【中國安防展覽網(wǎng) 技術(shù)交流】隨著*6的出現(xiàn)，對(duì)于所有實(shí)際用途，*互聯(lián)網(wǎng)地址目前幾乎是無限的。因此，如何應(yīng)用它們尚未*定義，但簡單地說，“智能”一詞將起到關(guān)鍵作用。
例如，智能家居將為可尋址的節(jié)點(diǎn)呈現(xiàn)出理想環(huán)境；家里的每個(gè)設(shè)備在不久的將來*可能變得‘更智能’，而這意味著我們的家也將因此變得更智能。
遠(yuǎn)程管理家居環(huán)境的想法還是只是一個(gè)開始。從概念上講，你甚至不需從傳統(tǒng)意義上管理事務(wù)；您的家庭將能自行做決定。主要表現(xiàn)為：智能照明、識(shí)別個(gè)人身份的安防系統(tǒng)，或適應(yīng)季節(jié)、當(dāng)日時(shí)間和占用率的環(huán)境設(shè)置。所有這些都將成為可能，這就要?dú)w功于微控制器提供強(qiáng)大支持的節(jié)點(diǎn)，而這些節(jié)點(diǎn)主要通過安全通道以無線通信方式來收集和交換數(shù)據(jù)。
無線技術(shù)的演變 數(shù)十年來，無線通信技術(shù)一直用于促進(jìn)工業(yè)環(huán)境中的控制；在蜂窩技術(shù)出現(xiàn)前的很長一段時(shí)間里，次GHz帶寬過去（目前仍然）主要用于創(chuàng)建專有而穩(wěn)固的射頻鏈路，這種鏈路同時(shí)具備良好的覆蓋率和彈性。但是，可以說是zui近的工作在2.4GHz帶寬范圍的‘開放’無線技術(shù)推動(dòng)了創(chuàng)新，同時(shí)推出的相關(guān)協(xié)議也是數(shù)量眾多。如今，使用868.0-868.6MHz（歐洲）、902–928MHz（北美）和2400-2483.5MHz（）頻帶的于無線通信的協(xié)議通常稱為IEEE802.15.4的IEEE規(guī)范，目前包括一系列更別的協(xié)議，如ZigBee、藍(lán)牙和線程協(xié)議。
持續(xù)創(chuàng)新已讓制造商大幅縮減面向IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)、已啟用射頻的微控制器的功耗和尺寸，如此一來，現(xiàn)在預(yù)計(jì)可以提供用于智能電器的基礎(chǔ)構(gòu)建塊，將其連接至家庭網(wǎng)關(guān)，并從此連接到整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)。通過這種方式，房主很快就能從任何地方監(jiān)視并控制這些智能電器，而網(wǎng)關(guān)在控制家庭環(huán)境方面也可獲得一定的自主權(quán)。
在某種程度上，這個(gè)智能家居的愿景將通過部署智能電表來實(shí)現(xiàn)，而智能電表可以更密切地監(jiān)視天然氣、水和電等公用事業(yè)的輸送。在智聯(lián)環(huán)境中與負(fù)責(zé)消耗這些商品的電器結(jié)合后，智能家居的愿景顯然已初步成型。但是，有限資源的更智能使用只是一個(gè)方面。未來會(huì)有很多機(jī)會(huì)改善開展日常活動(dòng)的方式，其中包括了安全門禁。目前提供的‘智能鎖’可使用個(gè)人代碼編程，從而幫助屋主了解家里的情況，包括有誰在家以及在家的時(shí)間等等。
智能家居將借由大量傳感器來實(shí)現(xiàn)，通過低成本、超低功耗的微控制器控制和連接，這對(duì)從事此激動(dòng)人心且可能獲利的新領(lǐng)域的OEM來說是一個(gè)大好良機(jī)。
集成解決方案 雖然低級(jí)協(xié)議仍為IEEE802.15.4，但較別的協(xié)議卻多種多樣且各不相同，實(shí)施這些協(xié)議的器件也是如此。例如，NXPSemiconductors推出的JN516x系列無線微控制器集成了一個(gè)專有的32位RISC內(nèi)核和一個(gè)包含2.45GHz無線電、調(diào)制解調(diào)器、基帶控制器和安全協(xié)處理器的無線收發(fā)器，以及一個(gè)在需要更大范圍時(shí)用于直接控制外部功率放大器的輸出。
圖 1：NXP的JN516x系列無線MCU框圖
安全協(xié)處理器提供IEEE802.15.42006標(biāo)準(zhǔn)中所需的基于硬件的128位AES-CCM模式，而收發(fā)器塊則提供由CPU上運(yùn)行的協(xié)議堆棧控制的MAC和PHY功能，以及協(xié)議和應(yīng)用軟件。
圖 2：NXP JN516x系列基帶協(xié)處理器框圖
雖然調(diào)制解調(diào)器提供數(shù)字收發(fā)器在250kbit/s下符合IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)所需的所有必要調(diào)制和擴(kuò)頻功能，但基帶處理器提供MAC層的所有時(shí)序關(guān)鍵型的功能，使用專門硬件來確保空中接口的定時(shí)。此硬件/軟件分區(qū)讓軟件可以實(shí)現(xiàn)協(xié)議以毫秒分辨率安排時(shí)序事件所需的事件定序，而硬件能夠以微秒時(shí)序分辨率實(shí)施特定的事件。軟件可處理協(xié)議的較高層功能，例如，使用基帶處理器提供的服務(wù)在端點(diǎn)和協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送管理和數(shù)據(jù)消息。
安全協(xié)處理器可由應(yīng)用軟件訪問，以執(zhí)行加密/解密操作。加密引擎的基于硬件的實(shí)現(xiàn)可大幅加快該過程。此外，JN516x還具有二十個(gè)通用型數(shù)字I/O引腳，以及兩個(gè)的數(shù)字輸出。
未來線路圖 高度集成的無線片上系統(tǒng)的另一個(gè)示例SiliconLabs推出的采用ARMCortex-M3內(nèi)核的EM358x系列。
圖 3：Silicon Labs的EM358x系列無線SoC框圖
該系列還具備一個(gè)2.4GHz、符合IEEE802-15.4標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器。據(jù)SiliconLabs所述，這一系列采用了一個(gè)架構(gòu)，超出了IEEE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的動(dòng)態(tài)范圍要求15dB以上。使用集成的接收通道濾波意味著，使用此系列SoC的器件可與使用2.4GHz范圍的其他器件共存；這是智能家居的一個(gè)重要因素，因?yàn)閷?duì)于許多（如不是全部）家用電器來說，預(yù)期是啟動(dòng)無線功能的。
它在硬件中集成了許多MAC功能、AES128加密加速器和自動(dòng)CRC處理，其中包括自動(dòng)ACK傳輸和接收、傳輸?shù)淖詣?dòng)回退延遲和空閑信道評(píng)估，以及收到的數(shù)據(jù)包的自動(dòng)濾波。Ember數(shù)據(jù)包追蹤接口還與MAC集成在一起，可以完整、非侵入式捕捉進(jìn)出器件的所有數(shù)據(jù)包，且專門與Ember開發(fā)工具一起使用。
此處描述的兩個(gè)系列無線MCU專為實(shí)現(xiàn)ZigBee協(xié)議而開發(fā)和定位，該協(xié)議已在智能家居應(yīng)用中部署，但zui近出現(xiàn)的線程協(xié)議預(yù)計(jì)會(huì)因其*功能而對(duì)面向智能家居的器件開發(fā)產(chǎn)生顯著而積極影響。許多可支持ZigBee的SoC也將支持線程，因此為開發(fā)商和OEM提供了路線圖。
結(jié)論 智能家居將采用各種技術(shù)，包括智能電表、網(wǎng)關(guān)和家電。盡管并非所有智能家居都可通過無線方式實(shí)現(xiàn)連接，但隨著ZigBee和線程等無線技術(shù)的不斷發(fā)展，大量智能電器將使用無線通信作為其連接家庭網(wǎng)關(guān)的主要（如不是*）形式。
*6的繼續(xù)發(fā)展是這一演變的基礎(chǔ)，可以說線程是這一方面的協(xié)議，因?yàn)樗鼘槔没ヂ?lián)網(wǎng)地址擴(kuò)展而開發(fā)。這將促使各種zui終應(yīng)用連接到家中，同時(shí)產(chǎn)生對(duì)一系列新設(shè)備的需求。
在短短幾年之后，房主也許可能會(huì)問自己，在無法從聯(lián)網(wǎng)世界的任何地方監(jiān)視與控制家居的各個(gè)方面時(shí)，他們?cè)?jīng)是如何進(jìn)行管理的。
