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智慧照明中“智能照明协议”到底有哪些

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-04-26  来源:中国照明网  作者:中国照明人  浏览次数:3071
核心提示:既然我们认为智慧照明中智能照明在诸多应用场合上确有必要,那么要满足这些需求需要解决的最最重要的问题就是协议标准-智能照明系统内部的沟通语言和管理机制。
      既然我们认为智慧照明智能照明在诸多应用场合上确有必要,那么要满足这些需求需要解决的最最重要的问题就是协议标准-智能照明系统内部的沟通语言和管理机制。如果有可能还要考虑系统和外部的接口,因为智能照明系统可能是更大的智能系统的子系统而已。
       如果你对所谓的“智能”产品有所了解,相信对zigbee、蓝牙MESH和Wi-Fi不会陌生。如果你关注物联网技术,也许常听到LoRa、NB-IoT等名词。如果你有工控背景,相信也必然了解RS232、RS485、TCP/IP这些传统的通信技术。如果你是照明控制行业的人,你熟悉的也许是DMX512、KNX和Z-Wave了。
       这些术语很容易让非技术背景的人感到迷惑混乱,搞不清为什么要有这么多的协议标准,也很想知道哪一个是最好最先进最牛叉的。就像智能照明本身并非万能药和万金油一样,其实这些通信技术和协议标准没有一个是能靠一己之力覆盖智能照明和物联网所有的应用需求的。市场上声量大的技术很大程度上是过度营销的结果,尤其是需要快速获得用户的企业会不遗余力地宣扬其产品采用的技术是何等的领先和代表未来的趋势。
        然而智能照明在目前阶段的刚需市场未必是普通消费市场,这一点已经在近年的市场实践中得到了验证。因此像编程语言之争一样,凡是能用蓝牙、Wi-Fi、zigbee、Z-Wave等协议连接的照明产品免不了都要被各种厂家实现过至少一次,重复造轮子的现象在智能照明行业(甚至大到智能家居行业)层出不穷。
       于是从产品上我们是只见广度不见深度,以前大家都觉得是价格因素阻挡了智能产品的普及,现在看来不是主要因素,关键还是没有用恰当的方式解决特定的问题。技术没有用在刀刃上,抓痒何须用钉耙呢?动不动要占领智能入口,言必称平台掌握大数据(搜集大量用户数据居然敢大肆宣扬)或者建立什么生态系统,这些行为决策的背后有多少是从为用户解决问题的初心出发的呢?
       话说回来,这些眼花缭乱的通信协议和控制标准有什么不同和特点呢?我想即使列出详细的对比数据表格,不懂的人看了还是不懂,因此这里尝试用简明扼要的语句来给每种技术标准下个评语判词吧。


       zigbee——开放的无线组网协议,物理层采用IEEE 802.15.4,MESH网状网协议始祖。一个理论上非常强大和通用的技术标准,协议制定之处就报有非凡的雄心,不仅涵盖照明,还包罗了智能家居、智能楼宇、智能电表等大量应用场景支持,而且从底层链路传输到上层应用交互,定义的非常严谨细致。
       然而正因为这样的强大和无所不包反而在实践中遇到了不少问题,比如前期技术推广阶段认证流程不成熟且并未对认证进行严格管控,导致国内大量号称zigbee的产品并不符合标准,兼容性差,直接拖累了zigbee技术和标准的声誉。
       zigbee在发展过程中曾针对照明引用特别推出了ZLL (zigbee light link) Profile,然而由于zigbee协议必须依赖网关才能连接手机或云端,在上一波智能硬件的热潮中渐渐被智能家居领域的业余选手Wi-Fi和低功耗蓝牙BLE给打压了下去。即使这样, 在非消费类的智能设备组网场合, zigbee仍大有可为,充分发挥其多设备组网和无线低功耗的特点。zigbee的上层应用标准 dotdot目前也已成为另一个无线组网协议 Thead (网络层支持IPv6, 底层可以是IEEE 802.15.4链路或者其他PHY)上层的应用语言,实现了跨底层协议的应用交互。


      z-wave——封闭的无线组网协议,私有封闭是z-wave和zigbee在非技术方面的最大不同。然而封闭只是协议和通信协议芯片这部分,生态还是比较健康的,有大量的厂商参与。得益于封闭可控,在兼容性方面可能比zigbee更好,不过技术演进就慢了一点,因为参与核心标准的人太少。照明方面在若干年前在欧美有不少大厂推出过产品,比如十年前的GE。在国内的应用比较少,主要还是国内厂商对此协议无感,成本也无法和其他几项流行的协议方案相比。
       Wi-Fi ——一个在上一波智能硬件浪潮中因为某国内厂家将SoC做到白菜价,而被一众互联网背景而号称物联网的新贵企业炒到熔化的技术。Wi-Fi的最大特点就是能充分利用现有IP接入设施,快速营造出所谓物联网、云计算的假象。基本上你能想到的任何电器、生活用品都被加入过Wi-Fi模块和支持App控制。然后,除了企业拿到一堆据说无价的用户数据后,你的生活好像也没有改变多少。归根到底,使用Wi-Fi还是脱离不了传统的IP网络架构,实现设备之间的组网互联还需要在标准上继续演进。在5G技术逐步成熟和部署的趋势下,Wi-Fi的未来遇到的竞争者会越来越多,作为通信桥梁的校色可能更为妥当。在智能照明方面,Wi-Fi通常应用在单品和网关设备中。智能照明方面也缺少应用层的统一标准。
        蓝牙MESH——毋庸置疑,MESH这个词虽然是zigbee始创,却因蓝牙大举进攻物联网而声名鹊起,这使得zigbee标准制定者和厂商略显尴尬。5年前,CSR在摆弄他们的私有网状网技术控制一群灯泡颜色的时候,zigbee大概还没怎么把它放在心上。所以,不得不承认有时候时机很重要,来得早不如来得巧,何况蓝牙这个名字比还没有中文名字的zigbee平易近人多了。翻唱有时候比原唱更红,即使在专业听众眼里不是更好。对于拥有雄厚资源的互联网大厂来说,熟悉程度仅次于Wi-Fi。记住,他们的目标是获取用户,而用户的手机上除了Wi-Fi就是蓝牙,这个出发点是互联网玩法,不是工业产品逻辑。所以蓝牙MESH继蓝牙BLE在智能可穿戴设备上攻城拔寨之后,还会在小型智能控制系统中渗透,组网功能会超越Wi-Fi。不过,在应用层上的标准目前还远未成熟,产品推动来自于互联网厂商(如智能手机和智能音箱的那些大厂)对上游SoC厂商方案和周边配件生产厂商的整合。目标市场依然以消费类为主,在商业照明中可能会有轻度渗透。
       LoRa和NB-IoT——这两项技术是通信厂商和运营商大力推广的技术,因为这两样是广域网技术,可以享受到利益分配。在国内NB-IoT可谓是当红炸子鸡。从通信设备商到运营商在这两年把NB-IoT推到了物联网技术的C位,虽然很多示范项目中好像都可以用2G、3G的方案替代,不过为了将来卖卡卖设备,不惜游说政策部门要扼杀LoRa于摇篮之中。
       和前面说的那些PAN(Personal Area Network,个人域网)不同,LoRa和NB-IoT实质上是通过基站覆盖更大的区域空间,这使得运营商不得不主动投身其中,免得被革命了。就像新能源汽车的充电桩搞到最后还是落在加油站,光伏发电最后输配电还是控制在电网公司手里。这两项技术用在智能路灯和智慧灯杆比较匹配,LoRa对业主有利,NB-IoT有利于运营商,因为可以收费。

 
       DALI和DMX——终于说到照明领域专业的协议标准了,这两项协议无疑是为照明控制而生,都以有线连接为主要连接方式。这两项技术协议实现简单,没有无线传输的干扰和信号遮蔽衰减问题,注重灯光控制的专业性。而通过网关,可以接入更大的智能控制系统。DALI为物理传输到控制命令及设备行为制定了统一的标准,在商用照明和专业场馆照明中有比较长的应用历史。户外大功率防水电源最主要的通信接口支持也是DALI,这使得DALI可以作为灯具侧的标准控制接口来连接不同的无线通信模块(如zigbee、LoRa和NB-IoT等),从而可以接入到无线个域网或广域网中。DMX则是舞台灯光和景观照明中的灯光控制技术主流,通过DMX控制器和解码器可以实现动态的灯光效果。
        KNX——欧洲楼宇自动化工业标准,整合了3大家居控制标准,可以使用双绞线、RF、电力线和IP链路。主要是工业控制领域的厂商在主导标准,如ABB、西门子和施耐德等。KNX系统一般比较复杂,部署需要专业人员,产品价格昂贵。KNX可以通过网关接入DALI照明子系统,这是DALI系统在大系统里面融合的典型案例。当然KNX厂商也推出一些可以直接控制照明的开关和调光器等,不过还是那句话,价格昂贵,也不够灵活。
         智能照明的协议其实还不止这些,包括电力线载波(PLC)、TCP/IP以及文章开头提到的一些传统通信方式在大大小小的项目中都有应用。不过,大力哥认为,这些技术会渐渐没落,因为缺乏开放和统一标准推进组织。
         未来的智能照明将按照不同的应用场景(如个人、家庭、办公、商照、场馆、厂房、路灯等)和应用规模(如单品、小型个域网、大型综合系统)等适用不同的协议技术,厂商应该根据自己的目标客户群的主要应用场景规划自己的产品路线,而不能一味追随热点,要让技术为用户所用,而不是任技术牵着自己和用户的鼻子走。此时市场也许是乱花渐欲迷人眼,冷静思考之后终会柳岸花明又一村!
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