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[導(dǎo)讀]經(jīng)過去年的風(fēng)生水起,智能家居銷售呈現(xiàn)了一個新興蓬勃的局面,房地產(chǎn)、家裝、網(wǎng)絡(luò)運營商等多個渠道銷售火爆。有人甚至預(yù)言2013年開始悄然進入智能家居的普及元年。不管咋樣

經(jīng)過去年的風(fēng)生水起,智能家居銷售呈現(xiàn)了一個新興蓬勃的局面,房地產(chǎn)、家裝、網(wǎng)絡(luò)運營商等多個渠道銷售火爆。有人甚至預(yù)言2013年開始悄然進入智能家居的普及元年。不管咋樣,在智能家居走火的背后,呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢,無線智能家居大行其道,云計算無處不在,設(shè)備使用呈現(xiàn)全方位人性化等等。

智能家居新趨勢

一、技術(shù)引領(lǐng)無線智能家居

幾年前,談起智能家居,人們還是想起要鑿開墻壁,密密麻麻的布線,有礙美觀,成本高昂,系統(tǒng)升級更新困難,售后服務(wù)也因為線路被埋導(dǎo)致故障診斷無法及時,這些都嚴重影響了消費者的滿意度,無法被客戶接受。

現(xiàn)在,隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興起,智能家居迎來的二次革命,智能化程度大幅提高,客戶拿著手機就能搞定日常的吃喝拉撒晚睡。現(xiàn)在的智能家居已經(jīng)從當(dāng)初的有線傳輸躍升為無線通訊,無需破墻布線,只要具有初中以上文化者根據(jù)自己需要組合安裝,系統(tǒng)自動組網(wǎng),擴展性能強,能夠任意嵌入家居設(shè)備,更新升級;遇到售后也能及時診斷故障,予以修復(fù)。

智能家居的采用的通訊方式有三種,藍牙、WIFI、ZIGBEE,前兩者應(yīng)用到家庭領(lǐng)域成本高昂,設(shè)備擴展性能較差,一個網(wǎng)端最多對應(yīng)10個端口。而 ZIGBEE則能無限制地接入新的端口,嵌入各種家居設(shè)備。這是一種低成本、低復(fù)雜度、高安全的雙向通訊技術(shù),還能支持地理定位功能。目前很多企業(yè)紛紛投入到ZIGBEE技術(shù)陣營,其中南京物聯(lián)、深圳華為,等國際ZIGBEE聯(lián)盟會員在國內(nèi)已經(jīng)占據(jù)了領(lǐng)先的搶跑優(yōu)勢。

二、云計算牽手智能家居

話說物聯(lián)網(wǎng)興起,智能家居得到了長足的發(fā)展,從有線模式轉(zhuǎn)化為無線模式,操作更加簡潔方便,安全可靠,這其中,云計算起到了極為重要的作用。云計算是基于互聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)服務(wù)的增加、使用和交付模式,通常涉及通過互聯(lián)網(wǎng)來提供動態(tài)易擴展且經(jīng)常是虛擬化的資源。

智能家居某企業(yè)技術(shù)部負責(zé)人表示,目前由于很多智能家居系統(tǒng)本身沒有數(shù)據(jù)處理能力,用戶可以將對于家中智能家居的相關(guān)信息儲藏在云端,通過連接到云端的手機或者嵌在墻上的終端,可以非常有效安全快捷地掌控家居的風(fēng)吹草動。

事實上,智能家居就是一個家庭物聯(lián)網(wǎng),可以通過云計算,也可以讓家庭與社交網(wǎng)絡(luò)、新聞渠道、數(shù)據(jù)分析甚至是政府決策聯(lián)系起來,在云的支撐下,一切皆有可能。云計算是趨勢,在不久的未來,云計算將會深入到生活的每一個角落里面,引發(fā)各個產(chǎn)業(yè)的徹底變革,將在2013年得到快速發(fā)展。

智能家居嵌入式Internet技術(shù)

智能家居為了實現(xiàn)遠程監(jiān)控以及與外部網(wǎng)絡(luò)的通信,必須要實現(xiàn)單片機系統(tǒng)的Internet接入,智能家居中的嵌入式Internet技術(shù)在此發(fā)揮了很大作用。單片機采用互聯(lián)網(wǎng)通訊與控制具有很好的實用價值,可以很容易地實現(xiàn)遠程的控制與監(jiān)測,也是信息家電要實現(xiàn)的主要目標(biāo)。然而目前利用單片機實現(xiàn)嵌入式因特網(wǎng)方案的技術(shù)難點在于:如何利用單片機自身有限的資源對信息進行TCP/IP協(xié)議處理,使之變成可以在因特網(wǎng)上傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)包。從解決這一技術(shù)出發(fā),目前出現(xiàn)如下四種方案:

(1)32位MCU+RTOS

采用32位高檔單片機,在RTOS(實時多任務(wù)操作系統(tǒng))平臺上進行軟件開發(fā),在嵌入式單片機系統(tǒng)中集成TCP/IP協(xié)議,實現(xiàn)TCP/IP的協(xié)議處理,這一協(xié)議可以采用軟件來實現(xiàn),也可以通過硬件進行軟件的簡化。這種配置要求單片機有一定的存儲空間來實施TCPIIP協(xié)議。目前國內(nèi)較為流行的 RTOS有VxWorks, pSOS, Nucleus, QNX, Windows CE等。

由于采用高檔單片機,此方案可以完成很多復(fù)雜的功能,但成本較高,開發(fā)周期較長,需要購買昂貴的RTOS開發(fā)軟件,對開發(fā)人員的能力要求較高。

(2) 8位MCU+TCP/IP協(xié)議芯片

這個方案是由MCU和固化了TCP/IP協(xié)議的芯片組成應(yīng)用系統(tǒng)的核心。應(yīng)用系統(tǒng)可以直接撥號上網(wǎng),硬件電路相對簡單,但需要大容量的存儲器,如果使用的TCP/IP協(xié)議芯片是軟件固化的,還要求MCU有較高的運行速度。采用這種方案的芯片有Scenix Semiconductor公司的SX-stack, Seiko公司的57600A,iReady公司的Internet Tuner, Connect One公司的iChip等。其中Scenix單片機為軟件固化協(xié)議,軟件協(xié)議棧用匯編語言編寫,存儲在單片機的FLASH程序存儲器中;其它芯片則為硬件固化,硬件TCP/IP協(xié)議堆棧作為MCU和Internet之間的加速器。

這個方案的優(yōu)點是將8位單片機系統(tǒng)直接與Internet相連,可以使用PC機通過Internet遠程訪問單片機系統(tǒng),也可以使用單片機系統(tǒng)將信息通過Internet發(fā)送到遠程PC或其它終端上。但應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計工程師必須熟悉TCP/IP等協(xié)議和相關(guān)接口,軟件設(shè)計量較大。另外每個電子設(shè)備都需要一個IP地址,因此需要擴充IP協(xié)議才能到更好的支持。

(3)MCU+EMIT協(xié)議+emGateway

利用emWare公司開發(fā)的EMIT(Embedded Micro Internetworking Technology,嵌入式微Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)),在應(yīng)用系統(tǒng)的MCU內(nèi)部使用emNet協(xié)議,再通過emGateway與Internet連接。EmGateway網(wǎng)絡(luò)軟件接口可以安裝在計算機、TV機頂盒或?qū)S玫募矣秒娖鞣?wù)器中,它支持TCP/IP協(xié)議并運行HTTP服務(wù)程序,作為用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽器遠程訪問服務(wù)器。EmGateway通過RS-232, RS-485, CAN、紅外及射頻等通信方式與多個嵌入式設(shè)備相連,每個嵌入式設(shè)備的應(yīng)用程序包含的一個獨立的通信任務(wù),稱為emMicro,監(jiān)測嵌入式設(shè)備中預(yù)先定義的各個變量,并將結(jié)果反饋到emGateway中,同時emMicr。還可以解釋Gateway的命令,修改設(shè)備中的變量或進行某種控制。EmMicro 和emGateway一起為嵌入式設(shè)備提供了Internet功能。

由于復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通過emGateway在PC機上實現(xiàn)的,應(yīng)用系統(tǒng)MCU只使用較簡單的emNet協(xié)議,因此對MCU的要求較低。但應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計工程師必須熟悉emNet協(xié)議和相關(guān)的接口,原來客戶應(yīng)用系統(tǒng)的MCU也不一定符合要求,并且軟硬件設(shè)計的工作量仍然較大。同時,應(yīng)用系統(tǒng)的單片機處理 emNet協(xié)議要占用一定的系統(tǒng)資源。

(4)MCU+Webchip+PC網(wǎng)關(guān)

所謂Webchip是獨立于各種微控制器的專用網(wǎng)絡(luò)接口芯片,它通過標(biāo)準(zhǔn)的輸入、輸出口與各種MCU相連。MCU通過Webchip與網(wǎng)關(guān)連接即可接收并執(zhí)行經(jīng)由Internet遠程傳來的命令或?qū)?shù)據(jù)交給Webchip發(fā)送出去。

Webchip的主要優(yōu)點在于:對MCU應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計工程師來說,無需熟悉復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及其接口;對MCU芯片來說,對運行速度和存儲器容量等方面無特殊要求;軟件設(shè)計只需要增加一小段接口程序,其它無需作大的改動,在大程序上簡化了應(yīng)用設(shè)計的工作量,可以縮短MCU應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計周期。[!--empirenews.page--]

以上四種方案從不同途徑實現(xiàn)了MCU應(yīng)用系統(tǒng)與Internet的連接,再加上RS-232, RS-485總線、無線射頻或紅外控制模塊等擴展方案,就可以構(gòu)成小型的家庭控制網(wǎng)絡(luò)。

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