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智能家居:数字视频监控 门禁和灯光控制
2007/7/2/15:32  来源:电子系统设计  作者:Nicole Chen
 

    Jennic公司应用工程副总裁Paul Chilton则强调,应将互操作性视为智能家庭的关键特性。智能家居的一个卖点应是所有的应用都能相互通信,从而提供协同效应。例如,如果用户家中安装了运动检测器,那么除执行安全任务之外,用户还希望这些设备能发送一个信息给家中的灯光系统,通知系统在某段时间房间内没有人,以便关灯。作为一个开放式的全球标准,ZigBee已基本消除了互操作性的障碍。此外,随着节点密度的提高,网状网络的可靠性也将越来越高。Jennic解决方案的独特优势在于可以提供包含32位RISC内核和2.4GHz收发器的单芯片无线微控制器。32位处理器为开发工程师提供了在ZigBee或IEEE802.15.4堆栈之上运行复杂应用所需的灵活性。

    尽管ZigBee技术得到了业界的广泛支持,但作为其在家庭控制领域的有力竞争者,Z-Wave技术的发展势头也不容小觑。Zensys公司亚太区总监王俞乔表示,Z-Wave提供的是一种真正的网状网解决方案,该方案允许不同供应商的产品进行互操作。目前市面上已有多种Z-Wave产品推出,还有更多的商用产品很快就将面市。Z-Wave开发包还提供了一个完全的开发平台以便用户简化应用软件的开发。用户所需的学习时间短,可以在几个月内开发出产品并推向市场。

    利用无绳DECT技术来实现灯光控制是TI的创新解决方案,这是因为无绳DECT技术具有成熟、便宜及易用等多个优点。DECT控制系统与传统家庭控制系统的不同之处在于,它可以与2.5G/3G网络连接,因此用户可以在出差、办公室等户外场合通过手机对家中的灯光设备进行控制。

    当选择无线灯光系统的控制芯片时,MCU得到了包括飞思卡尔、Atmel、富士通微电子、Microchip、Silicon Labs在内的众多厂商的一致认同。不过,采用8位、16位还是32位MCU架构需取决于价格、功耗以及运行在网络协议栈之上的应用。富士通微电子公司的产品经理丁洁早指出,如果采用ZigBee技术来设计智能家庭的控制应用,那么从成本和资源来衡量,8位MCU已经足够。4位MCU由于其内部资源不够,无法承载ZigBee的控制协议。而16位MCU成本相对较高,难以成为主流选择。富士通微电子推出业内首个面向简单应用的802.15.4/ZigBee无线开发套件WiLeKit。该套件基于富士通微电子出色的低功耗8位微控制器MB95F108A,采用特别设计的简单网络控制协议,客户无需支付昂贵的认证费用,就可以为他们的现有产品上快速增加高可靠性的ZigBee无线控制功能。

    Microchip的一款IEEE802.15.4无线收发器芯片MRF24J40可用于ZigBee认证的产品中。除了硅芯片,Microchip还提供了一个针对PIC微控制器优化的ZigBee协议栈。此外,Microchip提供了另一个IEEE802.15.4协议栈,被称为MiWi协议。该协议栈比ZigBee协议栈大约小70%。MiWi协议有望被用于对成本敏感的应用中,这类应用无需ZigBee协议提供的互操作性。

    意法半导体低数据速率网络技术市场经理Olivier Rouy则认为,16位或32位MCU更有望成为ZigBee SoC的标准内核,其原因是同时管理ZigBee网络(安全、路由)和灯光应用本身需要一定的计算能力。8位MCU唯一可以应用的地方是最基本的开关(无需路由功能),此时对ZigBee栈的要求不是很高。但是这类设备将无法从ZigBee网状网络的灵活性中获益。

    Atmel公司RFID高级市场经理Roland Schropp的观点是,带有高效软件堆栈的标准闪存8位MCU非常适合无线灯控应用,而且不会增加不必要的系统设计成本。这种8位解决方案可以降低材料清单成本,并减小耗电量,提供高功效解决方案。AVR Z-Link解决方案包括了Atmel的多种AVR微控制器和符合IEEE802.15.4/ZigBee规范的RF器件,可提供出色的灵活性。目前客户可根据应用要求选用带有4Kb到256Kb闪存的微控制器,使设备的成本符合其特定需求。

    不过,Cypress公司的无线USB芯片CYRF6936为无线控制方案指明了另一种解决思路。CYRF6936芯片的优点包括:在2.4GHz频段具有抗干扰能力、低功耗,具有集成的组件以及加速产品上市的软硬件工具。组件集成功能有助于简化工程设计、减小BOM,简化库存管理等。同时选用PSoC作为控制处理器,这款动态可配置的器件集成了模拟和数字组件,是一种极具灵活性的解决方案。Cypress还提供了易于使用的工具和集成开发环境(IDE),以及无需编写代码的PSoC Express设计工具。Cypress高级产品市场工程师Leon Tan表示,“通过结合使用CYRF6936与PSoC,可获得PSoC的可编程能力和无线控制的自由性。”

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