智能家居中的數(shù)字視頻監(jiān)控、門禁和燈光控制

對(duì)于監(jiān)控設(shè)備生產(chǎn)廠商來(lái)說(shuō)，如何在較低成本下實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜的產(chǎn)品是當(dāng)前的主要挑戰(zhàn)之一，“用戶用來(lái)安裝IP家庭監(jiān)控?cái)z像機(jī)的時(shí)間應(yīng)不超過(guò)10分鐘?！盡icron公司項(xiàng)目市場(chǎng)經(jīng)理Cliff Cheng說(shuō)道，“一種實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)uPNPuPnP(Universal Plug and Play，通用即插即用)接口達(dá)到設(shè)備間的無(wú)縫連接并簡(jiǎn)化家庭網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)。”而對(duì)于系統(tǒng)廠商而言，軟件設(shè)計(jì)的兼容性一直是開發(fā)中的困難所在。深圳高斯貝爾家居智能電子有限公司項(xiàng)目總監(jiān)張祖德表示，在開發(fā)視頻監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，須考慮不同平臺(tái)的操作系統(tǒng)、軟硬件之間的兼容性。他認(rèn)為視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)基本已經(jīng)不存在問題，但由于系統(tǒng)環(huán)境以及用戶安裝的軟件千變?nèi)f化，給系統(tǒng)的兼容性造成了一定的困難，“這是我們未來(lái)需要重點(diǎn)解決的問題”。

無(wú)線燈光控制：ZigBee最受青睞

雖然目前市場(chǎng)上已有大量可用于家庭燈光控制的無(wú)線技術(shù)，包括IrDAIrDA、藍(lán)牙BlueTooth、ZigBeeZigBee、Z-WaveZ-Wave、無(wú)線USB等等，但根據(jù)目標(biāo)應(yīng)用對(duì)成本、功耗、復(fù)雜程度、可靠性、功能等要求的不同，上述各種方案分別有其最適合的市場(chǎng)。飛思卡爾無(wú)線及移動(dòng)系統(tǒng)部市場(chǎng)經(jīng)理鄺景亮坦言，IrDA和一些專有無(wú)線解決方案正主導(dǎo)著低端市場(chǎng)。但這些方案的功能十分有限，主要的缺點(diǎn)體現(xiàn)在產(chǎn)品的可擴(kuò)展性、操作范圍、由于意外干擾導(dǎo)致的工作不穩(wěn)定以及只能單向操作等。另一方面，中端和高端市場(chǎng)正在尋求能夠解決以上問題的通用型無(wú)線系統(tǒng)，專有的系統(tǒng)解決方案將被淘汰。而在藍(lán)牙、ZigBee、Z-Wave、WLAN等備選方案中，雖然藍(lán)牙和無(wú)線USB已經(jīng)擁有廣泛的市場(chǎng)接受度，但由于高功耗、低網(wǎng)絡(luò)性能以及高系統(tǒng)成本等因素，使得這兩種技術(shù)并不適合家庭無(wú)線控制。

“ZigBee是智能家庭無(wú)線燈光控制系統(tǒng)中最有前途的解決方案”。Ember公司亞太區(qū)營(yíng)銷總監(jiān)Paul Covell指出。他認(rèn)為，首先，ZigBee便于部署。與其它大多數(shù)無(wú)線技術(shù)不同的是，ZigBee可以將照明傳感器、設(shè)備和控制功能自組織到可自動(dòng)配置和自我修復(fù)的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中。其次，相對(duì)藍(lán)牙和無(wú)線USB等需要大量功率的技術(shù)，ZigBee具有節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，利用電池供電就能讓ZigBee設(shè)備工作數(shù)年。ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的傳感器、照明開關(guān)等電池供電的終端設(shè)備在大部分時(shí)間都處于睡眠狀態(tài)，在激活時(shí)或定期的狀態(tài)更新時(shí)被喚醒。第三，ZigBee是一個(gè)開放的全球性無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，并得到超過(guò)225家OEM、芯片制造商和技術(shù)提供商的支持。最后，ZigBee具有比其它無(wú)線方案更高的可擴(kuò)展性和可靠性。ZigBee是為升級(jí)到支持多達(dá)65,000個(gè)設(shè)備的大型網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)的。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中，設(shè)備在沒有單點(diǎn)故障的情況下實(shí)現(xiàn)相互通信，如果一條通路出現(xiàn)斷開的鏈路，則會(huì)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)并使用新的通路，而不停止系統(tǒng)工作。這種長(zhǎng)期可靠性對(duì)于許多期望使用壽命達(dá)數(shù)十年的燈光控制系統(tǒng)而言至關(guān)重要。

Jennic公司應(yīng)用工程副總裁Paul Chilton則強(qiáng)調(diào)，應(yīng)將互操作性視為智能家庭的關(guān)鍵特性。智能家居的一個(gè)賣點(diǎn)應(yīng)是所有的應(yīng)用都能相互通信，從而提供協(xié)同效應(yīng)。例如，如果用戶家中安裝了運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器，那么除執(zhí)行安全任務(wù)之外，用戶還希望這些設(shè)備能發(fā)送一個(gè)信息給家中的燈光系統(tǒng)，通知系統(tǒng)在某段時(shí)間房間內(nèi)沒有人，以便關(guān)燈。作為一個(gè)開放式的全球標(biāo)準(zhǔn)，ZigBee已基本消除了互操作性的障礙。此外，隨著節(jié)點(diǎn)密度的提高，網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的可靠性也將越來(lái)越高。Jennic解決方案的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在于可以提供包含32位RISCRISC內(nèi)核和2.4GHz收發(fā)器的單芯片無(wú)線微控制器。32位處理器為開發(fā)工程師提供了在ZigBee或IEEE802.15.4堆棧之上運(yùn)行復(fù)雜應(yīng)用所需的靈活性。

盡管ZigBee技術(shù)得到了業(yè)界的廣泛支持，但作為其在家庭控制領(lǐng)域的有力競(jìng)爭(zhēng)者，Z-Wave技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭也不容小覷。Zensys公司亞太區(qū)總監(jiān)王俞喬表示，Z-Wave提供的是一種真正的網(wǎng)狀網(wǎng)解決方案，該方案允許不同供應(yīng)商的產(chǎn)品進(jìn)行互操作。目前市面上已有多種Z-Wave產(chǎn)品推出，還有更多的商用產(chǎn)品很快就將面市。Z-Wave開發(fā)包還提供了一個(gè)完全的開發(fā)平臺(tái)以便用戶簡(jiǎn)化應(yīng)用軟件的開發(fā)。用戶所需的學(xué)習(xí)時(shí)間短，可以在幾個(gè)月內(nèi)開發(fā)出產(chǎn)品并推向市場(chǎng)。

利用無(wú)繩DECT技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)燈光控制是TI的創(chuàng)新解決方案，這是因?yàn)闊o(wú)繩DECT技術(shù)具有成熟、便宜及易用等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。DECT控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)家庭控制系統(tǒng)的不同之處在于，它可以與2.5G/3G網(wǎng)絡(luò)連接，因此用戶可以在出差、辦公室等戶外場(chǎng)合通過(guò)手機(jī)對(duì)家中的燈光設(shè)備進(jìn)行控制。

當(dāng)選擇無(wú)線燈光系統(tǒng)的控制芯片時(shí)，MCU得到了包括飛思卡爾、Atmel、富士通微電子、Microchip、Silicon Labs在內(nèi)的眾多廠商的一致認(rèn)同。不過(guò)，采用8位、16位還是32位MCU架構(gòu)需取決于價(jià)格、功耗以及運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧之上的應(yīng)用。富士通微電子公司的產(chǎn)品經(jīng)理丁潔早指出，如果采用ZigBee技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)智能家庭的控制應(yīng)用，那么從成本和資源來(lái)衡量，8位MCU已經(jīng)足夠。4位MCU由于其內(nèi)部資源不夠，無(wú)法承載ZigBee的控制協(xié)議。而16位MCU成本相對(duì)較高，難以成為主流選擇。富士通微電子推出業(yè)內(nèi)首個(gè)面向簡(jiǎn)單應(yīng)用的802.15.4/ZigBee無(wú)線開發(fā)套件WiLeKit。該套件基于富士通微電子出色的低功耗8位微控制器MB95F108A，采用特別設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議，客戶無(wú)需支付昂貴的認(rèn)證費(fèi)用，就可以為他們的現(xiàn)有產(chǎn)品上快速增加高可靠性的ZigBee無(wú)線控制功能。