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1.LED照明市場發(fā)展前景 節(jié)約能源和環(huán)境保護是中國“十二五”計劃中提及的重點內(nèi)容之一。在照明領域，LED照明與傳統(tǒng)白熾燈以及節(jié)能燈相比,更節(jié)能、更環(huán)保、使用壽命更長等諸多優(yōu)勢突出。全球主要國家和地區(qū)的白熾燈禁售計劃也將在2014 年陸續(xù)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年已全面禁止銷售白熾燈。整個照明市場來看，許多芯片廠家和照明廠家也慢慢將重心轉(zhuǎn)向LED。LED燈在中國也會迎來空前的發(fā)展。在實際應用層面LED雖然具有明顯優(yōu)勢，但價格比較貴，還沒有被廣泛推廣。 隨著物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，智能LED照明已成為物聯(lián)網(wǎng)領域中重要的一部分。智能的定義很廣泛，可以是有線的方式，在現(xiàn)有的照明基初上加上調(diào)光，情景綁定等。還有就是，隨著移動設備的功能不斷升級，利用無線的方式對燈光進行控制是未來智能照明的一個方向。尤其是遠程控制，將會給用戶帶來很多的便利，比如上班時也可以查看家里的燈是否有關，還能對它進行控制。它對節(jié)約能源也有重大意義。村田主要關注無線控制領域的技術發(fā)展。 那么何為無線控制呢？就是通過智能手機或平板電腦用無線方式（如ZigBee，433MHz，Zwave，6LoWPAN，WiFi等）對燈進行開關，調(diào)光及調(diào)色等控制。因無需布線安裝非常方便。433MHz的顯著優(yōu)勢是無線信號穿透性強，傳輸距離遠，對于簡單的照明控制可以選擇，如用遙控器控制燈之類。從通訊可靠性的角度來講，433Mhz技術只支持星型網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，通過多基站的方式實現(xiàn)網(wǎng)絡覆蓋空間的擴展，因此其無線通訊的可靠性和穩(wěn)定性也遜于ZigBee技術。村田選擇ZigBee和WiFi作為智能照明的無線解決方式。 無線控制照明系統(tǒng) 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組網(wǎng)功能已被很多廠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有ZigBee這個無線方式，所以現(xiàn)在用ZigBee的智能LED照明方案需要加網(wǎng)關來轉(zhuǎn)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發(fā)的迷你網(wǎng)關等組成。 村田的迷你網(wǎng)關可以支持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現(xiàn)了小尺寸低成本，它可以支持Ethernet和WiFi，采用內(nèi)置天線。村田的設計團隊可以按需定制設計，包括硬件、軟件、結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)等等。村田為ZigBee模塊開發(fā)ZLL協(xié)議或ZHA協(xié)議的Firmware，用這兩種協(xié)議來控制燈、傳感器和網(wǎng)關。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自Texas Instrument (TI)。村田也可以跟據(jù)不同的需求提供針對性系統(tǒng)解決方案，例如網(wǎng)關加ZigBee模塊，或者網(wǎng)關加ZigBee模塊加傳感器組成網(wǎng)關節(jié)點的方案等等。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路，使用功放發(fā)射時蠔的功力也只有120mA，接收30mA，再加上ZigBee技術本身是低功耗，助力實現(xiàn)節(jié)能效果。同時，村田將無線通信技術與傳感器技術結(jié)合到一起開發(fā)了ZigBee傳感器節(jié)點，便于客戶使用。只要預留一個接口就可以直接連接到客戶的終端產(chǎn)品上。村田可集成溫度傳感器、濕度傳感器、紅外線傳感器、振動傳感器等傳感器產(chǎn)品制作ZigBee無線傳輸傳感器節(jié)點。 村田還為智能LED照明開發(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，這樣工程師開發(fā)時串口方面可以省下研發(fā)時間。DALI是一種有線方式控制照明，目前在美國使用的多。PWM接口用來控制燈的亮度，實現(xiàn)調(diào)光和開關。村田ZigBee模塊就是通過UART接口接上了電源模塊，實現(xiàn)無線控制的。該模塊在待機模式時，耗電只有0.2W，有效實現(xiàn)節(jié)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長使用壽命的特點。 村田的ZigBee智能LED照明系統(tǒng)已在村田制作所東京分公司專門設立的一個實驗區(qū)內(nèi)使用，旨在證明智能LED照明系統(tǒng)的節(jié)能功效。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，運用智能LED照明系統(tǒng)后，可以節(jié)約大概63%的電能，CO2排放量也減少大約63%。市場上也開始出現(xiàn)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WiFi在智能照明系統(tǒng)中的應用 WiFi是很常用的無線方式，而且?guī)缀跛械氖謾C都帶此項功能，WiFi方式可以不必使用網(wǎng)關，因此目前也有不少廠商考慮使用WiFi作為智能LED照明中的無線通信方式。但WiFi的功耗依然是一個問題，目前已有一些芯片商開始研究低功耗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(tǒng)的WiFi模塊上加入了MCU，采用的是博通WiFi芯片和ST的MCU。通常，通訊類移動終端產(chǎn)品(如手機，筆記本)具有強大的CPU和Flash進行數(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都無法支持Wi-Fi的功能，因此需要額外的MCU和Flash進行數(shù)據(jù)處理和存儲。村田嵌入式模塊里加個MCU就是為了讓客戶能直接使用我們模塊，靈活實現(xiàn)無線控制。 同時，村田的嵌入式Wi-Fi模塊預留了UART的接口，簡單地與終端產(chǎn)品的IC以UART方式連接，就可以實現(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、調(diào)溫、預約、儀表的數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊榷伎梢酝ㄟ^手機或者Pad的無線傳輸，輕松實現(xiàn)。此方案無需改變終端產(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現(xiàn)隨時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。包括實現(xiàn)室內(nèi)控制和室外遠程控制時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(nèi)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(tǒng)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服務器底層軟件和云服務器底層軟件設計。同樣作為全球領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完成天線的匹配與射頻電路的設計。 村田嵌入式WiFi模塊框圖 |
