關于智能照明，Zigbee和BLE這次又掐起來了

　　對于未來的物聯(lián)網(wǎng)市場，當業(yè)界都在“瘋狂的”預測會安裝多少個設備的時候，Silicon Labs卻更關心“市場到底能為消費者提供什么樣的設備?”。因為幾乎所有人都遇到過類似的情景—安裝了很多“看起來有趣，但實際上無用”的自動化設備。

　　據(jù)全球市場研究咨詢公司Markets and Markets發(fā)布的市場研究報告指出，2015年全球智能照明市場規(guī)模為33億美元，而到2022年，全球智能照明市場規(guī)模預計將達到197億美元，2016年到2022年之間的復合年增長率為27%。但Zigbee、Wi-Fi、Thread、藍牙Mesh等多個標準的相互廝殺，在一定程度上阻礙了智能照明的發(fā)展。

　　用設備來取悅用戶

　　“當我們談到聯(lián)網(wǎng)設備時，就應該花點時間來談談聯(lián)網(wǎng)照明。”Silicon Labs軟件業(yè)務副總裁Skip Ashton認為同智能門鎖一樣，聯(lián)網(wǎng)照明也是讓最簡單的設備去做最復雜的、可靠性最高的工作。“照明廠商很擅長結合玻璃和LED技術來制造各種燈泡，但對于嵌入式網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh)和無線連接卻并不在行，如果不認真解決這些技術挑戰(zhàn)，就會遭到消費者的拋棄。”

　　Silicon Labs軟件業(yè)務副總裁Skip Ashton

　　對于未來的物聯(lián)網(wǎng)市場，當業(yè)界都在“瘋狂的”預測會安裝多少個設備的時候，Skip卻更關心“市場到底能為消費者提供什么樣的設備?”。因為幾乎所有人都遇到過類似的情景—安裝了很多“看起來有趣，但實際上無用”的自動化設備。

　　他認為這是物聯(lián)網(wǎng)市場成長過程中面臨的一個挑戰(zhàn)，即如何用設備來取悅用戶?亞馬遜(Amazon)推出的采用Alexa語音識別系統(tǒng)的Echo音箱在Skip看來是一個成功案例，它可以將很多具備不同功能的產(chǎn)品連接在一起，在進行了多次的版本升級后，已經(jīng)能夠為用戶提供非常簡便易用的體驗。

　　“這就是用設備來取悅用戶的典型案例。雖然目前看起來Echo還不是那么完美，它對口音的識別也不足夠好，但這已經(jīng)讓用戶眼前一亮了，所以亞馬遜給出了1000萬臺的銷售量預測。對于擁有1億個家庭的美國市場而言，1000萬臺的銷量已經(jīng)是很高的滲透率了。”所以，Skip說，對于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)問題時幫助分析原因和解決問題。

　　NB-IoT和BLE Mesh并不適合智能照明

　　NB-IoT可以說是目前物聯(lián)網(wǎng)市場上最受關注的技術。Skip承認它會在長距離覆蓋市場上占有一席之地，但認為NB-IoT的功耗是藍牙和15.4標準的10倍，所以這對電池供電設備不一定適合。另一個問題是物聯(lián)網(wǎng)世界中的絕大多數(shù)設備其實只需要本地連接和通信，比如智能照明設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)，但實際上通過本地化的方式來實現(xiàn)連接和控制會更加方便。

　　幾個月前，黑客們襲擊了美國的DNS服務器，影響了Linux攝像頭等很多物聯(lián)網(wǎng)設備，許多互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站也出現(xiàn)宕機。Skip說如果采用從設備到云的端到端控制方式，在沒有互聯(lián)網(wǎng)的情況下，安防系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)就不會工作。“對于聯(lián)網(wǎng)照明，我們希望開關動作在沒有互聯(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，但是你不能確保設備總是運行良好，這就是問題。所以我們的核心策略將是專注于設備與設備間的通信。”

　　最新推出的Bluetooth Mesh技術同樣引起了業(yè)界的關注，但Skip卻認為它并不會像Zigbee那樣在照明領域內(nèi)擁有豐富的產(chǎn)品。因為Bluetooth 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節(jié)點以不斷重復的方式發(fā)送數(shù)據(jù)。這種做法的好處是簡單易用，但可擴展性是其短板，特別是在商業(yè)樓宇中無法使用。另外，可靠性也是個問題，因為其工作時很容易出現(xiàn)“吼叫”現(xiàn)象。比如在房間里有15個燈泡，用flooding Mesh沒有問題，但是如果整個區(qū)域有幾十個上百個燈泡，flooding Mesh的工作狀態(tài)就不會很好。

　　他還特別強調(diào)了物聯(lián)網(wǎng)設備的可靠性、互通性和安全性，并認為Zigbee 3.0在這些方面擁有長達10年的優(yōu)化和完善經(jīng)驗。相比之下，新生的Bluetooth Mesh可能會遇到一些有趣的挑戰(zhàn)。比如藍牙設備制造商以前是不用擔心互通性的，因為一家智能手表廠商最關心的，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)藍牙用戶都添加了自己的特性，因為互通性只限于我的設備和我的App。

　　但是對于家庭中的Bluetooth Mesh，互通性就不僅僅限于我的設備和我的App了，而是所有的設備之間都要能夠交流。Skip認為這是一種有趣的“理念”改變，而不是技術問題。“今天藍牙的對話設置互通性很差，消費者必須手動來設置這種連接，必須自己設置電話與手表之間的通信，這種情形是不用擔心互通性問題。但是在Mesh網(wǎng)絡中呢?”

　　Zigbee/Thread標準的最新進展

　　在過去的12個月內(nèi)，獲得Zigbee認證的新設備數(shù)量主要來自聯(lián)網(wǎng)照明和家庭自動化，兩者加起來占總認證數(shù)量的75%。只是目前行業(yè)的主要關注點仍然是Zigbee，Thread產(chǎn)品還沒有實際發(fā)貨。

　　過去的12個月內(nèi)獲得Zigbee認證的新設備數(shù)量(截止2017年5月31日)

　　從Skip提供的列表中可以看出，服務提供商的機頂盒等已經(jīng)具備了15.4連接功能，例如Verizon最新的Fios機頂盒、Comcast的家用接入終端、以及Dell的Edge Gateway等;家用Wi-Fi設備商如Linksys、TP-Link、Google和三星等，也都在其為美國市場提供的產(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備參考設計中，就將Wi-Fi、Bluetooth和15.4這三種協(xié)議結合在一起，提供給硬件設備生產(chǎn)商來采用;音頻和視頻控制設備，如Nest控制器、溫控器或者攝像頭因為具備15.4無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備，家里就沒有這么多盒子了。

　　Zigbee聯(lián)盟在中國的發(fā)展也很迅速，在過去18個月內(nèi)，包括力達信集團在內(nèi)的四家公司加入了Zigbee聯(lián)盟董事會，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)盟的會員。這說明無論是電視運營商，還是騰訊、阿里巴巴，他們都在千方百計的將觸角深入每個消費者的家庭中，如果設備已經(jīng)具備了15.4功能，至少他們在進入智能家居市場時不用擔心付出額外的成本和復雜性。

　　Zigbee 3.0是Skip強調(diào)的重點。盡管從下表來看，目前Zigbee 3.0所占的份額很小，處于市場萌芽狀態(tài)，但由于這是Zigbee照明和家庭自動化領域內(nèi)領先廠商共同決定推出并優(yōu)化的技術，所以發(fā)展前景是極為樂觀的。按照他的說法，Zigbee 3.0相對以前的技術更簡單、易用，靈活性更高，有更好的用戶體驗，互通性和兼容性也更強，更重要的是提升了安全性，例如過去1年中聯(lián)盟成員就共同完成了156個測試項目來確保互通性。

　　多種無線協(xié)議共存

　　多種無線協(xié)議共存一直以來就是行業(yè)的熱點話題，Skip此番特意提到了Wi-Fi和Zigbee的共存。他說在經(jīng)過長時間的研究和大量的測試后，發(fā)現(xiàn)這兩種協(xié)議在共存時會發(fā)生以下三種問題：一是兩種協(xié)議進入同一個設備后，射頻部分會相互沖突;二是Wi-Fi的發(fā)射功率高達20-30dBm，往往“淹沒”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。

　　他們的解決方案是通過一個共享機制讓兩者之間進行合作，以防止出現(xiàn)過多的數(shù)據(jù)包丟失，或是對彼此的干擾。這種協(xié)調(diào)機制是以軟件的方式來實現(xiàn)的，一種是可切換的方式，可以根據(jù)用戶需求去進行重啟和載入;另外一種是動態(tài)性轉(zhuǎn)換，可以通過軟件在工作時即時進行兩種協(xié)議的轉(zhuǎn)換。

　　PTA功能減少了數(shù)據(jù)包丟失

　　“設計這種多協(xié)議產(chǎn)品還是很有挑戰(zhàn)性的，包括如何在實際使用時用軟件去切換射頻?如何用軟件去調(diào)用不同的協(xié)議棧?如何去設定安全性指標等。”Skip認為在實際運行中切換協(xié)議棧對于許多大型半導體公司而言并不是一個容易解決的問題，因為他們喜歡的商業(yè)模式是我派工程師幫你做成功，但對物聯(lián)網(wǎng)應用來說，更多是靠軟件來做自我優(yōu)化，而不是靠更多的工程師去現(xiàn)場提供支持，這是他所帶領的軟件團隊的優(yōu)勢。

　　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Flash和Memory，所以多協(xié)議芯片的成本會比幾個單獨的芯片加起來要便宜的多。而且多協(xié)議芯片還帶來了很多新的應用，比如同一個片上Flash可以用來在不同時候運行不同的協(xié)議，用戶就可以用Zigbee去控制燈泡，也可以實現(xiàn)藍牙信標(beacon)功能，提升了開發(fā)便利性和用戶體驗。