物聯(lián)網(wǎng)浪潮下，到底選用哪種通信方式將硬件與云連接起來？這是所有智能硬件創(chuàng)業(yè)者乃至消費(fèi)者都感到頭痛的問題。做為當(dāng)下最時髦最科技的燈廠，斗膽來介紹一下當(dāng)下三種模式ZigBee， Wi-Fi， BLE三者之間的區(qū)別。

　　我想也沒有誰比我們yeelight更適合來介紹了，因?yàn)楝F(xiàn)在市面上有三款智能照明產(chǎn)品，恰好就分別對應(yīng)三種模式，順便也解釋下我們yeelight blue跟hue的區(qū)別。

　　1. hue. ZigBee

　　首先解釋下ZigBee這個名字的由來。蜜蜂在發(fā)現(xiàn)花叢后會通過一種特殊的肢體語言來告知同伴新發(fā)現(xiàn)的食物源位置等信息，這種肢體語言就是ZigZag行舞蹈，是蜜蜂之間一種簡單傳達(dá)信息的方式。借此意義ZigBee作為新一代無線通訊技術(shù)的命名。

　　Philips hue使用的ZLL（ZigBee Light Link）是在ZigBee協(xié)議上開發(fā)的一個擴(kuò)展集，這個協(xié)議由飛利浦主導(dǎo)，希望能夠更簡單的實(shí)現(xiàn)燈的智能連接，第一款產(chǎn)品hue可以說從照明史上開辟了一個新的時代。

　 　ZigBee是低速的，低功耗無線控制協(xié)議，特色是可以自動組成網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點(diǎn)可以借力傳輸數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)中需要一個集中節(jié)點(diǎn)來管理整個網(wǎng)絡(luò)，也就意 味著ZigBee網(wǎng)絡(luò)中必須有一個類似路由器的角色，完成ZigBee協(xié)議到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的轉(zhuǎn)換，這個額外的家伙就是hue的Starter包里面的那個 Bridge的東西，它本身沒有額外的用處，但是可以將其他的燈整合為一個網(wǎng)絡(luò)，并連接到互聯(lián)網(wǎng)上。

　　壞處就是增加了成本，增加了安裝的復(fù)雜度，而且不能被我們的手機(jī)直接連接，必須要轉(zhuǎn)接，好處則是通過Bridge可以讓ZigBee燈連接到互聯(lián)網(wǎng)上，從而具備了更多的遠(yuǎn)程訪問能力（也意味著風(fēng)險），hue就是基于這種技術(shù)的產(chǎn)品，每個子網(wǎng)大約支持50個節(jié)點(diǎn)。

　 　ZigBee產(chǎn)品通常功耗較低，成本也相對于Wi-Fi產(chǎn)品低一些，與低功耗藍(lán)牙產(chǎn)品相仿。hue第一代使用了TI 的253X作為燈的方案，屬于性價比較為適中的成熟ZigBee方案，從光學(xué)方面，飛利浦無愧于多年的照明行業(yè)積累底蘊(yùn)，不但從多色溫方面無可挑剔，在色 彩方面也可以實(shí)現(xiàn)絕大部分的色域范圍，可惜在二代以后大幅縮減降低成本，減少了近40%的燈珠可謂誠意下降不少啊。

　　再一個就是hue昂貴到連老美都抱怨的價格，入門套裝1699元，包括三個燈泡+一個網(wǎng)關(guān)，恩，真是土豪吶。

　 　ZigBee產(chǎn)品通常功耗較低，成本也相對于Wi-Fi產(chǎn)品低一些，與低功耗藍(lán)牙產(chǎn)品相仿。hue第一代使用了TI的253X作為燈的方案，屬于性價比 較為適中的成熟ZigBee方案，從光學(xué)方面，飛利浦無愧于多年的照明行業(yè)積累底蘊(yùn)，不但從多色溫方面無可挑剔，在色彩方面也可以實(shí)現(xiàn)絕大部分的色域范 圍，可惜在二代以后大幅縮減降低成本，減少了近40%的燈珠可謂誠意下降不少啊。

　　再一個就是hue昂貴到連老美都抱怨的價格，入門套裝1699元，包括三個燈泡+一個網(wǎng)關(guān)，恩，真是土豪吶。

　　2. Lifx.Wi-Fi

　　Wi-Fi的話，相信我們大家都很熟悉了，是我們大家手機(jī)上內(nèi)置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用了Wi-Fi協(xié)議的Lifx智能照明產(chǎn)品也是能夠直接連入到互聯(lián)網(wǎng)的智能照明產(chǎn)品，當(dāng)然，也能夠直接從手機(jī)中訪問到。

　 　Wi-Fi優(yōu)點(diǎn)是速度相對較快，能夠無需網(wǎng)橋直接接入互聯(lián)網(wǎng)，而且可以無縫與手機(jī)進(jìn)行通信，主要的缺點(diǎn)在于，相對起來Wi-Fi芯片的封裝尺寸稍大，而 且功耗較高，Lifx待機(jī)功率可能高達(dá)1W，而BLE和ZigBee典型待機(jī)功耗在0.1w內(nèi)，而從實(shí)際的測試表現(xiàn)看，Lifx在色彩的漸變能力和散熱控 制上確實(shí)還欠火候，在球泡燈的體積內(nèi)提供17W的最大功率設(shè)計(jì)，確實(shí)有較大的風(fēng)險（畫外音：這燈能活的久么！）。理論上，WiFi接入方式的接入上線主要 限制于WiFi路由器的節(jié)點(diǎn)數(shù)量（典型值為數(shù)十個節(jié)點(diǎn)）。

　　另外一個，就是目前大家普遍關(guān)心的安全問題，想一想智能家居里面的產(chǎn)品要是靠Wi-Fi連接的，萬一哪天被黑了，還真是有點(diǎn)可怕呢。

　　3. yeelight blue .BLE

　 　BLE（低功耗藍(lán)牙技術(shù)）是最新的專注于低功耗（紐扣電池可持續(xù)待機(jī)半年以上）、快速連接（僅需1-3ms）、長距離通信（長達(dá)50m以上）的新一代短 距離無線通信規(guī)范，特別注重和優(yōu)化了小數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)交換，可以說是為物聯(lián)網(wǎng)不同廠商IOT（互操作測試）時代量身定制的通信手段，缺點(diǎn)是不能被老式智能手 機(jī)支持（僅支持iPhone4S以后的蘋果手機(jī)和Android4.3以后的Android手機(jī)，小伙伴們好換手機(jī)啦，現(xiàn)在手機(jī)這么便宜，你說是不）

　 　但是隨著時間推移，大部分現(xiàn)代智能手機(jī)都已經(jīng)可支持，目前正在迅速成為新一代智能硬件的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。在蘋果發(fā)布了iBeacons標(biāo)準(zhǔn)后，這種非連接 性的通信方式大大增加了BLE控制產(chǎn)品的可能性和想象空間， 在后面發(fā)布的藍(lán)牙4.1協(xié)議中，BLE產(chǎn)品具備了ZigBee才有的自組網(wǎng)特征，這些都在向傳統(tǒng)的ZigBee產(chǎn)品勢力范圍發(fā)起沖擊， yeelight Blue產(chǎn)品作為具有代表性的BLE智能照明產(chǎn)品，也在迅速吸收標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議升級帶來的好處，將更強(qiáng)大的能力和低廉的成本帶到智能照明領(lǐng)域。

　 　通信方式是LED智能控制系統(tǒng)中的重要組成部分，本方案采用的通信協(xié)議是RT4CE。RF4CE 是2009 年由ZigBee 聯(lián)盟與RF4CE 聯(lián)盟共同提出的面向家電領(lǐng)域的射頻遙控標(biāo)準(zhǔn)，其目標(biāo)是最終取代目前廣泛使用的紅外遙控技術(shù)。RF4CE 是基于IEEE802.15.4 物理層與MAC 層構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層協(xié)議，具有非視距傳輸、雙向通信、超低功耗、互操作性好、采用免費(fèi)ISM 頻段等優(yōu)點(diǎn)，可作為家庭自動化和娛樂應(yīng)用的重要無線通信平臺。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　 LED 照明調(diào)控系統(tǒng)由遙控器和大功率LED 調(diào)光器組成，雙方通過內(nèi)置RF4CE 協(xié)議的CC2530 模塊實(shí)現(xiàn)無線連接，圖1 所示是LED 調(diào)控系統(tǒng)的設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。用戶利用遙控器按鍵輸入控制指令，指令以符合RF4CE 協(xié)議的數(shù)據(jù)包形式發(fā)送到調(diào)光器，調(diào)光器根據(jù)指令要求，結(jié)合當(dāng)前工作狀態(tài)，產(chǎn)生R、G、B 三組PWM 輸出，控制紅、綠、藍(lán)三種大功率LED 照明燈的功率，形成所需的光強(qiáng)或色溫效果。調(diào)光器中的EEPROM用于存儲特殊照明效果對應(yīng)的PWM 序列（即配方表）。

　　圖1 LED調(diào)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　硬件電路

　 　圖2 所示為遙控器主控電路的硬件原理圖。該遙控器以STC89C52 為主控制器，外設(shè)包括8 個操作按鍵和1 個狀態(tài)指示燈。STC89C52 與CC2530 模塊采用串行連接。為節(jié)省電能，STC89C52 和CC2530 平時均處于休眠狀態(tài)，8 個按鍵中的任何一個被按下時，除了使P2 口中對應(yīng)口線表現(xiàn)為低電平，也通過對應(yīng)二極管的導(dǎo)通產(chǎn)生外部中斷，將單片機(jī)從休眠中喚醒，并立即發(fā)送按鍵對應(yīng)的鍵值。CC2530 則利用串口中斷喚醒，及時將主控單片機(jī)發(fā)出的鍵值無線發(fā)送給LED調(diào)光器。

　　圖2 遙控器主控電路

　 　圖3 所示為CC2530 模塊的硬件原理圖。圖中的CC2530是TI 公司推出的無線SoC 芯片，片上集成有80C51 微處理器、IEEE 802.15.4 RF 收發(fā)器、大容量存儲器和豐富的接口部件，通過加載ZigBee 和RF4CE 協(xié)議棧，可方便地實(shí)現(xiàn)基于兩種協(xié)議的典型應(yīng)用。CC2530 僅需少量外圍元件，其中，天線部分對無線通信性能的影響較大，故元件選擇和PCB 制版需嚴(yán)格遵守手冊中的注意事項(xiàng)。

　　圖3 射頻接口電路

　　圖4 所示為調(diào)光器主控電路的硬件原理圖。為產(chǎn)生獨(dú)立的3 路高頻PWM，采用了單時鐘周期的增強(qiáng)型51 內(nèi)核單片機(jī)STC12C5410AD，同樣晶振條件下的工作速度比普通51 單片機(jī)快8~12倍。STC12C5410AD與CC2530 模塊也采用串行連接。

　　圖4 調(diào)光器主控電路

　 　圖5 所示為LED 驅(qū)動電路的硬件結(jié)構(gòu)。圖5 中，LT3756為新型大功率LED 驅(qū)動芯片，輸入電壓6~100 V，通過一個外部N 溝道MOSFET，可以使用標(biāo)稱值為12 V 的輸入驅(qū)動20 個1 A 的白光LED，效率超過94%，頻率范圍為100 kHz~1MHz。

　　圖5 LED驅(qū)動電路

　　LT3756 采用True Color PWM調(diào)光技術(shù)，調(diào)光范圍可達(dá)3 000:1。

　　軟件流程

　　系統(tǒng)遙控器的主控程序流程如圖6 所示。無線遙控系統(tǒng)本質(zhì)上只是將接收機(jī)本機(jī)輸入裝置以無線方式加以延伸，故其遙控器程序的主要任務(wù)是檢測按鍵和發(fā)送鍵值。采用休眠-中斷機(jī)制可實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的低平均功耗。

　　圖6 遙控器主控程序流程圖

　　RF4CE 與紅外遙控相比，一個很重要的優(yōu)點(diǎn)是雙向通信，遙控器發(fā)出鍵值后，可根據(jù)是否有正確的回應(yīng)信息，控制狀態(tài)指示燈的亮滅和閃爍，從而提醒用戶進(jìn)行正確的操作。

　　結(jié)語

　 　本文了提出了一套LED智能照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，本方案中所設(shè)計(jì)的智能照明系統(tǒng)將最新射頻遙控技術(shù)RF4CE 用于LED 照明控制，從而克服了現(xiàn)有DALI、C-Bus 等照明控制系統(tǒng)在開放性、可靠性、安全性、互操作性、設(shè)備及運(yùn)行成本等方面存在的不足。經(jīng)實(shí)測，本LED 照明調(diào)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)所要求的各項(xiàng)功能，遙控距離不小于30 m（ 開闊地）， 遙控器平均電流小于10μA，能以較高的性價比實(shí)現(xiàn)LED 照明系統(tǒng)的智能調(diào)控，同時提高電能利用效率。

　　目前歐美已經(jīng)在使用無線技術(shù)控制智能照明燈具，如路燈、室內(nèi)燈。在中國，目前LED還處于被接受使用的階段。村田相信，2014和2015會是重要的兩年，LED使用份額將會在全球增加，而且無線控制加傳感器將是主流的技術(shù)和市場需求趨勢。

　 　中國政府在“十二五”國家計(jì)劃中（2011-2015）有兩個側(cè)重點(diǎn)，一是節(jié)約能源，二是環(huán)境保護(hù)。由于唯有LED照明燈具能夠同時滿足以上這二個側(cè)重 點(diǎn)，因此LED照明一定是中國照明市場的未來，而且種種跡象顯示，LED照明也是全球各國未來的主流需求趨勢。例如，日本也計(jì)劃至2015年，增加LED 照明市場份額至50%，韓國則將達(dá)到30%。

　　在亮度相同的條件下，LED燈的功率比白熾燈和緊湊型熒光燈小，使用壽命也比較長。此 外，LED燈還能在節(jié)能的基礎(chǔ)上幫助減少二氧化碳的排放，符合中國計(jì)劃減少二氧化碳排放量的總體規(guī)劃。而且，目前市場中，已經(jīng)有許多芯片廠家和照明廠家都 能夠提供支持LED照明的相關(guān)商業(yè)產(chǎn)品。因此2014年，LED照明燈具將會擁有很大的市場占有量。

　　作為目前市場上主要的MLCC電 容 和電源模塊供應(yīng)商，村田自然不會忽略這么一個新興的巨大市場。村田高級市場工程師廖光汶表示：“ 村田目前可為智能照明系統(tǒng)提供的產(chǎn)品包括網(wǎng)關(guān)、通訊模塊（ZigBee和Wi-Fi）、電源模塊等，我們希望能通過智能照明，帶給用戶更便捷和節(jié)能的生 活。”

　　圖題：村田高級市場工程師廖光汶

　 　現(xiàn)在的LED照明燈具多數(shù)是使用有線方式進(jìn)行控制。通過有線方式，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光、情景綁定、開關(guān)這一類功能。這也可以說是一種智能。但是，如果能夠使用 無線的方式進(jìn)行控制，那對用戶來說將會非常的方便。村田廖光汶認(rèn)為：“使用無線控制加傳感器，將是主流的技術(shù)和市場趨勢。”

　 　今天，智能手機(jī)和平板電腦已經(jīng)普及。如果能使用它們來控制照明，那應(yīng)該會給用戶帶來更多便利之處。例如晚上要回家之前，可以先開燈，便于看清屋內(nèi)情況。 通過無線聯(lián)網(wǎng)，也能遠(yuǎn)程看到家里哪些燈沒關(guān)，還可以使用綁定方式來實(shí)現(xiàn)或設(shè)定定時控制。無線的另一個好處是不需擔(dān)心布線問題。安裝時也就方便多了。

　 　至于傳感器，和照明系統(tǒng)一起使用必定是趨勢。例如加了紅外線傳感器時，當(dāng)沒有人在房內(nèi)時，燈就會保持關(guān)閉的狀態(tài)。一旦有人進(jìn)入房內(nèi)，燈就會自動打開。短 時間或許看不到好處，長時間就能看到節(jié)能和省錢的優(yōu)勢了。現(xiàn)在也有技術(shù)是使用光照傳感器檢測房里有多少燈光，并反饋給網(wǎng)關(guān)進(jìn)行調(diào)光。使用這樣的智能系統(tǒng)， 不止方便還很節(jié)能。

　　按照以上場景，村田使用傳感器和無線技術(shù)，對LED照明市場提供了一個簡單的解決方案，如下圖所示：

　　當(dāng)然在市場上，ZigBee只是其中一種無線協(xié)議。根據(jù)每個用戶不同的需求，可使用不同的協(xié)議。ZigBee的好處是能自動組網(wǎng)且功耗低。但因?yàn)楝F(xiàn)在ZigBee未出現(xiàn)在一般手機(jī)和電腦中，所以需要網(wǎng)關(guān)。也有人考慮使用ISM頻率，但要看每個國家能使用的頻段。

　 　現(xiàn)在國外如歐洲和美國，已經(jīng)在使用無線技術(shù)控制智能照明燈具，如路燈、室內(nèi)燈等。在中國，目前LED還是被接受使用的階段。相信2014和2015會是 重要的兩年，LED照明燈具使用份額將會在全球增加。因?yàn)楦鲊?guī)定要減少使用白熾燈。LED生態(tài)系統(tǒng)使用的一些電子元器件，也會隨著起量而跌價。

　　在這兩年，會有不同的系統(tǒng)集成商和燈具廠家提供和研發(fā)無線控制方式。因?yàn)椋S著科技發(fā)展，使用無線方式控制會給人們的生活帶來方便和智能。當(dāng)然，無線技術(shù)也只會在這幾年被認(rèn)為是新科技，未來（3-5年）智能照明將普及到更多應(yīng)用場景。

　 　比如要知道室外的溫度，把燈放在窗口附近，按照不同顏色轉(zhuǎn)變來識別外面溫度。當(dāng)有人走近時，燈可以轉(zhuǎn)換顏色通知有人進(jìn)入。也有可能LED照明將來會被考 慮用于醫(yī)療方面。OLED也是現(xiàn)在被看好的一個技術(shù)，但其使用范圍還不如LED的廣泛。每個市場必定有一定的規(guī)律，等到LED在全球被廣泛使用時，智能科 技也會隨之而來。到時更多的LED應(yīng)用就會慢慢實(shí)現(xiàn)了。廖光汶表示：“LED智能照明可以被認(rèn)為是開通照明市場的藍(lán)海的出路。”

　　村田L(fēng)ED驅(qū)動電源模塊特性

　　村田的電源模塊解決方案已經(jīng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)和通訊領(lǐng)域。廖光汶說：“我們認(rèn)為智能LED照明未來將會成為趨勢，所以研發(fā)了一系列獨(dú)特的電源和通信模塊產(chǎn)品，特別推薦給智能LED照明市場。”

　 　今天市場上有很多家供應(yīng)商能夠提供LED照明電源模塊，不過，村田的特別之處是電源模塊上帶有UART、DALI和PWM接口。UART接口可以接上通 訊模塊，這樣工程師開發(fā)時可以省下關(guān)于串口的研發(fā)時間。DALI是一種有線方式控制照明，目前在國外，像美國使用很多。PWM接口用來控制燈的亮度，實(shí)現(xiàn) 調(diào)光和開關(guān)。村田ZigBee模塊就是通過UART接口連接電源模塊，實(shí)現(xiàn)無線控制的。

　　最主要的是，廖光汶指出：“村田電源模塊在待機(jī)模式（接上UART）時，耗電只有0.2W，這在市場是很有優(yōu)勢的，同時也實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。”目前村田電源模塊的輸出電壓在30V-50V之間。節(jié)能和減少工程師研發(fā)時間是村田電源模塊的關(guān)鍵市場競爭優(yōu)勢。

　　村田電源模塊也得到PSE UL日本的安全認(rèn)證。如果需要得到中國或其他安全認(rèn)證，村田也是可以提供支持的。加上村田電源模塊本身性能好，也具有高可靠性，這也符合了LED燈具長使用壽命的需求。

　　廖光汶透露：“目前這系列電源模塊顧客多數(shù)在日本，國內(nèi)也有些客戶在評估，也有進(jìn)入他們系統(tǒng)設(shè)計(jì)里的成功案例。”

　 　村田在通訊模塊市場已有許多成功的案例。就拿智能手機(jī)市場來說，當(dāng)你看到一些大品牌公司的拆機(jī)報(bào)告時，會發(fā)現(xiàn)很多都使用了村田通訊模塊（藍(lán)牙，Wi- Fi這一類）。村田主要技術(shù)優(yōu)勢是其集成化能力，也即村田有能力做到很小，同時也保持穩(wěn)定性能。所以針對物聯(lián)網(wǎng)智能LED照明市場，村田研發(fā)出了兩種模 塊，一個是嵌入式Wi-Fi模塊，另一個是ZigBee模塊。

　　村田嵌入式Wi-Fi模塊的主要特性如下：

　　- 支持IEE802.11b/g/n

　　- 采用博通Wi-Fi芯片BCM43362和ST MCU芯片STM32F

　　- 尺寸只有29.0 x 19.0 x 3.0 mm

　　- 板上內(nèi)嵌天線或帶有連接外部天線的連接器

　　- 宿主接口： UART/GSPI

　　- 符合ROHS要求

　　- 全部SMD貼裝元件

　　- 典型電源電壓： 3.3V

　　- 輸出功率（基于11g）： +11dBm（典型值）

　　- 消耗電流

　　： 218mA at TX mode @+11dBm

　　： 110mA at RX mode

　　- 集成Wi-Fi和ARM Cortex-M3處理器

　　- 集成TCP/IP堆棧

　　- 支持AP模式/客戶端模式/AP&客戶端雙模

　　- 支持WEP、WPA、WPA2安全性

　　- 支持WPS連接性

　 　通訊類移動終端產(chǎn)品（如手機(jī)，筆記本）具有強(qiáng)大的CPU和Flash進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和存儲，因此在使用Wi-Fi時不需要額外的MCU。但是用于家電、儀 表、 LED照明燈具等產(chǎn)品的Wi-Fi模塊，由于產(chǎn)品的MCU和Flash都無法支持Wi-Fi的功能，因此需要額外的MCU和Flash進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和存 儲。村田嵌入式Wi-Fi模塊里加了個MCU就是為了讓客戶能直接使用模塊，實(shí)現(xiàn)無線控制。

　　村田嵌入式Wi-Fi模塊還預(yù)留了UART 的接口，它可簡單地與終端產(chǎn)品的IC以UART方式連接，實(shí)現(xiàn)TCP/IP數(shù)據(jù)包的雙向透明傳輸，以字符命令就可以控制終端產(chǎn)品，監(jiān)測終端產(chǎn)品的數(shù)據(jù)變 化。如家用電器的開關(guān)、調(diào)溫、預(yù)約、儀表的數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊榷伎梢酝ㄟ^手機(jī)或者Pad的無線傳輸去實(shí)現(xiàn)，并且無需改變終端產(chǎn)品原有的電路設(shè)計(jì)。

　 　只需添加村田的嵌入式Wi-Fi模塊，就可以用掌中設(shè)備隨時隨地控制家中的電器。作為方案供應(yīng)商，村田可提供強(qiáng)大的軟件支持。包括實(shí)現(xiàn)室內(nèi)控制和室外遠(yuǎn) 程控制時所涉及到的一系列軟件設(shè)計(jì)，以及鏈接層的整套軟件支持，包括室內(nèi)控制中嵌入式Wi-Fi模塊的固件設(shè)計(jì)，底層鏈接軟件設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)軟件設(shè) 計(jì)，UI底層軟件設(shè)計(jì)等等|也包括室外遠(yuǎn)程控制中的Web服務(wù)器底層軟件和云服務(wù)器底層軟件設(shè)計(jì)。

　　同樣作為全球領(lǐng)先的電子元器件供應(yīng)商，村田以豐富的經(jīng)驗(yàn)和高端的設(shè)備幫客戶完成天線的匹配與射頻電路的設(shè)計(jì)。村田作為可信賴的品牌，幫客戶省去無線認(rèn)證的步驟， 幫客戶省去連接性的驗(yàn)證。

　　村田Zigbee通信模塊的關(guān)鍵特性如下：

　　- 支持IEEE802.15.4

　　- 采用TI Zigbee芯片CC2530和Zigbee RF前端芯片CC2591

　　- 尺寸只有： 19.8 x 15.1 x 2.2mm

　　- 板上內(nèi)嵌天線

　　- 接口： UART （or SPI）

　　- 符合ROHS要求的SMD板對板連接器

　　- 典型電源電壓： 3.0 V

　　- 輸出功率： + 18dBm max

　　- 消耗電流

　　： 120mA at Tx mode @+18dBm

　　： 30mA at Rx mode

　　： 0.6 uA at sleep mode

　　- 無線認(rèn)證： TELEC， FCC/IC/CE （如果需要的話）

　　村田ZigBee模塊可以支持ZigBee聯(lián)盟的ZigBee Light Link （ZLL）和ZigBee Home Automation （ZHA） 協(xié)議。村田的演示套件就是用了這兩種協(xié)議來控制燈、傳感器和網(wǎng)關(guān)。

　 　ZigBee 模塊含有功放，可以增加發(fā)射距離，使用的射頻和功放芯片都是來自TI。TI提供的芯片，也有一些網(wǎng)站支持Open Source的開發(fā)。所以研發(fā)工程師可以通過這些網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行開發(fā)對于我們模塊。當(dāng)然根據(jù)顧客需求，村田也可以提供一套小系統(tǒng)解決方案。例如網(wǎng)關(guān)加 ZigBee模塊，或者網(wǎng)關(guān)加ZigBee模塊加傳感器組成網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的解決方案。

　　廖光汶表示：“在市場上，村田ZigBee模塊是最小 型，19.8x15.1x2.2mm （LxWxH），所以在PCB板占的面積也小。ZigBee本身技術(shù)是低功耗的，加上村田設(shè)計(jì)的射頻線路，使用功放發(fā)射時所消耗的功率也只有120mA， 接收30mA。村田ZigBee模塊因?yàn)榈凸乃钥梢詫?shí)現(xiàn)節(jié)能。因?yàn)楣?jié)點(diǎn)一般使用電池或可再生能源，所以當(dāng)加上無線通訊時耗電指標(biāo)是很重要的。也因?yàn)榇?田在模塊市場累計(jì)了多年經(jīng)驗(yàn)，品質(zhì)保證也不成問題。”

　　以上兩種通訊模塊中，目前還是ZigBee模塊較多應(yīng)用于智能LED照明市場。 因 為有時要控制的燈較多，所以組網(wǎng)和耗電會是比較重要的幾點(diǎn)。廖光汶透露： “村田和幾家照明客戶多數(shù)討論合作的是ZigBee解決方案，硬件軟件都能提供按照項(xiàng)目情況而定。說到客戶，村田嵌入式Wi-Fi和ZigBee模塊，針 對的市場是以物聯(lián)網(wǎng)為主。使用和在討論的客戶包括了家電廠家，照明廠家和一些系統(tǒng)集成商（智能樓宇，家居）。太陽能逆變器上也有使用村田的通訊模塊。”

　　一、智能照明系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)探討

　　照明所產(chǎn)生的能耗，一部分來自于光源本身，另一部分來自于人們的使用習(xí)慣。通過更加智能化控制的驅(qū)動電源，可改善照明設(shè)備的工作模式，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

　 　智能照明通常是通過構(gòu)建一個控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。其中，每一個照明設(shè)備和其他輔助設(shè)備（如傳感器、攝像頭等）都會被賦予一個獨(dú)立的地址。通過這種方式，用戶 可以控制每一個設(shè)備的開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)等特性。而且智能化系統(tǒng)還具備學(xué)習(xí)和優(yōu)化的能力。通過統(tǒng)計(jì)分析照明設(shè)備的能耗狀況，使用者可以直觀地了解到使用習(xí)慣和 能耗之間的關(guān)系，從而優(yōu)化使用方式，延長光源壽命，達(dá)到更加節(jié)能的效果。

　　改造成本是用戶非常關(guān)心的另一個核心問題。通常構(gòu)建智能照明系 統(tǒng)可以通過兩種方式：有線控制和無線控制。從成本和改造的難易程度來講，無線控制毫無疑問具備無可比擬的優(yōu)勢。無論是新樓宇還是舊的住宅，無線控制都可以 在最短的時間，以最低的成本實(shí)現(xiàn)智能控制系統(tǒng)的構(gòu)建。另外，越來越多便攜式智能設(shè)備的出現(xiàn)，也使得無線控制模式更容易被用戶所接受。

　　圖1：智能照明控制系統(tǒng)

　 　圖1是一個智能照明控制系統(tǒng)的示意圖。系統(tǒng)中的每一個光源都擁有獨(dú)立的IP地址，而且可以被擁有其他IP地址的設(shè)備（如智能手機(jī)、平板、電腦）無線控 制。用戶還可以設(shè)置一些常見的情景模式，并將它存儲在互聯(lián)網(wǎng)的云端服務(wù)器上。網(wǎng)關(guān)作為一個協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備，將從智能終端或者服務(wù)器上傳來的基于TCP/IP 協(xié)議的控制指令轉(zhuǎn)換為照明系統(tǒng)內(nèi)部使用的ZigBee或者JanNet-IP協(xié)議，實(shí)現(xiàn)對燈光的控制。對于節(jié)點(diǎn)數(shù)量有限的小型系統(tǒng)，開關(guān)或者遙控器可能更 加簡單和直接。此外，通過引入傳感器，還可以實(shí)現(xiàn)更加豐富的控制模式。

　　以家庭應(yīng)用為例，個人用戶可對照明設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控，出門在外也 可通過手機(jī)關(guān)閉家中所有的燈；可以按照區(qū)域和功能對設(shè)備進(jìn)行自由分組，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的控制；可通過定制化的應(yīng)用程序，設(shè)定不同的場景模式（比如在看電影時調(diào) 暗背景燈光），從而進(jìn)一步優(yōu)化光源的使用效率。在控制系統(tǒng)中，照明設(shè)備和控制終端的通信是雙向的，可以實(shí)時監(jiān)控照明設(shè)備的使用情況，并將數(shù)據(jù)存儲在云服務(wù) 器上。互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商通過對數(shù)據(jù)的匯總和分析，可以得到用戶的使用習(xí)慣，并從節(jié)能的角度出發(fā)，向客戶建議更優(yōu)化的照明方式。

　　以工廠應(yīng) 用為例，不同照明區(qū)域（如辦公區(qū)、食堂和生產(chǎn)區(qū)域），通常對照明控制有著明顯的時間特性。通過簡單的定時器程序和智能控制系統(tǒng)，無需人為參與，即可合理配 置燈光開啟時間、亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。如能加上光學(xué)傳感器或動作傳感器等的配合，則可實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的智能控制。如在辦公區(qū)安裝照度傳感器，就可根據(jù)自然光 照強(qiáng)度自動調(diào)節(jié)燈光亮度。與動作傳感器搭配，通過感知是否有人經(jīng)過，可以自動調(diào)節(jié)走廊上燈光的開關(guān)，達(dá)到進(jìn)一步節(jié)能的目的。

　　二、NXP JN514X智能照明系統(tǒng)解決方案

　 　作為照明領(lǐng)域的主要芯片供應(yīng)商之一，NXP早在幾年前就已經(jīng)注意到照明系統(tǒng)的智能化發(fā)展趨勢。通過整合包括光源驅(qū)動、低功耗電源、無線射頻和MCU相關(guān) 產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢，NXP提出以JN514X為核心的第一代智能照明系統(tǒng)解決方案，如圖2所示。得益于半導(dǎo)體集成工藝上的優(yōu)勢，具備智能控制功能的驅(qū)動電 源與傳統(tǒng)驅(qū)動電源相比，尺寸沒有顯著增加，完全可以滿足諸如LED球泡燈或節(jié)能燈狹小的驅(qū)動電源空間的要求。

　　圖2：恩智浦智能照明系統(tǒng)

　 　智能控制賦予照明完全不同的概念， 使光源成為物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of Things）的重要組成部分。用戶可以通過物聯(lián)網(wǎng)，對其內(nèi)部擁有獨(dú)立地址的設(shè)備（包括光源、家電等）進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)綠色、安全、便捷、舒適的生活，這也 是恩智浦半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)品線最近幾年產(chǎn)品研發(fā)的主要方向。