基于MIPS的Qualcomm Atheros SoC创建智能灯泡

　　如果你最近购买了Wi-Fi灯，那此灯便极有可能使用的是基于MIPS的芯片。例如，AnandTech公司的Ganesh T S最近对LIFX White 800灯泡进行拆卸后发现，此灯中含有使用面积优先MIPS CPU的Qualcomm Atheros QCA4002 SoC。

　　上周，由迪士尼研究院和苏黎世联邦理工学院组成的科学小组将连接灯泡的概念推向了一个全新的高度。此白皮书中，这四大物联网先锋对创新型LED-to-LED通讯系统的结构进行了描述。此系统可以应用在玩具、可穿戴设备、移动设备及其他Wi-Fi连接设备中。

　　

　　VLC是使用了400至800太赫兹（（780–375 nm）可见光的数据通信媒介

　　新的演示工具包（暂且称之为Linux灯泡）使用可见光来发送数据，且速率高达1 kbps。DIY灯泡的设计旨在与其他没有完整Wi-Fi连接但却可使用可见光通信（VLC）技术读取数据的设备保持互通。

　　

　　灯泡底套管主机电源（1c）、光传感器（2 b）、VLC控制板（1a）和Qualcomm SoC板；

　　（2）套管顶部外壳LED散热器（2b）和LED（2a），进一步提供额外的空气流（2 c）；

　　（3）原灯泡发光二极管和集成的电源插座。

　　本文主要对IP堆栈和其他网络协议如何在基于Linux的VLC设备上实现进行了探索。为此，研究人员还再次启用了现有的OpenWrt等软件，并使用了一些额外的固件来实现新的功能。整体而言，该方案大约需要1000行代码。

　　在下图中，我们应关注，迪士尼研究院的工程师们如何在一个普通的灯泡上配备额外的定制部件、电路和外壳来完成最终的硬件设计。

　　

　　Linux灯泡的硬件架构

　　基于MIPS的SoC运行Linux发行版的高级无线网络协议，单片机则处理VLC固件的实时运行操作，而这两个嵌入式处理器则通过UART接口进行连接。值得强调的是，其主要目标是建立一个仅使用VLC协议进行通信的设备网，而Wi-Fi协议则仅用于远程控制及数据收集。

　　编程MIPS CPU非常容易和简单。我们也将在未来的其他雏形中使用MIPS架构。——史提芬•曼古德，来自迪士尼研究院。

　　由于MCU通常是作为普通的以太网接口进行抽取，因此大部分使用了TCP或UDP协议的应用可以再次使用VLC驱动程序。

　　主要的计算模块将基于MIPS的Qualcomm Atheros SoC和内置802.11 g / n Wi-Fi、20 GPIO引脚及UART端口集成在一起。此SoC已使用在很多电子爱好者的方案及运行OpenWrt的机器人应用程序中——智能灯泡也不例外。OpenWrt是嵌入式Linux的发行版，用于优化网络设备和附带完整Wi-Fi堆栈的产品，其可提供一个完整的VLC传输层。

　　我们之所以选择Qualcomm Atheros SoC是基于其可用性、在网络论坛上的好评率及外形因素。——提芬•曼古德，来自迪士尼研究院。

　　不仅如此，在灯泡内嵌入Wi-Fi芯片为远程通信和控制建立了绝佳的路线。开发人员可通过无线广播频道进行无线固件更新、添加新功能或远程编写设备。此外，可利用Wi-Fi接口来收集实时测量数据及其他统计数据，且不需要拆卸灯泡。

　　迪士尼团队不会就此止步。其未来的计划还包括提升传输速度和距离，以及增加多色彩支持。