關(guān)于智能照明，Zigbee和BLE這次又掐起來(lái)了

　　對(duì)于未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，當(dāng)業(yè)界都在“瘋狂的”預(yù)測(cè)會(huì)安裝多少個(gè)設(shè)備的時(shí)候，Silicon Labs卻更關(guān)心“市場(chǎng)到底能為消費(fèi)者提供什么樣的設(shè)備?”。因?yàn)閹缀跛腥硕加龅竭^(guò)類似的情景—安裝了很多“看起來(lái)有趣，但實(shí)際上無(wú)用”的自動(dòng)化設(shè)備。

　　據(jù)全球市場(chǎng)研究咨詢公司Markets and Markets發(fā)布的市場(chǎng)研究報(bào)告指出，2015年全球智能照明市場(chǎng)規(guī)模為33億美元，而到2022年，全球智能照明市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到197億美元，2016年到2022年之間的復(fù)合年增長(zhǎng)率為27%。但Zigbee、Wi-Fi、Thread、藍(lán)牙Mesh等多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的相互廝殺，在一定程度上阻礙了智能照明的發(fā)展。

　　用設(shè)備來(lái)取悅用戶

　　“當(dāng)我們談到聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)，就應(yīng)該花點(diǎn)時(shí)間來(lái)談?wù)劼?lián)網(wǎng)照明。”Silicon Labs軟件業(yè)務(wù)副總裁Skip Ashton認(rèn)為同智能門鎖一樣，聯(lián)網(wǎng)照明也是讓最簡(jiǎn)單的設(shè)備去做最復(fù)雜的、可靠性最高的工作。“照明廠商很擅長(zhǎng)結(jié)合玻璃和LED技術(shù)來(lái)制造各種燈泡，但對(duì)于嵌入式網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh)和無(wú)線連接卻并不在行，如果不認(rèn)真解決這些技術(shù)挑戰(zhàn)，就會(huì)遭到消費(fèi)者的拋棄。”

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

　　對(duì)于未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，當(dāng)業(yè)界都在“瘋狂的”預(yù)測(cè)會(huì)安裝多少個(gè)設(shè)備的時(shí)候，Skip卻更關(guān)心“市場(chǎng)到底能為消費(fèi)者提供什么樣的設(shè)備?”。因?yàn)閹缀跛腥硕加龅竭^(guò)類似的情景—安裝了很多“看起來(lái)有趣，但實(shí)際上無(wú)用”的自動(dòng)化設(shè)備。

　　他認(rèn)為這是物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)成長(zhǎng)過(guò)程中面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)，即如何用設(shè)備來(lái)取悅用戶?亞馬遜(Amazon)推出的采用Alexa語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的Echo音箱在Skip看來(lái)是一個(gè)成功案例，它可以將很多具備不同功能的產(chǎn)品連接在一起，在進(jìn)行了多次的版本升級(jí)后，已經(jīng)能夠?yàn)橛脩籼峁┓浅：?jiǎn)便易用的體驗(yàn)。

　　“這就是用設(shè)備來(lái)取悅用戶的典型案例。雖然目前看起來(lái)Echo還不是那么完美，它對(duì)口音的識(shí)別也不足夠好，但這已經(jīng)讓用戶眼前一亮了，所以亞馬遜給出了1000萬(wàn)臺(tái)的銷售量預(yù)測(cè)。對(duì)于擁有1億個(gè)家庭的美國(guó)市場(chǎng)而言，1000萬(wàn)臺(tái)的銷量已經(jīng)是很高的滲透率了。”所以，Skip說(shuō)，對(duì)于Silicon Labs這樣的芯片廠商而言，不但需要提供芯片、模組、開發(fā)工具和軟件，還要在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)幫助分析原因和解決問(wèn)題。

　　NB-IoT和BLE Mesh并不適合智能照明

　　NB-IoT可以說(shuō)是目前物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)上最受關(guān)注的技術(shù)。Skip承認(rèn)它會(huì)在長(zhǎng)距離覆蓋市場(chǎng)上占有一席之地，但認(rèn)為NB-IoT的功耗是藍(lán)牙和15.4標(biāo)準(zhǔn)的10倍，所以這對(duì)電池供電設(shè)備不一定適合。另一個(gè)問(wèn)題是物聯(lián)網(wǎng)世界中的絕大多數(shù)設(shè)備其實(shí)只需要本地連接和通信，比如智能照明設(shè)備就不需要和云端溝通，盡管如果連接到云端可以更好的了解工作狀態(tài)，但實(shí)際上通過(guò)本地化的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)連接和控制會(huì)更加方便。

　　幾個(gè)月前，黑客們襲擊了美國(guó)的DNS服務(wù)器，影響了Linux攝像頭等很多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，許多互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站也出現(xiàn)宕機(jī)。Skip說(shuō)如果采用從設(shè)備到云的端到端控制方式，在沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)的情況下，安防系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)就不會(huì)工作。“對(duì)于聯(lián)網(wǎng)照明，我們希望開關(guān)動(dòng)作在沒(méi)有互聯(lián)網(wǎng)的情況下仍然能夠正常工作。擁有云連接是一件好事，這可以提供更多服務(wù)，但是你不能確保設(shè)備總是運(yùn)行良好，這就是問(wèn)題。所以我們的核心策略將是專注于設(shè)備與設(shè)備間的通信。”

　　最新推出的Bluetooth Mesh技術(shù)同樣引起了業(yè)界的關(guān)注，但Skip卻認(rèn)為它并不會(huì)像Zigbee那樣在照明領(lǐng)域內(nèi)擁有豐富的產(chǎn)品。因?yàn)锽luetooth Mesh采用的是大數(shù)據(jù)流的flooding Mesh，而不是路由方式的Mesh，它的工作原理是每一個(gè)節(jié)點(diǎn)以不斷重復(fù)的方式發(fā)送數(shù)據(jù)。這種做法的好處是簡(jiǎn)單易用，但可擴(kuò)展性是其短板，特別是在商業(yè)樓宇中無(wú)法使用。另外，可靠性也是個(gè)問(wèn)題，因?yàn)槠涔ぷ鲿r(shí)很容易出現(xiàn)“吼叫”現(xiàn)象。比如在房間里有15個(gè)燈泡，用flooding Mesh沒(méi)有問(wèn)題，但是如果整個(gè)區(qū)域有幾十個(gè)上百個(gè)燈泡，flooding Mesh的工作狀態(tài)就不會(huì)很好。

　　他還特別強(qiáng)調(diào)了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的可靠性、互通性和安全性，并認(rèn)為Zigbee 3.0在這些方面擁有長(zhǎng)達(dá)10年的優(yōu)化和完善經(jīng)驗(yàn)。相比之下，新生的Bluetooth Mesh可能會(huì)遇到一些有趣的挑戰(zhàn)。比如藍(lán)牙設(shè)備制造商以前是不用擔(dān)心互通性的，因?yàn)橐患抑悄苁直韽S商最關(guān)心的，是讓自己的智能手表和自己App連在一起，而不是將其它人的設(shè)備與自己的App連在一起。所以在這種情況下，制造商擁有和控制了通信的兩端，大多數(shù)藍(lán)牙用戶都添加了自己的特性，因?yàn)榛ネㄐ灾幌抻谖业脑O(shè)備和我的App。

　　但是對(duì)于家庭中的Bluetooth Mesh，互通性就不僅僅限于我的設(shè)備和我的App了，而是所有的設(shè)備之間都要能夠交流。Skip認(rèn)為這是一種有趣的“理念”改變，而不是技術(shù)問(wèn)題。“今天藍(lán)牙的對(duì)話設(shè)置互通性很差，消費(fèi)者必須手動(dòng)來(lái)設(shè)置這種連接，必須自己設(shè)置電話與手表之間的通信，這種情形是不用擔(dān)心互通性問(wèn)題。但是在Mesh網(wǎng)絡(luò)中呢?”

　　Zigbee/Thread標(biāo)準(zhǔn)的最新進(jìn)展

　　在過(guò)去的12個(gè)月內(nèi)，獲得Zigbee認(rèn)證的新設(shè)備數(shù)量主要來(lái)自聯(lián)網(wǎng)照明和家庭自動(dòng)化，兩者加起來(lái)占總認(rèn)證數(shù)量的75%。只是目前行業(yè)的主要關(guān)注點(diǎn)仍然是Zigbee，Thread產(chǎn)品還沒(méi)有實(shí)際發(fā)貨。

　　過(guò)去的12個(gè)月內(nèi)獲得Zigbee認(rèn)證的新設(shè)備數(shù)量(截止2017年5月31日)

　　從Skip提供的列表中可以看出，服務(wù)提供商的機(jī)頂盒等已經(jīng)具備了15.4連接功能，例如Verizon最新的Fios機(jī)頂盒、Comcast的家用接入終端、以及Dell的Edge Gateway等;家用Wi-Fi設(shè)備商如Linksys、TP-Link、Google和三星等，也都在其為美國(guó)市場(chǎng)提供的產(chǎn)品中加入了15.4連接能力。高通在今年Computex上宣布推出的接入設(shè)備參考設(shè)計(jì)中，就將Wi-Fi、Bluetooth和15.4這三種協(xié)議結(jié)合在一起，提供給硬件設(shè)備生產(chǎn)商來(lái)采用;音頻和視頻控制設(shè)備，如Nest控制器、溫控器或者攝像頭因?yàn)榫邆?5.4無(wú)線連接功能而成為家庭15.4路由匯集中心?，F(xiàn)在大家都在做更大的集成，因而可以取代一些設(shè)備，家里就沒(méi)有這么多盒子了。

　　Zigbee聯(lián)盟在中國(guó)的發(fā)展也很迅速，在過(guò)去18個(gè)月內(nèi)，包括力達(dá)信集團(tuán)在內(nèi)的四家公司加入了Zigbee聯(lián)盟董事會(huì)，另外三家分別是華為、南京物聯(lián)和美的。此外，Alibaba也在近期成為了Zigbee聯(lián)盟的會(huì)員。這說(shuō)明無(wú)論是電視運(yùn)營(yíng)商，還是騰訊、阿里巴巴，他們都在千方百計(jì)的將觸角深入每個(gè)消費(fèi)者的家庭中，如果設(shè)備已經(jīng)具備了15.4功能，至少他們?cè)谶M(jìn)入智能家居市場(chǎng)時(shí)不用擔(dān)心付出額外的成本和復(fù)雜性。

　　Zigbee 3.0是Skip強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)。盡管從下表來(lái)看，目前Zigbee 3.0所占的份額很小，處于市場(chǎng)萌芽狀態(tài)，但由于這是Zigbee照明和家庭自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)領(lǐng)先廠商共同決定推出并優(yōu)化的技術(shù)，所以發(fā)展前景是極為樂(lè)觀的。按照他的說(shuō)法，Zigbee 3.0相對(duì)以前的技術(shù)更簡(jiǎn)單、易用，靈活性更高，有更好的用戶體驗(yàn)，互通性和兼容性也更強(qiáng)，更重要的是提升了安全性，例如過(guò)去1年中聯(lián)盟成員就共同完成了156個(gè)測(cè)試項(xiàng)目來(lái)確保互通性。

　　多種無(wú)線協(xié)議共存

　　多種無(wú)線協(xié)議共存一直以來(lái)就是行業(yè)的熱點(diǎn)話題，Skip此番特意提到了Wi-Fi和Zigbee的共存。他說(shuō)在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究和大量的測(cè)試后，發(fā)現(xiàn)這兩種協(xié)議在共存時(shí)會(huì)發(fā)生以下三種問(wèn)題：一是兩種協(xié)議進(jìn)入同一個(gè)設(shè)備后，射頻部分會(huì)相互沖突;二是Wi-Fi的發(fā)射功率高達(dá)20-30dBm，往往“淹沒(méi)”了Zigbee;三是Wi-Fi總是以很高的速度去傳輸數(shù)據(jù)，占用了很多頻段資源，比例一度甚至可以達(dá)到99%，留給Zigbee的資源只有1%，這樣就有可能造成包的延遲，從而影響到了用戶體驗(yàn)。

　　他們的解決方案是通過(guò)一個(gè)共享機(jī)制讓兩者之間進(jìn)行合作，以防止出現(xiàn)過(guò)多的數(shù)據(jù)包丟失，或是對(duì)彼此的干擾。這種協(xié)調(diào)機(jī)制是以軟件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種是可切換的方式，可以根據(jù)用戶需求去進(jìn)行重啟和載入;另外一種是動(dòng)態(tài)性轉(zhuǎn)換，可以通過(guò)軟件在工作時(shí)即時(shí)進(jìn)行兩種協(xié)議的轉(zhuǎn)換。

　　PTA功能減少了數(shù)據(jù)包丟失

　　“設(shè)計(jì)這種多協(xié)議產(chǎn)品還是很有挑戰(zhàn)性的，包括如何在實(shí)際使用時(shí)用軟件去切換射頻?如何用軟件去調(diào)用不同的協(xié)議棧?如何去設(shè)定安全性指標(biāo)等。”Skip認(rèn)為在實(shí)際運(yùn)行中切換協(xié)議棧對(duì)于許多大型半導(dǎo)體公司而言并不是一個(gè)容易解決的問(wèn)題，因?yàn)樗麄兿矚g的商業(yè)模式是我派工程師幫你做成功，但對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來(lái)說(shuō)，更多是靠軟件來(lái)做自我優(yōu)化，而不是靠更多的工程師去現(xiàn)場(chǎng)提供支持，這是他所帶領(lǐng)的軟件團(tuán)隊(duì)的優(yōu)勢(shì)。

　　此外，由于在多協(xié)議芯片中不同的協(xié)議可以使用同一個(gè)Flash和Memory，所以多協(xié)議芯片的成本會(huì)比幾個(gè)單獨(dú)的芯片加起來(lái)要便宜的多。而且多協(xié)議芯片還帶來(lái)了很多新的應(yīng)用，比如同一個(gè)片上Flash可以用來(lái)在不同時(shí)候運(yùn)行不同的協(xié)議，用戶就可以用Zigbee去控制燈泡，也可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙信標(biāo)(beacon)功能，提升了開發(fā)便利性和用戶體驗(yàn)。