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應用優化的無線模塊:智能LED燈泡設計的好點子
2020.4.9

文章来源:由「百度新聞」平台非商業用途取用"http://info.ec.hc360.com/2020/02/201805956163.shtml"

應用優化的無線模塊:智能LED燈泡設計的好點子http:www.ec.hc360.com2020年02月20日18:05來源:SiliconLabsT|T自從140年前第一個商用的白熾燈泡問世以來,發光二極管(LED)燈泡是照明領域的大進步。LED燈的好處無數,而且有據可查。與現代的白熾燈泡相比,它們通常節省75%的能量,使用壽命可以延長50倍以上。今天的LED燈泡比以前的LED燈泡有了很大的改進。它們產生的熱量極少,不發出紫外線或紅外線,不含汞,耐沖擊,并能在極端環境下有效運行。照明革命的下一個浪潮即將來臨:智能互聯照明。為LED燈泡添加無線連接和聯網功能,不僅提供了簡單的開關功能,還提供了更多的機會。您可以通過簡單的智能手機應用程序或語音助手來調整亮度、色溫和定時,甚至在旅途中遠程控制燈光。以前聞所未聞的應用包括無線接近傳感器觸發的智能燈在晚上當您穿過房屋或建筑物時自動照亮走廊和房間,床頭照明在早晨逐漸喚醒您,或醫院照明使用色彩改善情緒、健康及加快康復。智能連接照明的便利性和好處是無限的。與傳統照明相比,智能照明仍處于新生階段,但是在住宅、商業和工業市場中,智能照明的采用率正在穩步提高,這在一定程度上得益于采用了綠色能源激勵措施和法規,例如CaliforniaTitle20。根據研究和市場預測,到2022年全球智能照明市場將達到240億美元,2018年至2023年的復合年增長率(CAGR)將高達21%。隨著越來越多的“物”相互連接以及消費者逐漸接受智能家居技術,對智能互聯照明的接受和需求將繼續增長。這就是為什麼AcuityBrands、Cree、Eaton、GELighting、PhilipsSignify、Osram和許多其他照明品牌不僅競相提供智能LED產品,而且還提供易于部署、可互操作、安全且可升級的完整照明生態系統的原因。智能LED設計挑戰以經濟高效的方式在LED燈泡中實現無線連接會給照明OEM廠商帶來一系列新的設計和實施的挑戰。例如,智能LED燈泡必須滿足嚴格的RF法規要求、苛刻的能效標準、高溫等級以及嚴格的產品尺寸和空間限制。照明開發人員還必須考慮設備和網絡的安全性,并確保智能LED燈泡與任何其他已連接的IoT產品一樣抵抗得住惡意的攻擊。另一個關鍵的設計考量因素是無線協議的選擇。許多可連接的燈都在2.4GHz頻段上運行,并使用幾種流行的基于標準的短距離無線協議之一,例如Zigbee、低功耗藍牙(BluetoothLowEnergy)、藍牙網狀網絡(BluetoothMesh)或Wi-Fi。使用基于標準的協議有助于實現與普通消費產品(例如語音助手、智能手機和平板電腦)的互通,無需額外的自定義網關和網絡基礎設施產品。某些智能LED設計可能需要多協議連接,例如支持低功耗藍牙進行設備設置和控制以及通過網關訪問基于Zigbee的多節點照明網狀網絡的能力。藍牙或Zigbee等標準之外的專有無線協議也是一種選擇。雖然在短期內實現專有無線協議可能很容易且具有成本效益,但這種選擇可能會帶來互操作性和可升級性的長期挑戰。基于標準的無線解決方案推動了大批量生產,因此從長遠來看可能是更具成本效益的選擇。而從眾多可用選項中選擇合適的無線技術和供應商,需要對RF設計以及性能權衡和風險有更深入的了解。智能LED設計也必須滿足傳統照明產品所不需要的無線標準和法規性能要求,例如電磁(EM)輻射和能耗。實施帶來的挑戰為了將新的智能LED產品推向市場,照明OEM廠商還面臨著一些涉及工程和運營資源的實施挑戰:·要發展專業知識并分配資源以實施并成功完成標準和法規的認證測試,例如FCC和CE認證。·要考慮確保產品部署到現場后的產品功能和安全性升級的設置,通常通過無線(OTA)更新。·管理物料的采購和多個組件的庫存。·驗證與智能家居或智能建筑中其他無線物聯網產品和生態系統的互操作性。·優化物料清單(BOM)和開發成本,以交付具有成本競爭力的產品,同時滿足嚴格的生產計劃并縮短上市時間。借助模塊解決方案消除設計和實施帶來的挑戰雖然對于具有較少RF經驗和專業知識的開發人員而言,向LED燈泡添加無線連接可能是一項艱巨的任務,但現在可以使用經過預先認證的無線模塊解決方案來簡化智能LED產品設計的任務,從而大程度地減少照明OEM廠商面臨的許多挑戰。無線模塊旨在提供一個全方位的即插即用解決方案,該解決方案集成了開發人員完成LED設計的連接部分所需的關鍵組件。模塊供應商已經完成了天線設計、阻抗匹配、無源器件的調諧和集成以及協議開發等以射頻為中心的艱巨任務。對于自身可能缺乏必要RF或協議專業知識的OEM廠商來說,這些已完成的工程和集成工作可以帶來巨大的好處。此外,無線模塊通常附帶所有必需的軟件,包括所選的協議棧。模塊供應商還提供易于使用的開發工具,以支持和簡化設計和調試過程。通過在LED設計中使用無線模塊,照明OEM廠商無需擔心管理天線、晶體振蕩器和無源器件等多個RF組件的采購和庫存。此外,同一模塊還可用于多種照明產品,從而進一步簡化了采購和庫存管理。選擇正確的模塊解決方案在評估LED設計的模塊選項時,照明OEM廠商應尋找專門為互聯照明應用的特定需求而設計的解決方案。例如,SiliconLabs的MGM210L和BGM210L模塊是可用于照明市場的首批針對應用優化的模塊產品。MGM210L模塊支持Zigbee和Thread,以及動態多協議連接(例如Zigbee和BluetoothLowEnergy)。BGM210L設計用于BluetoothLowEnergy或BluetoothMesh。這兩個新模塊旨在簡化和加速功能豐富、顏色可選和可調光的LED燈的開發,同時使開發人員能夠利用基于藍牙、Zigbee和Thread的網狀網絡生態系統。xGM210L模塊基于SiliconLabsSeries2EFR32xG21無線片上系統(SoC)芯片,其外圍設備針對照明應用進行了優化。該SoC包含低功耗的ArmCortex-M33處理器內核,足夠支持動態多協議操作和OTA固件更新以確保智能照明產品未來適應性的內存,以及能夠支持802.15.4、BluetoothMesh協議和BluetoothLowEnergy的高性能2.4GHz射頻收發器。無線電通過單協議或多協議連接來處理無線網絡功能。上一頁12下一頁在本頁顯示剩余內容

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