給低檔燈泡增加智能，添加移動或環境光傳感器，以及將這些節點互聯，將產生可編程網絡，這就是我們所理解的典型智能或智慧 LED 照明。 連接這些節點和/或本地網絡到互聯網是下一階段的事。 作為物聯網 （IoT） 一部分的智能照明無論在家用、商業建筑還是街道上都已實現了多種優勢和特性。

市場上供應的低成本、超小型 LED、傳感器和通信器件已經變得很經濟，物理尺寸已經變得可以將互聯網連接能力嵌入到每個燈泡中。 象 IPv6 這樣的協議也變得真實可行。

本文解釋 LED 照明系統是如何推動家用自動化工業領域中的物聯網發展的。 ZigBee 光鏈路是無線 LED 照明控制的新興標準，已經為 Connected Lighting Alliance（互聯照明聯盟）所采用。 象 Texas Instruments 的 ZigBee 光鏈路開發套件因為能夠通過網關實現與互聯網的連接而顯得重要。

網關選項包括 Digi International 的 XBee 系列 Wi-Fi 模塊，能夠將無線傳感器網絡，如照明系統，連接到互聯網。 另一個連接方式就是通過家庭現有的互連網 Wi-Fi 路由器，如 NXP Semiconductors 推薦通過 JenNet-IP 和/或 IPv6 橋接 ZigBee。 最后，我們將探討一下 CircuitCo 制造的 BeagleBoard 開源嵌入式計算平臺。

特洛伊木馬

物聯網，特別是應用到象燈泡這樣的器件時，是一個假設論證技術：為什么要用這個技術呢？ 一個解釋是：收集數據 如何使用數據可能是物聯網成功的最關鍵因素。 在街燈和智能建筑中，通過簡單、低成本方式就可以將傳感器加到智能照明設備中，并允許通過照明網絡以發射方式或集成共享方式收集更多數據。 從某個角度看，智能照明有可能成為物聯網的“特洛伊木馬”，同樣的，這也是其主要增長動力。 其中關鍵是要能將 IP 地址加到每個節點——即燈泡。

拐點

持這一觀點是倫敦咨詢公司 Memoori。 據其最新報告《照明控制業務 2013 至 2017》1 所稱，全球照明控制市場未來幾年將在 16.68 億美元的基礎之上以 12% 的復合年增長率增長。 據此報告，只有當 LED 照明真正到達拐點時物聯網才能有進一步擴張的機會。

按照國際技術調查公司 ON World2 預測，未來十年無線 LED 燈泡將成為最快增長的物聯網市場之一。 據該公司所稱，除了當前家庭自動化解決方案外，無線照明控制是最強烈的需求之一。 按其預測，到 2020 年將安裝一億多個無線燈泡和帶 IP 地址的燈具，2012 年這個數字是兩百四十萬。

家庭網絡

在諸如環境監控、設施安全和通信量監控之類應用中，物聯網的優勢要比家庭網絡更明顯。 家庭中的智能照明可能不是最大的市場，但據稱是發展最快的市場和重要應用領域。 它可能成為實現物聯網功能的家庭網絡的起點，刺激與其它系統的集成，如智能電表、供暖系統和家電。 采用工業標準網絡協議將使家庭照明網絡易于與家庭周圍的其它不同無線傳感器集成在一起。

圖 1：Philips Hue 是具有 Web 功能的 LED 家庭照明系統，可通過智能電話和平板電腦來控制。 可保存喜愛的燈光設置。 燈光可以用作報警和警告。 “地理邊界”功能，使照明系統能夠檢測您的出門或入戶。

除了是其它傳感器的載體，聯網照明還具有其自身優勢。 家庭安全是主要應用，住宅安全設備供應商和施工方已很快見到這些優勢。 照明可以成為檢測或阻止入侵者的手段。 遠程控制燈光（無論是從另一個國家還是從房子的另外一個房間）實現高能效和舒適度是另一個方面。 見上圖 1。

ZigBee 光鏈路

預期刺激住宅智能照明網絡增長的另一個因素是最近 ZigBee 光鏈路正式被互聯照明聯盟選為行業標準。 互聯照明聯盟成立于 2012 年 8 月，成員包括 GE Lighting、NXP、Osram、Philips 和 Toshiba。該聯盟選擇 ZigBee 光鏈路作為網絡和選擇協議，用于連接家庭照明產品和控制器件。 經過長期考察之后，ZigBee 被選為家庭自動化應用的首選無線網絡標準。 有關詳情，請參閱 Digi-Key TechZone 文章：“了解在線照明控制中使用 ZigBee? 的優勢?！?ZigBee 光鏈路（該系列的最新成員）設計用于簡化照明和控制系統，提供促進互操作性的即插即用方式。 目前已經有包括 Philips 和 Osram Sylvania 在內的公司開始提供基于 ZigBee 光鏈路的產品。

Texas Instruments 率先宣布，推出其 ZigBee 光鏈路開發套件。 該套件提供全套硬件和軟件工具，幫助設計人員將無線功能增加到 LED 照明產品中。 套件包括三個稱作 Zlights 的模塊化 ZigBee 光引擎，基于 Osram Opto Semiconductors 的 Oslon LED，并加入了 TI 的 CC2530 微控制器。 另提供基于 CC2531 的遙控裝置。 見下圖 2。 TI 的 ZigBee 兼容型 Z-Stack 軟件同時實現了通信網絡層和應用層。 TI 網站上提供了彩色 LED 參考設計指南，“CC2531 Zlight2 參考設計”。

圖 2：Texas Instruments ZigBee 光鏈路開發套件可以幫助照明設計人員將其具有無線功能 LED 燈具連接到物聯網，并確保它們與其它 ZigBee 產品無縫連接。

該網絡可以經過 PC 和平板電腦通過使用標準家庭路由器的網關，或通過經由 Wi-Fi 至 ZigBee 橋連接的 ZigBee 家庭自動化網絡，連接到互聯網。 這樣網關和橋接器選擇將變得有更便利，有大量公司提供眾多選擇。

網關到云

Digi International 推出 XBee Wi-Fi 云套件，設計專門用于連接和控制基于 ZigBee 的無線網絡，使之成物聯網的一部分。 該套件圍繞 Digi 的 XBee Wi-Fi 模塊構建，使用一個基于互聯網的示例應用與 Etherios 設備云集成在一起。 該套件包括傳感器、致動器、USB 電纜以及各種用于創建定制電路的組件，如 LED、振動電機、條形圖儀和音頻蜂鳴器。

特別要指出，該套件可以配置來檢測光線、打開或關閉其它 LED。 Web 應用代碼是開源的，提供免費下載并可用作學習工具。 該公司在其網站上提供大量應用示例。 其中兩個要特別指出的是：設置 XBee 互聯網網關和設備云來通過互聯網控制燈具；以及一個更通用的應用，設置 XBee 互聯網網關。

監于 6LoWPAN （IPv6） 標準不斷流行，NXP Semiconductor 最近展示了 ZigBee 聯網型 LED 燈，通過 PC 或移動設備經由 Wi-Fi 橋接至互聯網的方式來控制。 NXP 已經開發了插入標準 Wi-Fi 路由器的網關，該網關構建在 NXP 的 JN5161 微控制器基礎之上，并支持 ZigBee 光鏈路和 ZigBee 家庭自動化，以及其自有 JenNet IP 協議和有趣的 NFC。

另外提供 JN516x 評估套件，專門設計用于 ZigBee 和 JenNet-IP 遙控應用。 它包括一系列無線承載板、三個插件照明擴展板、USB 加密狗、一個遙控器、定制 Cisco 路由器以及用于系統開發的全套隨附軟件。 該平臺支持所有傳感器、顯示器、LED 和交換機，并隨附智能照明演示套裝。 據稱，使用路由器后該套件可以簡化配備無線傳感器的設備的開發，使之成為物聯網的一部分。

開源

最后值得一提的是，開源產品是越來越受歡迎。 家庭自動市場中有大量公司使用 BeagleBoard 平臺，因為該平臺使用靈活的 Linux 內核并支持云計算。 開發人員一開始主要將該平臺用于小工具的開發，包括玩具、機器人和家庭自動化設備（確實，BeagleBoard 傳遞的是“樂趣、教育和利潤”）。目前該平臺正將應用領域推廣至更多重要領域。 BeagleBoard.org 由 Texas Instruments 的員工創立，并由 TI、CircuitCo 和 Digi-Key 提供支持，創立初衷完全是興趣驅動，屬非贏利組織，目標是開發功能強大的、開源、嵌入式設備。

目前提供大量板卡，包括原始 USB 供電型 BeagleBoard 無風扇、單板計算機、較高性能 BeagleBoard XM 以及 BeagleBone 低成本接口/擴展板。

總結

將家用燈泡連接到互聯網乍一看可能似乎是毫無意義。 但是，如果能通過經濟、簡易的方式將一個智能固態照明系統搭建成一個無線傳感器網絡，就可能催生大量家庭自動化物聯網應用。 新興行業標準的采用，如 ZigBee 光鏈路，以及兼容互聯網網關選擇的多樣性，毫無疑問將有助于推動一個快速增長的市場。