什么呢?

　　為了去連接互聯網，每個家庭里都有很多盒子來作為連接匯聚點(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。

　　當然，在美國的家用市場中，這些設備正在提供更多樣化的連接。最典型的有三類設備可提供連接：1.運營商提供的接入設備，諸如機頂盒、家用路由器;2.Wi-Fi熱點類設備，它們也許是由運營商提供，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品，比如Amazon的Alexa這類產品，購買的原因是為了一些服務。同時，其中有些又提供連接功能，雖然這不是消費者購買的主要原因。

　　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)美國聯邦通信委員會(FCC)對接入設備進行公告的信息，以及盒子廠商注冊時的產品信息可列出表1。

　　從表1可見，服務提供商的機頂盒等寬帶接入盒子已經具備了15.4連接功能。如Verizon最新的Fios機頂盒提供光纖到戶寬帶連接;領先服務提供商Comcast提供的家用接入終端，除了能夠接入寬帶網絡以外，還帶有15.4這樣的連接功能;還有Dell的Edge Gateway等都有15.4技術來提供zigbee或者Thread連接。可見，許多運營商已經為機頂盒或者寬帶網關提供了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品中，在網狀網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計，把Wi-Fi、Bluetooth再加15.4(本來就是Mesh)這三種協議結合在一起，做成了一個接入設備參考平臺，提供給硬件設備生產商來采用。

　　最右側是音視頻控制設備，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，現在各廠商都在做更高的集成，因而可以取代多種設備，家里就沒有這么多盒子了。雖然還不一定發現15.4連接，但是這些產品除了提供Wi-Fi以外，現在還提供zigbee連接。

　　在中國也一樣，無論是電視運營商，還是騰訊、阿里巴巴等網絡商，都很想把觸角深入到家庭，而不只是在電視、電腦和手機平臺上，他們也很關注把zigbee帶入到家庭里面去。大家都在找新的應用領域。

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