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智能家居新趋势解嵌入式Internet技能

更新时间:2018-10-10  阅览次数: 816 次

经过去年的风生水起,家居销售呈现了一个新兴蓬勃的局面,房地产、家装、互联网运营商等多个渠道销售火爆。有人甚至预言2018年初步悄然进入的普及元年。不管咋样,在智能家居走火的背后,呈现了新的发展趋势,智能家居大行其道,云计算无处不在,设备使用呈现人性化等等。

智能家居新趋势

一、技能引领无线智能家居

几年前,谈起智能家居,人们依旧想起要凿开墙壁,密密麻麻的布线,有碍美观,成本高昂,系统升级更新困难,售后服务也因为线路被埋导致故障诊断无法及时,这些都严重影响了消费者的满意度,无法被客户接受。

现在,随着物联网技能的兴起,智能家居迎来的二次革命,智能化程度大幅提高,客户拿着手机就能搞定日常的吃喝拉撒晚睡。现在的智能家居已经从当初的有线跃升为无线通讯,无需破墙布线,只要具有初中以上文化者根据自己需要组合安装,系统自动组网,扩展性能强,能够任意嵌入家居设备,更新升级;遇到售后也能及时诊断故障,予以修复。

智能家居的采用的通讯方式有三种,蓝牙、WIFI、ZIGBEE,前两者运用到家庭领域成本高昂,设备扩展性能较差,一个网端最多对应10个端口。而ZIGBEE则能无限制地接入新的端口,嵌入各种家居设备。这是一种低成本、低复杂度、高安全的双向通讯技能,还能支持地理定位功能。目前很多企业纷纷投入到ZIGBEE技能阵营,其中成都物联、华为,等国际ZIGBEE联盟会员在国内已经占据了领先的抢跑优势。

二、云计算牵手智能家居

话说物联网兴起,智能家居得到了长足的发展,从有线模式转化为无线模式,操作更加简洁方便,安全可靠,这其中,云计算起到了极为重要的作用。云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。

智能家居某企业技能部负责人表示,目前由于很多智能家居系统本身没有数据处理能力,用户允许将对于家中智能家居的相关信息储藏在云端,通过连接到云端的手机或者嵌在墙上的终端,允许很是有效安全快捷地掌控家居的风吹草动。

事实上,智能家居就是一个家庭物联网,允许通过云计算,也允许让家庭与社交互联网、新闻渠道、数据分析甚至是政府决策联系起来,在云的支撑下,一切皆有可能。云计算是趋势,在不久的未来,云计算将会深入到生活的每一个角落里面,引发各个产业的彻底变革,将在2018年得到快速发展。

智能家居嵌入式Internet技能

智能家居为了实现远程以及与外部互联网的通信,必须要实现单片机系统的Internet接入,智能家居中的嵌入式Internet技能在此发挥了很大作用。单片机采用互联网通讯与控制具有很好的实用价值,允许很简单地实现远程的控制与监测,也是信息家电要实现的主要目标。然而目前利用单片机实现嵌入式因特网计划的技能难点在于:如何利用单片机自身有限的资源对信息进行TCP/IP处理,使之变成允许在因特网上传输的IP数据包。从解决这一技能出发,目前出现如下四种计划:

(1)32位MCU+RTOS

采用32位高档单片机,在RTOS(实时多任务操作系统)平台上进行开发,在嵌入式单片机系统中集成TCP/IP协议,实现TCP/IP的协议处理,这一协议允许采用软件来实现,也允许通过硬件进行软件的简化。这种配置条件单片机有一定的存储空间来实施TCPIIP协议。目前国内较为流行的RTOS有VxWorks,pSOS,Nucleus,QNX,WindowsCE等。

由于采用高档单片机,此计划允许完成很多复杂的功能,但成本较高,开发周期较长,需要购买昂贵的RTOS开发软件,对开发人员的能力条件较高。

(2)8位MCU+TCP/IP协议芯片

这个计划是由MCU和固化了TCP/IP协议的芯片组成运用系统的核心。运用系统允许直接拨号上网,硬件电路相对简单,但需要大容量的存储器,假如使用的TCP/IP协议芯片是软件固化的,还条件MCU有较高的运行速率。采用这种计划的芯片有ScenixSemiconductor公司的SX-stack,Seiko公司的57600A,iReady公司的InternetTuner,ConnectOne公司的iCh等。其中Scenix单片机为软件固化协议,软件协议栈用汇编语言编写,存储在单片机的FLASH程序存储器中;其它芯片则为硬件固化,硬件TCP/IP协议堆栈作为MCU和Internet之间的加速器。

这个计划的优点是将8位单片机系统直接与Internet相连,允许使用PC机通过Internet远程访问单片机系统,也允许使用单片机系统将信息通过Internet发送到远程PC或其它终端上。但运用系统的设计工程师必须熟悉TCP/IP等协议和相关接口,软件设计量较大。另外每个电子设备都需要一个IP地址,因此需要扩充IP协议才能到更好的支持。

(3)MCU+EMIT协议+emGateway

利用emWare公司开发的EMIT(EmbeddedMicroInternetworkingTechnology,嵌入式微Internet互联网技能),在运用系统的MCU内部使用emNet协议,再通过emGateway与Internet连接。EmGateway互联网软件接口允许安装在计算机、TV机顶盒或专用的家用电器中,它支持TCP/IP协议并运行HTTP服务程序,作为用户允许通过互联网浏览器远程访问服务器。EmGateway通过RS-232,RS-485,CAN、及射频等通信方式与多个嵌入式设备相连,每个嵌入式设备的运用程序包含的一个独立的通信任务,称为emMicro,监测嵌入式设备中预先定义的各个变量,并将结果反馈到emGateway中,同时emMicr。还允许解释Gateway的命令,修改设备中的变量或进行某种控制。EmMicro和emGateway一起为嵌入式设备提供了Internet功能。

由于复杂的互联网协议是通过emGateway在PC机上实现的,运用系统MCU只使用较简单的emNet协议,因此对MCU的条件较低。但运用系统设计工程师必须熟悉emNet协议和相关的接口,原来客户运用系统的MCU也不一定符合条件,并且软硬件设计的工作量仍然较大。同时,运用系统的单片机处理emNet协议要占用一定的系统资源。

(4)MCU+Webchip+PC网关

所谓Webchip是独立于各种微控制器的专用互联网接口芯片,它通过标准的输入、输出口与各种MCU相连。MCU通过Webchip与网关连接即可接收并执行经由Internet远程传来的命令或将数据交给Webchip发送出去。

Webchip的主要优点在于:对MCU运用系统的设计工程师来说,无需熟悉复杂的互联网协议及其接口;对MCU芯片来说,对运行速率和存储器容量等方面无特殊条件;软件设计只需要增加一小段接口程序,其它无需作大的改动,在大程序上简化了运用设计的工作量,允许缩短MCU运用系统的设计周期。

以上四种计划从不同途径实现了MCU运用系统与Internet的连接,再加上RS-232,RS-485总线、无线射频或红外控制模块等扩展计划,就允许构成小型的家庭控制互联网。

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整理编辑:成都弱电工程专家