基於聯盛德W800平台的智能燈泡方案

隨著科技不斷進步，運用到各行各業的設備也越來越先進，越來越便利。大家的生活水平不斷提高，對家居環境要求也不斷提升。現在市面上的智能設備也越來越多，下面介紹由聯盛德W800設計的智能燈泡。

21世紀的居室燈具設計將會是以led照明燈泡設計為主流，同時充分體現節能化、健康化、藝術化和人性化的照明發展趨勢，成為居室燈光文化的主導。同樣的網際網路無處不在催生隨時隨地的互通、互動的時代特徵也必然影響到節能燈泡產品的發展和演變，這就是智能燈泡，採用嵌入式物聯網核心技術，將互通核心模塊嵌入到節能燈泡，將互動服務的軟體機制導入居室，依託雲服務平台支撐，構成居室照明和電力部署的可聯動，有社交，有智慧的智能燈泡系統，在照亮個人的居室同時，也改變個人的生活，成為節能燈泡發展史上的一次新變革。

一、節能化

    智能燈泡首先是節能燈泡，由於LED是冷光源，半導體照明自身對環境沒有任何污染，與白熾燈、熒光燈相比，節電效率可以達到95%以上。LED智能燈使用100-240V/AC供電，適合全世界用電電壓，功耗小，總功率為0.09W，使用壽命長，壽命在5萬個小時以上。在同樣亮度下，耗電量僅為普通白熾燈的1/10，熒光燈管的1/2。智能燈泡替代目前傳統照明的50%，每年我國節省的電量就相當於一個三峽電站發電量的總和，其節能效益十分可觀。

二、聯動化

    智能燈泡內涵嵌入式物聯網通信模塊，能有效的實現網際網路接入，依託雲服務平台接通用戶的智慧型手機，讓每個用戶在任何時候，任何地點獲知居室的智能燈泡的工作狀況，包括顏色，照度，耗電等綜合性指標，並且可以依據用戶個人的顏色喜好實現遠程調節；另一個方面針對居室內安裝了多個智能燈泡的情況，智能燈泡在正常工作時候能動態掃描其它智能燈泡，並自動實現組網聯動，實現用戶定製的居室場景的特殊情境燈光需求，用戶甚至在外出旅行過程中將拍攝的風景照片的顏色部署一鍵部署到自己居室中：讓兒童房的燈光模擬出日出起床的效果，日落休息的效果。

三、社交化

    智能燈泡具備社交屬性，由於內置嵌入式物聯網通信模塊，用戶的個人用色喜好，用電習慣將能夠自動同步到雲平台，這樣用戶隨時隨地通過智慧型手機獲知自己和他人的喜好方案和更佳的用電策略，依託當前流行的微博，微信記錄和分享自己的用色喜好和用電習慣，同時獲知別人的情景燈光方案和節電策略，從而實現完整的社交互動。

    下面向大家介紹一下智能燈泡方案的詳細內容。

硬體設計

原理圖設計

1）、復位電路設計：復位電路建議設計為 RC 電路，上電自動復位，W800 低電平復位。如果使用外部控制 RESET 管 腳，當電平值低於 2.0v 時，晶片處於復位狀態。復位時低電平需持續 100us 以上，如下圖：

2）、時鐘電路設計：晶片參考時鐘選用 40MHz 頻率，客戶根據實際產品需求選用不同溫度等級、穩定度、負載電容值的晶體，晶體兩端所接負載電容根據不同廠家晶體及頻偏情況需要調整，如下圖：

3）天線設計：晶片採用單天線設計，內部集成了功放及收發切換開關，晶片射頻埠阻抗 17-1.5jΩ。根據實際產品設 計性能匹配要求，需預留 π 型匹配網絡，根據實際天線阻抗值，優化外部設計匹配元件，匹配元件需要按照 低通的形式設計，對二次諧波的抑制能力 10dB 以上。 為提高防靜電能力，在晶片 PIN8 腳 ANT 入口跟 GND 之間並 15nH 電感。

4)、電源設計：為了降低 ESD 對晶片的損害，在模塊的總電源入口處需增加 TVS 管，提高防靜電能力。 晶片電源輸入腳應放置相應濾波電容改善產品性能，外部對整個晶片供電建議選用 LDO，且總電流建議 500mA 及以上。總電源走線線寬要求不低於 30mil。供電範圍 3.0V-3.6V。請勿超過該範圍，超過 3.6V 可能會對晶片造成永久性損壞。低於 3.0V 可能整體性能會下降。不同管腳放置電容見下述要求。 晶片 7 腳需放置 1uf 濾波器電容。 晶片 9 腳需放置 1nf 濾波器電容。

PCBLayout設計

    W800 晶片中間 PAD 是散熱地焊盤，需要接地處理，同時需要打孔，跟地良好接觸散熱，如下圖：

    產品設計完成後需要 PCB 所有層均做敷銅接地處理，需要保證第二層射頻走線部分完整的地平面，保證射頻阻抗連續性，同時射頻走線根據板厚需要做50歐姆阻抗控制。

    PCB的BOTTOM 層不要開窗露銅。

    電源建議採用星型走線方式，如下圖高亮部分走線。特別注意9腳電源腳不要跟 10,11 腳直接接一起，各電源腳採用星型走線，除數字IO電源腳，其餘每個電源腳單走一根電源線到主電源上，避免晶片內部各個供電互相串擾。所有晶片電源腳所接電容均應靠近晶片電源腳放置。

    天線設計
    根據客戶需要可使用外置天線，也可以使用PCB板載天線。不同天線對產品性能可能會有不同的影響，需要根據天線阻抗實際調整匹配元件。

    外置天線 對連接外置天線的連接座儘可能遠離底板電源等噪聲源，防止干擾天線。

    板載天線 當模塊使用 PCB 板載天線設計時，需嚴格按照本指導書設計，防止天線性能下降，影響產品使用。 天線背面敷銅需全部挖空，天線參考地平面儘可能大，天線必須經過實際仿真，仿真後天線尺寸圖導入 PCB。綠色區域是天線部分，綠色區域所有層均不能敷銅，全部淨空。黃色區域是射頻匹配及走線區域，具體如下圖。

軟體設計

    從官網 https://occ.t-head.cn 平頭哥晶片開放社區->技術部落->資源下載->工具，根據自己本地系統 環境選擇下載適用的“800 Series Toolchain”。

工具鏈名稱	適用系統
*-i386-minilibc-*.tar	32 位 linux 系統
*-x86_64-minilibc-*.tar	64 位 linux 系統
*-mingw-minilibc-*.tar	windows 系統

    目前編譯工具鏈僅支持 Windows 和 Linux 系統，所以編譯只能選擇 Windows 系統或者 Linux 系統。

    下載後，將編譯工具鏈解壓到磁盤，設置編譯工具鏈路徑至環境變量即可，舉例如下：

export PATH=$PATH:/opt/csky-abiv2-tools/bin

    可以將配置寫至.profile 等配置文件中達到自動配置的目的，當然也可以在 sdk 中直接指定工具鏈路徑。

1）、在 shell 中切換到 SDK 的根目錄，執行：

make help

此時會顯示出當前 SDK 所支持的編譯指令，如下圖：

2）、根據“Configuration targets”提示，用戶可使用：

make menuconfig

    進行參數配置。menuconfig 一個基於 ncurses 庫的傳統菜單界面的配置方式，執行後根據界面上的提示操作即可。




電源板


LED燈板

應用場所

①住家、臥室、客廳、廚房、浴廁

②辦公室、會議室、電腦室、網吧、地下室、吸菸區

③汗蒸房、商店、美容院、餐廳、咖啡館、速食店、茶藝館

④醫院、診所、療養院、學校、學習班、託兒所

 

市場 

    智能燈泡時代人們可以根據自身個體照明需要（如顏色、溫度、亮度和方向等）來設定自己喜歡的場景情景照明效果，便捷的智慧型手機也提供了更人性化的智能控制渠道，營造不同的室內智能照明效果。從此人們可以根據各自要求、場景情況，以及對環境和生活的不同理解，在不同的空間和時間選擇並控制光的亮度、灰度、顏色的變化，模擬出各種光環境來引導、改善情緒，體現更人性化的照明環境，同時互動的社交分享用電、情景方案也契合了人類社交的內心需求，必將推動節能燈泡的智能化步伐。