VSU 為中國(guó)智造代言
行業(yè)動(dòng)態(tài)
VSU智能照明為您提供最新的智能照明行業(yè)信息及企業(yè)最新動(dòng)態(tài)信息。
知識(shí)科普｜了解智能照明的通信協(xié)議和控制標(biāo)準(zhǔn)
發(fā)布日期：2019-01-04
瀏覽量：343
既然我們認(rèn)為智能照明在諸多應(yīng)用場(chǎng)合上確有必要，那么要滿(mǎn)足這些需求需要解決的最最重要的問(wèn)題就是協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)–智能照明系統(tǒng)內(nèi)部的溝通語(yǔ)言和管理機(jī)制。如果有可能還要考慮系統(tǒng)和外部的接口，因?yàn)橹悄苷彰飨到y(tǒng)可能是更大的智能系統(tǒng)的子系統(tǒng)而已。
如果你對(duì)所謂的“智能”產(chǎn)品有所了解，相信對(duì)zigbee、藍(lán)牙MESH和Wi-Fi不會(huì)陌生。如果你關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，也許常聽(tīng)到LoRa、NB-IoT等名詞。如果你有工控背景，相信也必然了解RS232、RS485、TCP/IP這些傳統(tǒng)的通信技術(shù)。如果你是照明控制行業(yè)的人，你熟悉的也許是DMX512、KNX和Z-Wave了。這些術(shù)語(yǔ)很容易讓非技術(shù)背景的人感到迷惑混亂，搞不清為什么要有這么多的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，也很想知道哪一個(gè)是最好最先進(jìn)最牛叉的。就像智能照明本身并非萬(wàn)能藥和萬(wàn)金油一樣，其實(shí)這些通信技術(shù)和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有一個(gè)是能靠一己之力覆蓋智能照明和物聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用需求的。市場(chǎng)上聲量大的技術(shù)很大程度上是過(guò)度營(yíng)銷(xiāo)的結(jié)果，尤其是需要快速獲得用戶(hù)的企業(yè)會(huì)不遺余力地宣揚(yáng)其產(chǎn)品采用的技術(shù)是何等的領(lǐng)先和代表未來(lái)的趨勢(shì)。
然而智能照明在目前階段的剛需市場(chǎng)未必是普通消費(fèi)市場(chǎng)，這一點(diǎn)已經(jīng)在近年的市場(chǎng)實(shí)踐中得到了驗(yàn)證。因此像編程語(yǔ)言之爭(zhēng)一樣，凡是能用藍(lán)牙、Wi-Fi、zigbee、Z-Wave等協(xié)議連接的照明產(chǎn)品免不了都要被各種廠(chǎng)家實(shí)現(xiàn)過(guò)至少一次，重復(fù)造輪子的現(xiàn)象在智能照明行業(yè)（甚至大到智能家居行業(yè)）層出不窮。于是從產(chǎn)品上我們是只見(jiàn)廣度不見(jiàn)深度，以前大家都覺(jué)得是價(jià)格因素阻擋了智能產(chǎn)品的普及，現(xiàn)在看來(lái)不是主要因素，關(guān)鍵還是沒(méi)有用恰當(dāng)?shù)姆绞浇鉀Q特定的問(wèn)題。技術(shù)沒(méi)有用在刀刃上，抓癢何須用釘耙呢？動(dòng)不動(dòng)要占領(lǐng)智能入口，言必稱(chēng)平臺(tái)掌握大數(shù)據(jù)（搜集大量用戶(hù)數(shù)據(jù)居然敢大肆宣揚(yáng)）或者建立什么生態(tài)系統(tǒng)，這些行為決策的背后有多少是從為用戶(hù)解決問(wèn)題的初心出發(fā)的呢？
話(huà)說(shuō)回來(lái)，這些眼花繚亂的通信協(xié)議和控制標(biāo)準(zhǔn)有什么不同和特點(diǎn)呢？我想即使列出詳細(xì)的對(duì)比數(shù)據(jù)表格，不懂的人看了還是不懂，因此這里嘗試用簡(jiǎn)明扼要的語(yǔ)句來(lái)給每種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下個(gè)評(píng)語(yǔ)判詞吧。
zigbee– 開(kāi)放的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)協(xié)議，物理層采用IEEE 802.15.4，MESH網(wǎng)狀網(wǎng)協(xié)議始祖。一個(gè)理論上非常強(qiáng)大和通用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，協(xié)議制定之處就報(bào)有非凡的雄心，不僅涵蓋照明（Lighting），還包羅了智能家居、智能樓宇、智能電表等大量應(yīng)用場(chǎng)景支持，而且從底層鏈路傳輸?shù)缴蠈討?yīng)用交互，定義的非常嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致。然而正因?yàn)檫@樣的強(qiáng)大和無(wú)所不包反而在實(shí)踐中遇到了不少問(wèn)題，比如前期技術(shù)推廣階段認(rèn)證流程不成熟且并未對(duì)認(rèn)證進(jìn)行嚴(yán)格管控，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)大量號(hào)稱(chēng)zigbee的產(chǎn)品并不符合標(biāo)準(zhǔn)，兼容性差，直接拖累了zigbee技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的聲譽(yù)。zigbee在發(fā)展過(guò)程中曾針對(duì)照明引用特別推出了ZLL （zigbee light link) Profile，然而由于zigbee協(xié)議必須依賴(lài)網(wǎng)關(guān)才能連接手機(jī)或云端，在上一波智能硬件的熱潮中漸漸被智能家居領(lǐng)域的業(yè)余選手Wi-Fi和低功耗藍(lán)牙BLE給打壓了下去。即使這樣， 在非消費(fèi)類(lèi)的智能設(shè)備組網(wǎng)場(chǎng)合， zigbee仍大有可為，充分發(fā)揮其多設(shè)備組網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)低功耗的特點(diǎn)。zigbee的上層應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn) dotdot目前也已成為另一個(gè)無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)協(xié)議 Thead （網(wǎng)絡(luò)層支持IPv6， 底層可以是IEEE 802.15.4鏈路或者其他PHY）上層的應(yīng)用語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)了跨底層協(xié)議的應(yīng)用交互。
z-wave– 封閉的無(wú)線(xiàn)組網(wǎng)協(xié)議，私有封閉是z-wave和zigbee在非技術(shù)方面的最大不同。然而封閉只是協(xié)議和通信協(xié)議芯片這部分，生態(tài)還是比較健康的，有大量的廠(chǎng)商參與。得益于封閉可控，在兼容性方面可能比zigbee更好，不過(guò)技術(shù)演進(jìn)就慢了一點(diǎn)，因?yàn)閰⑴c核心標(biāo)準(zhǔn)的人太少。照明方面在若干年前在歐美有不少大廠(chǎng)推出過(guò)產(chǎn)品，比如十年前的GE。在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用比較少，主要還是國(guó)內(nèi)廠(chǎng)商對(duì)此協(xié)議無(wú)感，成本也無(wú)法和其他幾項(xiàng)流行的協(xié)議方案相比。
Wi-Fi– 一個(gè)在上一波智能硬件浪潮中因?yàn)槟硣?guó)內(nèi)廠(chǎng)家將SoC做到白菜價(jià)，而被一眾互聯(lián)網(wǎng)背景而號(hào)稱(chēng)物聯(lián)網(wǎng)的新貴企業(yè)炒到熔化的技術(shù)。Wi-Fi的最大特點(diǎn)就是能充分利用現(xiàn)有IP接入設(shè)施，快速營(yíng)造出所謂物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算的假象?；旧夏隳芟氲降娜魏坞娖?、生活用品都被加入過(guò)Wi-Fi模塊和支持App控制。然后，除了企業(yè)拿到一堆據(jù)說(shuō)無(wú)價(jià)的用戶(hù)數(shù)據(jù)后，你的生活好像也沒(méi)有改變多少。歸根到底，使用Wi-Fi還是脫離不了傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的組網(wǎng)互聯(lián)還需要在標(biāo)準(zhǔn)上繼續(xù)演進(jìn)。在5G技術(shù)逐步成熟和部署的趨勢(shì)下，Wi-Fi的未來(lái)遇到的競(jìng)爭(zhēng)者會(huì)越來(lái)越多，作為通信橋梁的校色可能更為妥當(dāng)。在智能照明方面，Wi-Fi通常應(yīng)用在單品和網(wǎng)關(guān)設(shè)備中。智能照明方面也缺少應(yīng)用層的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
藍(lán)牙MESH– 毋庸置疑，MESH這個(gè)詞雖然是zigbee始創(chuàng)，卻因藍(lán)牙大舉進(jìn)攻物聯(lián)網(wǎng)而聲名鵲起，這使得zigbee標(biāo)準(zhǔn)制定者和廠(chǎng)商略顯尷尬。5年前，CSR在擺弄他們的私有網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)控制一群燈泡顏色的時(shí)候，zigbee大概還沒(méi)怎么把它放在心上。所以，不得不承認(rèn)有時(shí)候時(shí)機(jī)很重要，來(lái)得早不如來(lái)得巧，何況藍(lán)牙這個(gè)名字比還沒(méi)有中文名字的zigbee平易近人多了。翻唱有時(shí)候比原唱更紅，即使在專(zhuān)業(yè)聽(tīng)眾眼里不是更好。對(duì)于擁有雄厚資源的互聯(lián)網(wǎng)大廠(chǎng)來(lái)說(shuō)，熟悉程度僅次于Wi-Fi。記住，他們的目標(biāo)是獲取用戶(hù)，而用戶(hù)的手機(jī)上除了Wi-Fi就是藍(lán)牙，這個(gè)出發(fā)點(diǎn)是互聯(lián)網(wǎng)玩法，不是工業(yè)產(chǎn)品邏輯。所以藍(lán)牙MESH繼藍(lán)牙BLE在智能可穿戴設(shè)備上攻城拔寨之后，還會(huì)在小型智能控制系統(tǒng)中滲透，組網(wǎng)功能會(huì)超越Wi-Fi。不過(guò)，在應(yīng)用層上的標(biāo)準(zhǔn)目前還遠(yuǎn)未成熟，產(chǎn)品推動(dòng)來(lái)自于互聯(lián)網(wǎng)廠(chǎng)商（如智能手機(jī)和智能音箱的那些大廠(chǎng)）對(duì)上游SoC廠(chǎng)商方案和周邊配件生產(chǎn)廠(chǎng)商的整合。目標(biāo)市場(chǎng)依然以消費(fèi)類(lèi)為主，在商業(yè)照明中可能會(huì)有輕度滲透。
LoRa和NB-IoT– 這兩項(xiàng)技術(shù)是通信廠(chǎng)商和運(yùn)營(yíng)商大力推廣的技術(shù)，因?yàn)檫@兩樣是廣域網(wǎng)技術(shù)，可以享受到利益分配。在國(guó)內(nèi)NB-IoT可謂是當(dāng)紅炸子雞。從通信設(shè)備商到運(yùn)營(yíng)商在這兩年把NB-IoT推到了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的C位，雖然很多示范項(xiàng)目中好像都可以用2G、3G的方案替代，不過(guò)為了將來(lái)賣(mài)卡賣(mài)設(shè)備，不惜游說(shuō)政策部門(mén)要扼殺LoRa于搖籃之中。和前面說(shuō)的那些PAN（Personal Area Network，個(gè)域網(wǎng)）不同，LoRa和NB-IoT實(shí)質(zhì)上是通過(guò)基站覆蓋更大的區(qū)域空間，這使得運(yùn)營(yíng)商補(bǔ)得不主動(dòng)投身其中，免得被革命了。就像新能源汽車(chē)的充電樁搞到最后還是落在加油站，光伏發(fā)電最后輸配電還是控制在電網(wǎng)公司手里。這兩項(xiàng)技術(shù)用在智能路燈和智慧燈桿比較匹配，LoRa對(duì)業(yè)主有利，NB-IoT有利于運(yùn)營(yíng)商，因?yàn)榭梢允召M(fèi)。
DALI和DMX– 終于說(shuō)到照明領(lǐng)域?qū)I(yè)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)了，這兩項(xiàng)協(xié)議無(wú)疑是為照明控制而生，都以有線(xiàn)連接為主要連接方式。這兩項(xiàng)技術(shù)協(xié)議實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，沒(méi)有無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)母蓴_和信號(hào)遮蔽衰減問(wèn)題，注重?zé)艄饪刂频膶?zhuān)業(yè)性。而通過(guò)網(wǎng)關(guān)，可以接入更大的智能控制系統(tǒng)。DALI為物理傳輸?shù)娇刂泼罴霸O(shè)備行為制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在商用照明和專(zhuān)業(yè)場(chǎng)館照明中有比較長(zhǎng)的應(yīng)用歷史。戶(hù)外大功率防水電源最主要的通信接口支持也是DALI，這使得DALI可以作為燈具側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)控制接口來(lái)連接不同的無(wú)線(xiàn)通信模塊（如zigbee、LoRa和NB-IoT等），從而可以接入到無(wú)線(xiàn)個(gè)域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中。DMX則是舞臺(tái)燈光和景觀(guān)照明中的燈光控制技術(shù)主流，通過(guò)DMX控制器和解碼器可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的燈光效果。
KNX– 歐洲樓宇自動(dòng)化工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，整合了3大家居控制標(biāo)準(zhǔn)，可以使用雙絞線(xiàn)、RF、電力線(xiàn)和IP鏈路。主要是工業(yè)控制領(lǐng)域的廠(chǎng)商在主導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)，如ABB、西門(mén)子和施耐德等。KNX系統(tǒng)一般比較復(fù)雜，部署需要專(zhuān)業(yè)人員，產(chǎn)品價(jià)格昂貴。KNX可以通過(guò)網(wǎng)關(guān)接入DALI照明子系統(tǒng)，這是DALI系統(tǒng)在大系統(tǒng)里面融合的典型案例。當(dāng)然KNX廠(chǎng)商也推出一些可以直接控制照明的開(kāi)關(guān)和調(diào)光器等，不過(guò)還是那句話(huà)，價(jià)格昂貴，也不夠靈活。
智能照明的協(xié)議其實(shí)還不止這些，包括電力線(xiàn)載波（PLC）、TCP/IP以及文章開(kāi)頭提到的一些傳統(tǒng)通信方式在大大小小的項(xiàng)目中都有應(yīng)用。不過(guò)，大力哥認(rèn)為，這些技術(shù)會(huì)漸漸沒(méi)落，因?yàn)槿狈﹂_(kāi)放和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)組織。未來(lái)的智能照明將按照不同的應(yīng)用場(chǎng)景（如個(gè)人、家庭、辦公、商照、場(chǎng)館、廠(chǎng)房、路燈等）和應(yīng)用規(guī)模（如單品、小型個(gè)域網(wǎng)、大型綜合系統(tǒng)）等適用不同的協(xié)議技術(shù)，廠(chǎng)商應(yīng)該根據(jù)自己的目標(biāo)客戶(hù)群的主要應(yīng)用場(chǎng)景規(guī)劃自己的產(chǎn)品路線(xiàn)，而不能一味追隨熱點(diǎn)，要讓技術(shù)為用戶(hù)所用，而不是任技術(shù)牽著自己和用戶(hù)的鼻子走。此時(shí)市場(chǎng)也許是亂花漸欲迷人眼，冷靜思考之后終會(huì)柳岸花明又一村！