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1.LED照明市場(chǎng)發(fā)展前景 節約能源和環(huán)境保護是中國“十二五”計劃中提及的重點(diǎn)內容之一。在照明領(lǐng)域，LED照明與傳統白熾燈以及節能燈相比,更節能、更環(huán)保、使用壽命更長(cháng)等諸多優(yōu)勢突出。全球主要國家和地區的白熾燈禁售計劃也將在2014 年陸續生效，2014年1月1日，美國宣布將不再生產(chǎn)60瓦和40瓦的白熾燈；加拿大也正式禁用75瓦及100瓦的白熾燈。而歐盟在2012年已全面禁止銷(xiāo)售白熾燈。整個(gè)照明市場(chǎng)來(lái)看，許多芯片廠(chǎng)家和照明廠(chǎng)家也慢慢將重心轉向LED。LED燈在中國也會(huì )迎來(lái)空前的發(fā)展。在實(shí)際應用層面LED雖然具有明顯優(yōu)勢，但價(jià)格比較貴，還沒(méi)有被廣泛推廣。 隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，智能LED照明已成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中重要的一部分。智能的定義很廣泛，可以是有線(xiàn)的方式，在現有的照明基初上加上調光，情景綁定等。還有就是，隨著(zhù)移動(dòng)設備的功能不斷升級，利用無(wú)線(xiàn)的方式對燈光進(jìn)行控制是未來(lái)智能照明的一個(gè)方向。尤其是遠程控制，將會(huì )給用戶(hù)帶來(lái)很多的便利，比如上班時(shí)也可以查看家里的燈是否有關(guān)，還能對它進(jìn)行控制。它對節約能源也有重大意義。村田主要關(guān)注無(wú)線(xiàn)控制領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。 那么何為無(wú)線(xiàn)控制呢？就是通過(guò)智能手機或平板電腦用無(wú)線(xiàn)方式（如ZigBee，433MHz，Zwave，6LoWPAN，WiFi等）對燈進(jìn)行開(kāi)關(guān)，調光及調色等控制。因無(wú)需布線(xiàn)安裝非常方便。433MHz的顯著(zhù)優(yōu)勢是無(wú)線(xiàn)信號穿透性強，傳輸距離遠，對于簡(jiǎn)單的照明控制可以選擇，如用遙控器控制燈之類(lèi)。從通訊可靠性的角度來(lái)講，433Mhz技術(shù)只支持星型網(wǎng)絡(luò )的拓撲結構，通過(guò)多基站的方式實(shí)現網(wǎng)絡(luò )覆蓋空間的擴展，因此其無(wú)線(xiàn)通訊的可靠性和穩定性也遜于ZigBee技術(shù)。村田選擇ZigBee和WiFi作為智能照明的無(wú)線(xiàn)解決方式。 無(wú)線(xiàn)控制照明系統 2.村田：ZigBee智能LED照明解決方案 ZigBee因其低功耗，高抗干擾能力及靈活的自動(dòng)組網(wǎng)功能已被很多廠(chǎng)家選為智能照明的解決方式。但因為手機等設備中目前還沒(méi)有ZigBee這個(gè)無(wú)線(xiàn)方式，所以現在用ZigBee的智能LED照明方案需要加網(wǎng)關(guān)來(lái)轉換WiFi協(xié)議和ZigBee協(xié)議。 村田智能LED解決方案 該方案由村田的紅外傳感器，ZigBee模塊以及村田最新開(kāi)發(fā)的迷你網(wǎng)關(guān)等組成。 村田的迷你網(wǎng)關(guān)可以支持ZigBee聯(lián)盟的ZigBee Light Link (ZLL)協(xié)議，也可以支持ZigBee Home Automation (ZHA) 協(xié)議。功能比較齊全的前提下實(shí)現了小尺寸低成本，它可以支持Ethernet和WiFi，采用內置天線(xiàn)。村田的設計團隊可以按需定制設計，包括硬件、軟件、結構、系統等等。村田為ZigBee模塊開(kāi)發(fā)ZLL協(xié)議或ZHA協(xié)議的Firmware，用這兩種協(xié)議來(lái)控制燈、傳感器和網(wǎng)關(guān)。ZigBee模塊包括了功放可以增加發(fā)射距離，使用的射頻和功放芯片都是來(lái)自Texas Instrument (TI)。村田也可以跟據不同的需求提供針對性系統解決方案，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)節點(diǎn)的方案等等。村田ZigBee模塊大小為19.8x15.1x2.2mm (LxWxH)，模塊的小型化有助于PCB板上的合理化設計。加上村田設計的射頻線(xiàn)路，使用功放發(fā)射時(shí)蠔的功力也只有120mA，接收30mA，再加上ZigBee技術(shù)本身是低功耗，助力實(shí)現節能效果。同時(shí)，村田將無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)與傳感器技術(shù)結合到一起開(kāi)發(fā)了ZigBee傳感器節點(diǎn)，便于客戶(hù)使用。只要預留一個(gè)接口就可以直接連接到客戶(hù)的終端產(chǎn)品上。村田可集成溫度傳感器、濕度傳感器、紅外線(xiàn)傳感器、振動(dòng)傳感器等傳感器產(chǎn)品制作ZigBee無(wú)線(xiàn)傳輸傳感器節點(diǎn)。 村田還為智能LED照明開(kāi)發(fā)了電源模塊。此電源模塊帶有UART，DALI和PWM三種接口。UART接口可以接上通訊模塊，這樣工程師開(kāi)發(fā)時(shí)串口方面可以省下研發(fā)時(shí)間。DALI是一種有線(xiàn)方式控制照明，目前在美國使用的多。PWM接口用來(lái)控制燈的亮度，實(shí)現調光和開(kāi)關(guān)。村田ZigBee模塊就是通過(guò)UART接口接上了電源模塊，實(shí)現無(wú)線(xiàn)控制的。該模塊在待機模式時(shí)，耗電只有0.2W，有效實(shí)現節能環(huán)保。目前村田電源模塊的輸出電壓在30V-50V之間，它的高可靠性非常切合LED長(cháng)使用壽命的特點(diǎn)。 村田的ZigBee智能LED照明系統已在村田制作所東京分公司專(zhuān)門(mén)設立的一個(gè)實(shí)驗區內使用，旨在證明智能LED照明系統的節能功效。據數據統計，運用智能LED照明系統后，可以節約大概63%的電能，CO2排放量也減少大約63%。市場(chǎng)上也開(kāi)始出現一些智能LED照明產(chǎn)品，飛利浦的Hue就是最好的例子。 3.有關(guān)WiFi在智能照明系統中的應用 WiFi是很常用的無(wú)線(xiàn)方式，而且幾乎所有的手機都帶此項功能，WiFi方式可以不必使用網(wǎng)關(guān)，因此目前也有不少廠(chǎng)商考慮使用WiFi作為智能LED照明中的無(wú)線(xiàn)通信方式。但WiFi的功耗依然是一個(gè)問(wèn)題，目前已有一些芯片商開(kāi)始研究低功耗WiFi芯片。村田也有適用與智能照明的WiFi模塊。 村田嵌入式WiFi模塊，在傳統的WiFi模塊上加入了MCU，采用的是博通WiFi芯片和ST的MCU。通常，通訊類(lèi)移動(dòng)終端產(chǎn)品(如手機，筆記本)具有強大的CPU和Flash進(jìn)行數據處理和存儲，因此在使用Wi-Fi時(shí)不需要額外的MCU。但是用于家電，儀表，LED燈等產(chǎn)品的Wi-Fi模塊就不同了，由于產(chǎn)品的MCU和Flash都無(wú)法支持Wi-Fi的功能，因此需要額外的MCU和Flash進(jìn)行數據處理和存儲。村田嵌入式模塊里加個(gè)MCU就是為了讓客戶(hù)能直接使用我們模塊，靈活實(shí)現無(wú)線(xiàn)控制。 同時(shí)，村田的嵌入式Wi-Fi模塊預留了UART的接口，簡(jiǎn)單地與終端產(chǎn)品的IC以UART方式連接，就可以實(shí)現TCP/IP數據包的雙向透明傳輸，以字符命令就可以控制終端產(chǎn)品，監測終端產(chǎn)品的數據變化。如家用電器的開(kāi)關(guān)、調溫、預約、儀表的數據傳輸等等都可以通過(guò)手機或者Pad的無(wú)線(xiàn)傳輸，輕松實(shí)現。此方案無(wú)需改變終端產(chǎn)品原有的電路設計，只需加村田的嵌入式Wi-Fi模塊就可以用掌中設備實(shí)現隨時(shí)隨地控制燈或其他家電。作為方案供應商，村田可提供強大的軟件支持。包括實(shí)現室內控制和室外遠程控制時(shí)所涉及到的一系列軟件設計，以及鏈接層的整套軟件支持，包括室內控制中嵌入式Wi-Fi模塊的固件設計，底層鏈接軟件設計，控制系統軟件設計，UI底層軟件設計等等|也包括室外遠程控制中的Web服務(wù)器底層軟件和云服務(wù)器底層軟件設計。同樣作為全球領(lǐng)先的電子元器件供應商，村田以豐富的經(jīng)驗和高端的設備幫客戶(hù)完成天線(xiàn)的匹配與射頻電路的設計。 村田嵌入式WiFi模塊框圖 |
