腾讯科技讯（轻语）北京时间7月14日消息智能开关，据外媒报道，一家名为“Bulb”的硅谷公司推出了一款智能灯泡——灯泡，可以通过智能手机控制。
创始人兼首席执行官凯利科菲（Kelly）表示，目前这些灯泡只在他的家乡加州洛斯加托斯销售，他希望智能灯泡能在圣诞节前在美国全国范围内销售。
用户可以通过 Apple、iPad 和其他设备的 iOS 应用程序控制灯泡。通过这个应用程序，即使用户不在家，也可以打开和关闭灯泡。预计下个月将推出一款用于从该设备控制灯泡的应用程序。这款智能灯泡有一个内置的蓝牙传感器智能开关，可以与智能手机进行通信，还有一个内置的定时器，可以让用户远距离开关灯。
“我们希望智能灯泡易于使用，即使你家里没有精通技术的人，” 说。
科菲去年创建。在此之前，他是 的一名工程师。这个 40 瓦的灯泡非常智能，当用户走开时它会感应到。如果附近没有或 iPad，它可以自动关闭。此外，这款 LED 灯泡可以发射全向光并监控其自身的用电量。如果按每天使用三个小时计算，这种灯泡可以使用10年。灯泡售价 40 美元。
第四次工业革命（工业 4.0）为机器带来了更多智能以及自动化设施的效率和灵活性。这些日益复杂的系统正在推动无线通信在工业环境中的应用。毕竟，工业 4.0 智能机器和模块化自动化的定义如下：
支持这些功能的无线技术基于蜂窝、Wi-Fi、蓝牙和 IEEE 802.15.4 标准和协议。这部分是因为设计工程师希望来自不同供应商的组件之间具有兼容性——根据定义，连接必须通过行业标准接口而不是专有接口进行。事实上，互操作性只是工业 4.0 的一个方面。
包含无线通信的单个设备通常比有线网络更昂贵。然而，这种增加的前期成本可以通过多种方式抵消，从长远来看，无线设备通常被证明是最具成本效益的选择。原因是在生产区域铺设电缆的成本很高。规划电缆及其连接器的布线是一项费力的工作。此外，电缆需要保护，由电缆桥架或支架、接线盒和其他附件支撑。规划、订购和安装所有这些与电缆相关的硬件会增加网络实施的时间。
基于 Wi-Fi 的自动化标准
电气和电子工程师协会 (IEEE) 于 1997 年发布了 802.11 标准，定义了局域网 (LAN) 的无线实施方式。为确保市场完全实施该标准，行业联盟 Wi-Fi 很快跟进——由有兴趣建立测试和认证计划以保持供应商产品之间的互操作性的无线设备公司领导。如今工业无线，IEEE 802.11 定义的 Wi-Fi 标准得到 Wi-Fi 标准化的进一步补充，让符合要求的设备也具有非常可靠的兼容性。
工业 4.0（也称为工业物联网或 IIoT）与无线技术的采用密不可分。这些无线技术采用标准化接口，允许在各种设备和计算系统之间进行连接，包括用作人机界面（如图所示）的移动设备和用于传达机器状态信息的无数其他现场无线组件。
虽然 Wi-Fi 对于监控应用程序和将机器连接到企业级系统非常有用，但速度、延迟和连接稳定性等问题使得该技术在与机器控制相关的要求苛刻的工业自动化应用程序中的使用受到限制。限制。这意味着当今工业应用中的 Wi-Fi 主要限于不那么严格的要求。这些包括：
与制造执行系统 (MES) 通信数据的条形码扫描仪可以容忍一两秒的延迟。
不参与实时控制功能的运动传感器
使用加速度计（跟踪随时间推移产生的振动）和温度、压力、湿度和气体浓度传感器等传感器进行长期机器状态监测，以监测设备效率和健康状况。
虽然不适用于机器控制，但 Wi-Fi 可用于机器监控应用、连接工厂车间和企业级系统。
为了使 Wi-Fi 技术适用于工业控制应用，已经进行了多次尝试，但收效甚微。但有一个协议例外，那就是无线工业自动化和过程自动化 (WIA-PA) 协议，该协议已在 IIoT 中取得了一些成功。这是来自中国的工业无线通信标准。
当然，Wi-Fi 的工作频率为 2.4 或 5 GHz，频率越高数据传输速度越快，但由于频率越高越容易通过墙壁和其他固体物体耗散，传输范围也会缩小. 小的。私有标准使用其他频段。例如，IEEE 802.11ah 低数据 Wi-Fi (-Fi) 左右运行——通常用于需要扩展范围和极低功耗的传感器。在另一个极端，IEEE 802.-Fi (WiGig) 以大约 60 GHz 的频率运行并支持非常快速的数据传输。
基于 IEEE 802.15.4 的无线标准
另一个可选的无线协议是低速率无线个人区域网络或 LR-WPAN，由 IEEE 802.15.4 标准定义。LR-WPAN 技术优先考虑低成本和低功耗，而不是速度和传输距离。根据其基本规范参数，LR-WPAN通信的数据传输速率可达250kb/s，传输距离可达10m。该技术旨在实现低成本设备之间的通信，而无需任何额外的通信基础设施。基于 IEEE 802.15.4 标准的协议，例如 、 和 ，正迅速成为首选的 IIoT 协议。
1.：HART、ABB、西门子等支持的协议，基于802.15.4。它是工业自动化应用的一个得到良好支持和强大的标准。使用具有时间同步的跳频网状网络来保持网络可靠性。相比之下，大多数基于 Wi-Fi 和蜂窝技术的无线通信协议使用不太稳健的星形网络拓扑，要求所有设备连接到中央设备。所有通信都使用 128 位 AES 加密，用户访问可能受到严格控制。
-WHR 网络管理器支持线路供电的网关，允许工程师集成基于标准的无线传感器网络以实现可扩展的双向通信。
由于网状网络拓扑结构，数据可以直接在设备之间路由。这增加了网络的范围并创建了冗余的通信路径。这样，如果其中一条路径出现故障，发送方会自动切换到冗余路径。跳频还能够避免干扰问题。
2.: IPv6 over Low Power Area （通常称为）是一种允许 IPv6 数据包在基于 IEEE 802.15.4 的网络上传输的协议。这意味着非常低功耗的设备可以连接到互联网，使它们成为物联网传感器和其他低功耗设备的理想选择。
3.：由联盟维护，在智能家居和楼宇自动化应用中应用最广泛，可能是最成熟的基于 IEEE 802.15.4 的协议。该协议使节点大部分时间处于睡眠模式，以大大延长电池寿命。通常在 2.4 GHz 频带内以 250 kb/s 的固定数据速率运行。该协议可以支持各种网络拓扑结构，包括星形、树形和网状。树形和网状网络拓扑扩展了网络的范围。
适用于运动、振动、湿度、温度和存在传感器以及工业环境中的其他应用。
工业自动化中的低功耗蓝牙和蜂窝物联网
低功耗蓝牙 (BLE) 是 IEEE 802.15.4 的替代协议。在这种情况下，低成本和低功耗是重中之重，可以牺牲速度和传输范围。与标准蓝牙一样，该协议以 2.4 GHz 运行。 low 最大的优势在于如何获得移动操作系统的原生支持，例如Open(Open )的安卓系统、苹果的iOS系统和微软的系统及其各种变体。此外，像 Corp. 这样的大型电子供应商在研发方面投入的资金最多，因此低功耗蓝牙仍然是消费类设备的主要无线连接选项也就不足为奇了。这与工业物联网应用形成鲜明对比，工业物联网应用一直是主要关注点。
低功耗蓝牙 (BLE) 标准包括一个串行端口配置文件，各个系统会将其识别为完整的串行接口。这对于用通过 BLE 连接的升级设备替换有线设备很有用。
综上所述，在过去几年中，已经有许多传感器、遥控器、锁具和手持设备使用低功耗蓝牙来执行工业自动化任务。这种趋势在未来几年可能会增加。
与 BLE 和基于 IEEE 802.15.4 协议的低功耗、短距离通信相比，蜂窝技术是远程无线通信。2G GSM 蜂窝协议大部分已被移动电话和物联网设备中普遍存在的 3G 和 4G 高速蜂窝协议所取代。但问题是蜂窝通信的功耗巨大，因此在工业应用中使用这种连接时，尤其是机器，系统需要连接到永久有线连接类型的电源。蜂窝 LTE 类别表示最大数据传输速率，尽管它是以更高的功耗为代价的。LTE Cat-0 和 Cat-1 连接可用于物联网设备。相比之下，LTE-M 是一种低功耗蜂窝协议，专为机器对机器和物联网应用而设计。
与其在手机上的应用相对广泛相比，工业级5G应用还没有那么成熟。这是因为消费者优先考虑下载速度（因此快速采用入门级 5G 设备），而 IIoT 系统工程师优先考虑低延迟和全覆盖无死角。事实上，低延迟在工业自动化中至关重要。诚然，第一个 5G 网络已实现低于 30 毫秒的延迟，但正在努力将延迟进一步降低至仅 1 毫秒。这对于要求苛刻的实时工业控制（不仅仅是监控）应用来说已经足够快了，例如在机床中传输反馈信号。
5G 技术减少延迟的一种方法是通过网络切片。这种网络技术将网络的带宽划分为不同的虚拟通道，然后分别进行管理。某些通道专门用于低延迟传输，并且禁止用于大多数流量。这些专门保留的快速通道只能由需要最高传输速率的工业控制应用程序使用。
LoRA 无线协议的兴起
远程广域网调制 (LoRA) 是可再生能源、采矿和物流行业远程和离岸应用的首选低成本无线协议。这是一种低功耗无线技术，可以在很远的范围内通信，甚至超过 10 公里，并且可以使用一块电池长达 10 年。简而言之，LoRA 是一种在免许可频段上运行的非蜂窝技术。该技术使用亚千兆赫频段，例如 433 MHz 和 915 MHz工业无线，以及基于线性调频扩频 (SSS) 调制的扩频调制。这使其成为设置在远程位置且只需要适度数据传输速率的物联网设备的理想选择。LoRA 还具有 128 位加密和身份验证控制功能。另一个有用的功能是在设备之间使用三边测量进行地理定位，
LoRA 使用由 . 但也有很多开源元素。它受 LoRa 支持（并保证设备互操作性）。LoRa 是一个大型财团，包括 IBM、思科、TATA、博世和 .
结语
用于工业自动化的无线协议比比皆是。每一种都适用于特定的应用。需要低功耗和接受短距离传输的应用通常受益于低功耗蓝牙连接。需要稳健通信的要求更高的工业应用可能需要支持无线连接的设备。需要长距离传输和高数据速率的应用必须使用蜂窝技术。在这里，5G 有望改变无线通信。当需要以最小的功耗进行远距离数据通信时，最好的选择通常是 LoRa 技术。