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解析物联网应用的无线连接选项—商业照明

蓝牙技术联盟 2021-05-18 09:49 次阅读

工业4.0时代已经到来,制造业已发生了第四次革命,并通过数据和机器学习不断增强智能与自主系统。照明系统在第四次工业革命中发挥着重要的作用,是这场革命的基础。

在过去的几年里,商业照明行业发生了一些巨大的变化。商业照明解决方案已经发展成更加先进和精密的系统。采用更加先进的照明控制系统主要出于两个目的:1)大幅降低能源成本;2)大幅提升建筑用户的体验。以下是商业照明系统的进化方向:

用无线连接代替传统的有线连接。此举是为了大幅降低安装和持续维护成本,尤其是在改造方案中。

实现许多传统人工操作功能的自动化,从而降低成本。

通过与云连接实现智能化和决策。

智能灯具(指一个完整的电灯组)的功能已不仅限于一般的开/关和亮度调节,它们已经可以帮助提供性能监控、诊断指标和电源效率。

如今的灯具还加入了大量的传感器。灯具正在成为建筑的神经系统,它可以使包括暖通空调在内的其他建筑系统更好地运行。安装在灯具中的传感器包括人员感应传感器、光传感器、温度传感器湿度传感器等。

什么是商业照明?

为什么要部署商业照明?

商业照明系统指部署在办公室、商店、机构、医院、工业空间和工厂的照明系统。与住宅照明系统相比,商业照明系统往往具有较高的初始成本、较长的寿命、较好的耐用性以及较高的维护和服务成本。

采用商业照明系统的主要原因包括最大限度地节约能源、满足建筑法规要求以及提供舒适的使用体验。商业照明系统一般由以下部分组成:

传感器:人员感应传感器、光传感器以及其他多功能环境传感器,如温度、湿度、二氧化碳等。

灯具:指灯组本身以及与灯组的分布、定位和保护直接相关的所有部件。

开关:控制灯组的设备,能够直接触发开/关和亮度调节等功能。

继电器:继电器有时被用于传输来自开关的控制命令或者实现逻辑和决策等更高级的智能功能后重新传输命令。

下表(来源:Guidehouse Insights)列出了互联照明系统的各个组成部分。

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部署商业照明系统所带来的一些收益包括:

提高环保性,并通过人员感应、光、温度、湿度、空气质量等传感器降低功耗

提高安装、部署、调试和维护效率,并降低相关成本

通过自动化实现对有价值、更精细的数据控制和访问的增强,进而实现高级分析

空间的利用和优化

用于其他应用的基础设施,如设施内的寻路和资产追踪等

虽然对于大多数设施业主和管理者而言,转向互联和更智能的商业照明系统似乎是一个理所当然的选择,但这一转型面临着一系列挑战,包括行业缺乏标准化、缺乏认识、一些系统缺乏可靠性、安全和隐私问题。

商业照明系统采用无线连接的方式保证了效益和投资回报。不过,新系统需要与现有系统的改造相适应,才能实现这样的效益和投资回报。最近,蓝牙技术联盟等无线标准组织与DALI联盟( DiiA)开展合作,力求将最好的物联网灯具标准(DALI/D4i)与最好的无线照明控制标准相结合。DALI联盟定义了一个开源数字标准以替代有线照明系统的专有协议,这越来越受到商业照明行业的欢迎,尤其是在欧洲地区。

互联商业照明无线技术的关键属性

在选择用于商业互联照明应用的无线技术时,需要考虑几个关键属性,包括可扩展性和性能、可靠性、隐私与安全和成本。在具体的应用中,这些属性的优先级别很大程度上取决于所部署的商业照明系统所在的设施和所需的功能。下文将定义互联商业照明应用中的这些属性:

可扩展性和性能

无线网络的可扩展性指在对网络性能影响有限的情况下,适应未来增长(节点数量)的能力。性能与扩展性一样重要。如果一个网络在扩展时,性能却大大降低,那就没有任何意义。

无线网络的性能指衡量网络服务质量的指标。在商业照明环境中,最重要的性能指标包括延迟、吞吐量和信号错误率。

可靠性

无线网络的可靠性是指在所需时间内将消息从A发送到B的能力。在商业照明应用中,无线网络的可靠性极为重要。如果使用不可靠的网络传输传感器数据点,那么可能弊大于利,尤其是对于时间敏感的应用而言更是如此。无线网络通过多种技术来提高可靠性,包括协议层面的技术以及设计和实施层面的技术。最常见的技术包括:

依靠追踪数据包的传输和接收顺序,在发生错误的情况下重传数据

错误检测和纠正(如数据冗余、正向纠错技术等)

增加发射器的发射功率

提高接收器的灵敏度

为接收器配备多根天线

通过跳频避开嘈杂通道

并非所有的无线网络技术都是一样的,有些技术比其他技术更注重可靠性和稳健性。所以在选择无线网络技术时,一定要仔细考虑这些参数,真正了解运用什么机制能够实现系统所需的可靠性水平。

隐私与安全

在任何无线连接系统中,隐私和安全都是主要的关注点。随着商业照明应用采集的数据量飞速增加,用户隐私保护变得日益重要。从安全角度看,无线系统与有线系统相比更容易受到攻击。在选择无线技术时必须考虑到这一点并且保护系统不受网络犯罪攻击。在安全和隐私保护方面,各种无线技术之间可能有所不同,所以务必评估所选择的技术如何实现目标应用所需的保护水平。

成本

商业照明系统涉及两种类型的成本,包括初期一次性的成本(硬件、部署、安装、调试和软件)和经常性成本(维护、状态监测和软件)。所以在为商业照明系统选择无线技术时,必须考虑这两种成本。

最适合商业照明的无线技术比较

基于可扩展性和性能、可靠性、互操作性、隐私和安全以及成本等属性,最适合商业照明应用的无线技术有蓝牙mesh网络(Bluetoothmesh)、无线个域网(Zigbee)和线程(Thread)。下面让我们根据所列出的关键属性来比较这几项最常见的技术:

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请务必注意,有些技术适合安装在住宅中,但不一定适合安装在商业建筑中。

蓝牙mesh网络的设计从根本上解决了商业照明领域的需求。蓝牙mesh网络区别于其他技术的主要基本特征包括革命性的分布式控制架构、革命性的发布/订阅消息寻址和革命性的管理型讯息洪泛中继。这些特性使得蓝牙mesh网络能够以比其他技术更可靠、更稳健的方式处理常见的大规模工业部署。

编辑 :jq

原文标题:物联网应用的无线连接选项——商业照明

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BCM4356 5G WiFi 802.11ac客户端

BCM4350 5G WiFi 802.11ac客户端

实现单流和双流802.11ac规范,分别实现高达433和867 Mb / s的速度,并向下兼容不推荐用于新设计802.11 b / g / a / n devices。   此产品系列用作智能手机,平板电脑,机顶盒,数字电视,PC产品和其他设备中的客户端设备需要小尺寸和低功耗连接解决方​​案的产品。每款产品都有一个单芯片双频收发器,集成了完整的802.11ac无线子系统中的所有主要功能模块,包括无线电,基带和MAC,以及根据客户应用要求,蓝牙和FM收音机。这些高度集成的解决方案可提供家庭和企业中高质量视频和媒体应用所需的更高覆盖率和吞吐量性能,并且无论使用何种应用处理器,都可以添加到任何终端产品中。 功能 单流和双流IEEE 802.11ac解决方案,数据速率高达433.3和866.7 Mb / s 完整的IEEE 802.11a / b / g / n双频段不推荐用于新设计与增强性能的兼容性 支持20,40和80 MHz频道—将802.11n解决方案的带宽提高一倍—可选的SGI(256 QAM调制) 256 QAM,一种提高数据传输效率的高阶调制方案 符合802.11ac标准的发送波束成形,低密度奇偶校验码( LDPC)和空时分组编码(STBC)用于扩展覆盖范围。 Broadcom的TurboQAM®技术实现...
发表于 07-04 13:13 940次 阅读
BCM4350 5G WiFi 802.11ac客户端

BCM43162 5G WiFi 802.11ac客户端

实现单流和双流802.11ac规范,分别实现高达433和867 Mb / s的速度,并向下兼容不推荐用于新设计802.11 b / g / a / n devices。   此产品系列用作智能手机,平板电脑,机顶盒,数字电视,PC产品和其他设备中的客户端设备需要小尺寸和低功耗连接解决方​​案的产品。每款产品都有一个单芯片双频收发器,集成了完整的802.11ac无线子系统中的所有主要功能模块,包括无线电,基带和MAC,以及根据客户应用要求,蓝牙和FM收音机。这些高度集成的解决方案可提供家庭和企业中高质量视频和媒体应用所需的更高覆盖率和吞吐量性能,并且无论使用何种应用处理器,都可以添加到任何终端产品中。 功能 单流和双流IEEE 802.11ac解决方案,数据速率高达433.3和866.7 Mb / s 完整的IEEE 802.11a / b / g / n双频段不推荐用于新设计与增强性能的兼容性 支持20,40和80 MHz频道—将802.11n解决方案的带宽提高一倍—可选的SGI(256 QAM调制) 256 QAM,一种提高数据传输效率的高阶调制方案 符合802.11ac标准的发送波束成形,低密度奇偶校验码( LDPC)和空时分组编码(STBC)用于扩展覆盖范围。 Broadcom的TurboQAM®技术实现...
发表于 07-04 13:12 574次 阅读
BCM43162 5G WiFi 802.11ac客户端

BCM11211 Persona™媒体处理器

BCM11211是Broadcom Persona®系列的一部分。 IP通信应用处理器。  BCM11211是Broadcom的Persona IP通信处理器系列的一部分。 BCM11211连接Broadcom的蓝牙,Wi-Fi和GPS连接产品,允许原始设备制造商(OEM)添加技术以扩展下一代产品的功能。  功能 运行基于Linux®的Broadcom MediaxChange™软件,这是经过现场验证的PhonexChange&trade的最新语音,视频和多媒体版本;软件 采用Broadcom创新的音频清晰度技术SmartAudio®,可显着提高IP网络的音质。 BCM11181 VideoCore®的无胶接口; III多媒体协处理器 10/100 Base-TX以太网媒体访问控制器(MAC)和物理层(PHY),支持自动关机绿色模式 应用 IP语音(VoIP)...
发表于 07-04 10:13 302次 阅读
BCM11211 Persona™媒体处理器

BCM2040-1 用于鼠标和键盘的单芯片蓝牙

集成是实现当今PC原始设备制造商系统成本目标的关键。通过将当今鼠标和键盘中的所有组件集成到BCM2040中,可以实现较低的系统成本,从而接近不推荐用于新设计有线鼠标和键盘的价格点。 BCM2040可直接连接鼠标光学或球形编码器和键盘扫描矩阵。   BCM2040是低成本蓝牙鼠标和键盘设备设计的重大突破。 BCM2040是一款真正的单芯片,集成了整个配置文件,应用程序和蓝牙协议栈,完全符合人机界面设备的Bluetooth SIG规范。该设备完全符合1.1版蓝牙规范,并支持关键的蓝牙1.2版功能,包括自适应跳频和快速连接,这对个人计算机中的鼠标和键盘应用至关重要。    功能 具有完全集成的人机接口设备(HID)配置文件和蓝牙1.1版堆栈的单芯片蓝牙设备  On-板8051处理器和RAM / ROM内存  自定义集成蓝牙核心处理器已经过优化,可支持HID配置文件并最大限度地降低功耗 应用程序 无线手机 无线耳机 无线键盘和鼠标 无线扬声器 智能设备 ...
发表于 07-04 10:08 205次 阅读
BCM2040-1 用于鼠标和键盘的单芯片蓝牙

BCM2035 蓝牙®单芯片HCI解决方案

单芯片独立基带处理器,集成2.4-GHz收发器,适用于蓝牙1.1和1.2应用。   Broadcom BCM2035是一款单芯片独立基带处理器,集成2.4 GHz收发器,适用于蓝牙1.1和1.2应用。通过将关键组件集成到设备中,无需外部闪存和有源组件,从而最大限度地减少了实施蓝牙系统的占地面积和系统成本。 BCM2035是通过USB或UART和PCM音频接口需要Bluetooth SIG标准主机控制器接口(HCI)的任何语音和/或数据应用的最佳解决方案。 BCM2035基于BCM2033蓝牙基带核心,外围传输单元和微处理器单元的生产和UnPlugFest验证架构。微处理器单元将低级协议栈存储在只读存储器(ROM)和补丁随机存取存储器(RAM)中,以提供最大的灵活性。 功能 任何单芯片解决方案的最高可用BT无线电性能 小数N频率合成器支持12至40 MHz的任何晶体或TCXO光源 应用 智能设备...
发表于 07-04 10:08 390次 阅读
BCM2035 蓝牙®单芯片HCI解决方案

BCM2042 高级无线键盘/鼠标蓝牙®解

真正的单芯片,集成了整个配置文件,应用程序和蓝牙协议栈,完全符合人机界面设备的蓝牙SIG规范。  BCM2042是低成本蓝牙鼠标和键盘设备设计的重大突破。 BCM2042完全符合2.0版蓝牙规范,包括自适应跳频和快速连接,这些对于个人计算机中的鼠标和键盘应用至关重要。集成是实现当今PC制造商的系统成本目标的关键。通过将当今鼠标和键盘中的所有组件集成到BCM2042中,可以实现较低的系统成本,从而接近不推荐用于新设计有线鼠标和键盘的价格点。 BCM2042可直接连接鼠标光学或球形编码器和键盘扫描矩阵。  功能 具有完全集成人机界面的单芯片蓝牙设备设备(HID)配置文件和完整蓝牙堆栈 板载8051处理器和RAM / ROM内存 成本优化的鼠标和键盘应用解决方案,通过集成实现最低成本所有外部组件 取代现有鼠标或键盘处理器和内存并添加蓝牙功能 应用程序 无线手机 无线耳机 无线键盘和鼠标 无线扬声器 笔记本电脑 个人电脑 数字电视 游戏设备 智能设备...
发表于 07-04 10:08 601次 阅读
BCM2042 高级无线键盘/鼠标蓝牙®解

CABLEMEDEA 家庭网络连接软件

CableMedea™是一个全面而完整的软件住宅网关包。 CableMedea™是一种全面的软件住宅网关软件包,旨在显着缩短产品上市时间,节省开发成本。它可用于有线调制解调器VoIP网关,有线调制解调器无线网关,电缆调制解调器,有线机顶盒,CableHome网关和PacketCable网关。该产品的完整性使开发人员无需使用额外的第三方软件包,最大限度地减少评估周期和解决接口兼容性问题的软件开发工作。 功能 包括对CableHome™,住宅网关和CableOffice合规性的所有必要支持 为Broadcom的DOCSIS®开发; 1.1和2.0住宅网关产品 管理和配置直观的基于Web的GUI,符合CableHome的CMP实施,SNMPv3,远程功能/服务启用/禁用,远程升级和DOCSIS® 1.1和2.0安全软件下载 LAN连接包括以太网,802.11无线,USB,HomePlug,HPNA,蓝牙,DHCP服务器和UPnP QoS 应用程序 家庭网关 机顶盒 IP语音(VoIP)...
发表于 07-04 10:04 160次 阅读
CABLEMEDEA 家庭网络连接软件

BCM1104 千兆IP电话芯片

IP电话芯片使制造商能够构建具有硬件安全性和卓越语音质量的IP电话。   芯片也是集成了千兆以太网(10/100/1000 Mb / s)交换机和两个快速以太网(10/100 Mb / s)收发器,可以选择性地开发传统的快速以太网IP电话设计,而无需额外增加外部收发器的成本。通过添加外部千兆以太网收发器,制造商可以轻松升级其设计以创建千兆以太网IP电话型号。 功能 BCM1104是下一代芯片,集成硬件安全性,高级服务质量(QoS)技术和千兆以太网(GbE)交换机 基于具有增强DSP功能的RISC架构,为中端IP电话提供优化的性能水平 的BroadSAFE&安培;贸易;带有用于AES加密和SHA-1身份验证算法的硬件加速的安全模块 灵活的外设接口架构可以连接无线局域网,蓝牙和视频设备而无需胶合逻辑 应用程序 IP电话 VoIP住宅终端适配器 IP PBX系统...
发表于 07-04 09:51 340次 阅读
BCM1104 千兆IP电话芯片