嵌入式方案助力智能家居 連接和低功耗是關(guān)鍵技術(shù)

電力網(wǎng)絡、智能家電、家用溫控器、智能照明、智能插頭、智能網(wǎng)關(guān)/網(wǎng)橋等的智能家居應用，追求著更加智能、低功耗的目標。例如當今的智能家電，主要是高效電機、節(jié)水、電子電機控制以及用戶友好界面等特點。而未來的智能家電，將向著高級用戶界面、通信功能、報告能源使用情況、實時報價以及響應DR事件等特點發(fā)展。

嵌入式智能解決方案正幫助智能家居應用向更高目標邁進，而連接和低功耗則是其中的關(guān)鍵技術(shù)。為此，美國微芯科技公司Microchip憑借低功耗嵌入式WIFI模塊以及低功耗MCU等系列產(chǎn)品進一步降低使用能耗，其中深度休眠模式更將休眠電流降低至極低水平，走向超低功耗。

無線傳感器在智能家居中得到大量應用，例如智能儀表、智能插頭、溫控器和溫度傳感器等，其安裝簡便，低廉可靠，使用壽命長。據(jù)微芯科技應用工程師王敬亭介紹，在類似應用中采用低功耗嵌入式WIFI模塊，能夠間歇性發(fā)送小量數(shù)據(jù)，連接到網(wǎng)絡時傳輸數(shù)據(jù)，然后斷開網(wǎng)絡，通過internet與其他設備或用戶通信，執(zhí)行時間短意味著功耗低。

Microchip的兩類WIFI模塊包括RN系列和MRF系列。其中RN系列，TCP/IP協(xié)議棧在模塊上，優(yōu)點是簡單的ASCII接口，上市快，可與任何MUC供應商的產(chǎn)品配合使用，支持所有PIC單片機系統(tǒng)。MRF系列，TCP/IP協(xié)議棧在PIC MCU中，優(yōu)點是提供完整的應用程序服務協(xié)議棧，在PIC18至PIC32中經(jīng)過驗證，使用時無許可證費，可擴展以定制協(xié)議棧應用程序。模塊的好處在于提供優(yōu)化的RF性能，降低風險。一經(jīng)預先認證的模塊，省錢并縮短上市時間。


另一方面，基于類似應用的無線傳感器需要較長的電池壽命（有些情形下需要20年），必須可靠穩(wěn)定，例如必須檢測殆盡電池，提供警示信號來提醒用戶并執(zhí)行安全關(guān)閉，必須定期執(zhí)行特定任務，例如煙霧探測器每隔數(shù)秒采樣空氣質(zhì)量，以及低運行電流。

許多應用在大多數(shù)時間保持MCU處于休眠模式。這些MCU定期喚醒，執(zhí)行目標功能，然后再次返回休眠。因此，低功耗MCU應當具備以下特點：在內(nèi)核不運行時低休眠電流；MCU執(zhí)行任務時低工作電流；快速喚醒時間，可快速執(zhí)行目標功能；監(jiān)視電路，將MCU從休眠喚醒；低平均電流。

而Microchip PIC MCU具有的特性可將休眠電流進一步降低至前所未的極低水平，即深度休眠模式。具體而言，內(nèi)核、外設和SRAM斷電。相比傳統(tǒng)休眠模式，電流消耗少90%，深度休眠電流低至約25nA，在RTCC（實時時鐘和日歷）工作的深度休眠模式下，電流消費低至約850nA。

此外，Microchip提供靈活的平臺，例如XLP技術(shù)支持電池供電的低功耗能量顯示屏和監(jiān)視器，同時集成段式LCD/圖形控制器，用于低成本能量顯示，還可根據(jù)網(wǎng)絡需求，在Sub-GHz\WIFI和802.15.4/ZigBee網(wǎng)絡之間輕松遷移。還有高精度的低成本能量測量，以及一系列參考設計和開發(fā)板的加快開發(fā)，持續(xù)幫助智能家居變?yōu)楝F(xiàn)實。（責編：王瓊芳）