b体育官网智能家居的低功耗无线毗连处理计划
栏目:行业资讯 发布时间:2024-04-29
 智能家居(Smart Home)是指经由过程先辈的信息手艺,使家庭装备和体系完成互联互通,进步家居糊口的便当性、宁静性、节能性和温馨性的一种家居糊口方法,曾经成为当前最热点的使用之一,其顶用于将装备停止互联的低功耗无线毗连手艺,便成为智能家居使用的枢纽。本文将为您引见当前的低功耗无线毗连手艺的开展,和由Nordic所推出的相干处理计划。  智能家居体系凡是由各类传感器、施行器、收集装备和智能构

  智能家居(Smart Home)是指经由过程先辈的信息手艺,使家庭装备和体系完成互联互通,进步家居糊口的便当性、宁静性、节能性和温馨性的一种家居糊口方法,曾经成为当前最热点的使用之一,其顶用于将装备停止互联的低功耗无线毗连手艺,便成为智能家居使用的枢纽。本文将为您引见当前的低功耗无线毗连手艺的开展,和由Nordic所推出的相干处理计划。

  智能家居体系凡是由各类传感器、施行器、收集装备和智能构成,经由过程互联网毗连,完成装备之间的通讯和长途掌握。常见的智能家居使用包罗智能照明体系、智能安部分系、智能家电掌握、智能温控体系、语音助手与智能声响、智能窗帘和窗户、智能家庭文娱、安康监测体系、智能厨房等。

  这些智能装备凡是都需求接纳低功耗无线毗连手艺来将其串连起来,以完成便当的通讯与互连,目上次要的智能家居无线毗连和谈包罗Matter、Thread、蓝牙低功耗(Bluetooth LE)、Wi-Fi、Zigbee、蜂窝IoT和NR+等,这些无线毗连手艺各有其特征,以合用于各类差别的使用需求。以下将为您简介几种次要的无线毗连手艺的开展与功用特征。

  Matter供给了构建使用的同享根底,其目的是完成装备和生态体系之间的互操纵性,旨在闪开发职员轻松创立宁静牢靠的处理计划。Matter最后是于2019年12月启动的CHIP(Connected Home over IP)项目。启动公司包罗亚马逊、苹果、谷歌和Nordic等其他公司,其目的是就家庭互联装备的同一使用层尺度告竣分歧。

  Matter处理计划将可以与次要的智能家居生态体系(比方苹果的Siri、谷歌的Assistant和亚马逊的Alexa)互操纵,Matter利用Thread、Wi-Fi和以太网停止传输,并利用蓝牙低功耗停止调试。一切基于Thread的Matter装备都需求同时具有蓝牙低功耗功用,以即可以向收集增加新装备。

  Wi-Fi(Wireless Fidelity)是一种无线通讯手艺,用于在装备之间停止数据传输,Wi-Fi手艺使得装备无需利用传统的有线毗连方法,便可经由过程无线旌旗灯号停止通讯和毗连到互联网,是今朝使用最普遍的一种无线通讯手艺。

  Wi-Fi同盟(Wi-Fi Alliance)订定了一系列的Wi-Fi尺度,如802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac和802.11ax(Wi-Fi 6),每一个尺度都引入了新的手艺,进步了速率、牢靠性和机能。新版的Wi-Fi 6关于那些需求快速、牢靠和高容量无线毗连的使用出格有益。别的,像是智能恒温器、宁静摄像头和照明体系等智能家居装备,也能够受益于Wi-Fi 6改良的范畴和笼盖范畴,和在单个收集和基于IP的通讯上撑持更多装备的才能。

  蓝牙低功耗(Bluetooth Low Energy,BLE)是一种蓝牙手艺的变种,特地设想用于在低功耗情况下供给短间隔通讯。蓝牙低功耗手艺最明显的特征之一是其低功耗设想,合用于需求长工夫运转的装备,如传感器、可穿着装备和安康监测器。

  蓝牙低功耗的设想重点是供给短间隔通讯,凡是在10米到100米的范畴内,这有助于避免没必要要的能量耗损。蓝牙低功耗被设想成在长工夫内成立毗连,快速传输大批数据。这合用于在挪动装备之间同享小文件,或在传感器和挪动装备之间传输数据的场景。

  Thread是一种低功耗、IPv6(Internet Protocol version 6)根底的无线通讯和谈,专为物联网(IoT)设想。Thread被设想为一种低功耗和谈,合用于毗连大批低功耗装备的场景。它经由过程接纳低功耗的休眠形式、快速叫醒和灵敏的数据传输机制来低落装备的功耗。

  Thread撑持自组网,装备能够在没有中心的状况下主动构成收集。这使得收集的扩大变得愈加简单,新装备能够轻松参加并到场收集。Thread是成立在IPv6之上的,为装备供给环球独一的地点,这使得装备可以间接与互联网通讯,撑持端到真个通讯方法。

  Zigbee是一种专为低功耗、低数据传输率和短间隔通讯设想的无线通讯和谈,合用于需求长工夫运转的电池供电装备,好比传感器、智能家居装备等。Zigbee的设想目的之一是供给短间隔通讯,凡是在10到100米范畴内,这使得它十分合用于装备之间的近场通讯,如智能家居、产业掌握等范畴。

  Zigbee撑持自组网,装备能够静态地参加和分开收集,而无需中心。这使得收集能够自顺应变革,而且具有必然的弹性。Zigbee的数据传输率相对较低,合用于传感器数据、掌握号令等小量数据的传输,有助于低落功耗。

  在评价最合适您的物联网(IoT)使用的低功耗广域网(LPWAN)手艺时,思索手艺规格以外的各类身分相当主要,手艺规格自己能够与实践机能存在很大差别。这些是蜂窝物联网(包罗NB-IoT和LTE-M)比LoRaWAN、Sigfox、Wi-SUN或其他LPWAN更合适您的物联网项目标一些枢纽缘故原由。

  蜂窝物联网在操纵现有环球根底设备的受权频段中运转,固然它们需求定阅费,但它们包管了普遍的笼盖范畴、可扩大性、内置的效劳质量、牢靠性和不让步的宁静性。NB-IoT和LTE-M手艺的开辟是为了完成低功耗、大范围机械范例通讯使用。

b体育官网智能家居的低功耗无线毗连处理计划(图1)

  Nordic供给普遍的无线多和谈SoC产物组合,此中一款性的松散型超低功耗多和谈SoC(体系级芯片)nRF54H20,具有杰出的处置才能、大批内存和超卓的服从,和全新的多和谈无线电和开始进的宁静功用,将使开辟职员可以构建立异的物联网产物。

  nRF54H20可减小设想尺寸,用高度集成的SoC交换多个元器件,并可耽误电池寿命或减小电池尺寸,撑持高效处置、超低功耗无线电和最小就寝电流。nRF54H20撑持远间隔传输,具有10 dBm TX功率、蓝牙低功耗的-100 dBm RX活络度和802.15.4的-104 dBm。nRF54H20并可防备宁静要挟,经由过程宁静启动、宁静固件更新、宁静存储和防备物理进犯,供给开始进的宁静性。

  nRF54L15则是下一代多和谈SoC,它是一款超低功耗蓝牙5.4 SoC,具有全新的多和谈无线电和先辈的宁静功用。nRF54L系列具有超卓的处置才能和服从、扩大的内存和新的外设,一切这些都接纳更松散的封装。

  除上述的nRF54H20与nRF54L15 SoC以外,Nordic还推出一款蓝牙低功耗旗舰nRF5340 SoC,它是nRF53系列中的首款SoC,也是环球首款装备两个ArmCortex-M33处置器的无线SoC,两个灵敏的处置器和初级功用集的组合,使其成为低功耗音频、初级可穿着装备,和其他庞大物联网使用的幻想挑选。

  nRF5340是一款一体化SoC,包罗最凸起的nRF52系列功用的超集。蓝牙 5.4、高速SPI、QSPIb体育官网、USBb体育app、高达105℃的事情温度等功用,并与更高的机能、内存和集成度相分离,同时最大限度地低落电流耗损。它还供给宁静功用,比方可托施行、信赖根和宁静密钥存储。

  别的,Nordic另有nRF52系列,nRF52系列由七个多和谈蓝牙5.4 SoC构成,集成了壮大而高效的64 MHz Arm Cortex-M4 CPU,它的闪存范畴为192 KB至1024 KB,而RAM范畴为24 KB至256 KB。nRF52系列供给更简朴、经济高效的选项和高度先辈的选项,而且局部具有超低功耗。

  nRF52和nRF53系列是基于全闪存的SoC,闪存可为您的产物带来完整的灵敏性和可晋级性。它们能够在工场或现场经由过程无线装备固件晋级(OTA DFU)从头编程,如许能够随时随地停止产物更新和功用增加。

  Nordic针对IoT使用的低功耗广域网(LPWAN)手艺,还推出了nRF91系列,经由过程在微型10x16mm体系级封装(SiP)(合用于nRF9160 SiP和nRF9161 SiP)、11x12mm(合用于nRF9151 SiP)和7x11mm(合用于nRF9131迷你SiP)中,建造包罗一切相干器件的完好通讯和使用模块,完成了史无前例的集成程度,能够完成具有本钱效益且松散的设想,这是合作处理计划没法完成的,比方重量仅2.5克的太阳能植物。

  除多和谈SoC以外,Nordic还推出协同IC与软件开辟东西包,以放慢客户的产物开辟速率。像是nRF7002即是一款低功耗、初级宁静性、无缝共存的Wi-Fi 6协同IC,供给无缝Wi-Fi毗连和基于Wi-Fi的定位(当地Wi-Fi集线器的SSID嗅探)。它旨在与Nordic现有的nRF52和nRF53系列蓝牙SoC,和nRF91系列蜂窝物联网SiP一同利用,nRF7002还能够与非Nordic主机装备分离利用。

  nRF7001則是Nordic nRF70系列Wi-Fi协同IC中的第二款器件,它可与Nordic现有的超低功耗手艺轻松分离,具有低功耗2.4 GHz无线电,可确保耽误电池寿命,可在各类使用中无缝完成Wi-Fi 6毗连。别的另有nRF7000 Wi-Fi 6协同IC,nRF7000是nRF7002的精简版本,特地用于基于SSID的Wi-Fi定位。该协同IC次要存眷Wi-Fi接入点的自动和被动扫描,为基于地位的使用供给牢靠且节能的处理计划。

  Nordic也推出用于构建蓝牙低功耗、Wi-Fi、蜂窝物联网、蓝牙网状收集、Thread、Zigbee和Matter产物的软件开辟包nRF Connect SDK,这是一个可扩大且同一的软件开辟包,用于构建基于Nordic一切nRF52、nRF53、nRF70和nRF91系列无线器件的产物。它为开辟职员供给了一个可扩大的框架,用于为内存受限的装备构建尺寸优化的软件,并为更先辈的装备和使用构建壮大而庞大的软件。它集成了Zephyr RTOS和各类示例、使用和谈、和谈栈、库和硬件驱动法式,以收缩客户的产物开辟工夫。

  智能家居可进步人们糊口质量,提拔家居的智能化程度,曾经成为当前热点的使用开展标的目的。想要确保智能装备和体系的牢靠和宁静,便需求挑选不变、宁静的无线通讯手艺来勾通起一切的智能家居装备。Nordic所推出的多和谈SoC产物系列,可以大幅简化智能家居产物的设想,并提拔体系的不变性与宁静性,将会是您开辟智能家居相干产物的最优协作同伴。