智能家居中的數(shù)字視頻監(jiān)控、門禁和燈光控制

Microchip的一款I(lǐng)EEE802.15.4無線收發(fā)器芯片MRF24J40可用于ZigBee認(rèn)證的產(chǎn)品中。除了硅芯片，Microchip還提供了一個(gè)針對(duì)PIC微控制器優(yōu)化的ZigBee協(xié)議棧。此外，Microchip提供了另一個(gè)IEEE802.15.4協(xié)議棧，被稱為MiWi協(xié)議。該協(xié)議棧比ZigBee協(xié)議棧大約小70%。MiWi協(xié)議有望被用于對(duì)成本敏感的應(yīng)用中，這類應(yīng)用無需ZigBee協(xié)議提供的互操作性。

意法半導(dǎo)體低數(shù)據(jù)速率網(wǎng)絡(luò)技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理Olivier Rouy則認(rèn)為，16位或32位MCU更有望成為ZigBee SoC的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核，其原因是同時(shí)管理ZigBee網(wǎng)絡(luò)(安全、路由)和燈光應(yīng)用本身需要一定的計(jì)算能力。8位MCU唯一可以應(yīng)用的地方是最基本的開關(guān)(無需路由功能)，此時(shí)對(duì)ZigBee棧的要求不是很高。但是這類設(shè)備將無法從ZigBee網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的靈活性中獲益。

AtmelAtmel公司RFIDRFID高級(jí)市場(chǎng)經(jīng)理Roland Schropp的觀點(diǎn)是，帶有高效軟件堆棧的標(biāo)準(zhǔn)閃存8位MCU非常適合無線燈控應(yīng)用，而且不會(huì)增加不必要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本。這種8位解決方案可以降低材料清單成本，并減小耗電量，提供高功效解決方案。AVR Z-Link解決方案包括了Atmel的多種AVR微控制器和符合IEEE802.15.4/ZigBee規(guī)范的RF器件，可提供出色的靈活性。目前客戶可根據(jù)應(yīng)用要求選用帶有4Kb到256Kb閃存的微控制器，使設(shè)備的成本符合其特定需求。

不過，CypressCypress公司的無線USB芯片CYRF6936為無線控制方案指明了另一種解決思路。CYRF6936芯片的優(yōu)點(diǎn)包括：在2.4GHz頻段具有抗干擾能力、低功耗，具有集成的組件以及加速產(chǎn)品上市的軟硬件工具。組件集成功能有助于簡(jiǎn)化工程設(shè)計(jì)、減小BOM，簡(jiǎn)化庫(kù)存管理等。同時(shí)選用PSoC作為控制處理器，這款動(dòng)態(tài)可配置的器件集成了模擬和數(shù)字組件，是一種極具靈活性的解決方案。Cypress還提供了易于使用的工具和集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，以及無需編寫代碼的PSoC Express設(shè)計(jì)工具。Cypress高級(jí)產(chǎn)品市場(chǎng)工程師Leon Tan表示，“通過結(jié)合使用CYRF6936與PSoC，可獲得PSoC的可編程能力和無線控制的自由性。”

門禁：數(shù)字鍵盤輸入控制方式將率先流行

近年來門禁控制技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，作為一種新型的現(xiàn)代化安全管理系統(tǒng)，門禁控制系統(tǒng)已被大量用于家庭環(huán)境，并且隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，系統(tǒng)的類型也日漸豐富，出現(xiàn)了從磁條卡、智能卡、數(shù)字鍵盤到生物特征識(shí)別等一系列多元化的產(chǎn)品。數(shù)字鍵盤通過檢驗(yàn)輸入密碼是否正確來判斷出入權(quán)限，其成本較低，缺點(diǎn)是密碼容易泄露，安全性能不高。智能卡相對(duì)來說則難以被復(fù)制，開門方便安全，并可實(shí)現(xiàn)雙向控制，但出入時(shí)必須攜帶卡片將造成一定的麻煩。

“在高安全性能比成本更重要的門禁應(yīng)用中，指紋、臉型和虹膜識(shí)別將成為主流。在對(duì)成本更加敏感的應(yīng)用中，智能卡和數(shù)字鍵盤更有發(fā)展空間。”Silicon Labs MCU市場(chǎng)總監(jiān)Ross Bannatyne指出，“不過，以上所有選擇的成本都將隨著技術(shù)的發(fā)展而降低，并且尺寸更小，功能更強(qiáng)。”

楚亞(Atrua)電子技術(shù)副總裁、總經(jīng)理邱倫紀(jì)博士對(duì)此也有認(rèn)同，他認(rèn)為數(shù)字鍵盤輸入既便宜又較為可靠，因此有可能在低端市場(chǎng)中最流行。而指紋識(shí)別將在中端和高端市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)地位。邱倫紀(jì)解釋道，給一個(gè)設(shè)備增加指紋功能的成本包括指紋閱讀器以及嵌入式微控制器。閱讀器的成本及其需要的計(jì)算資源都已降價(jià)，這使得它們對(duì)于中端市場(chǎng)極具吸引力。另一個(gè)原因是，面部識(shí)別和眼睛識(shí)別系統(tǒng)的部署成本最高，但是這些識(shí)別技術(shù)不會(huì)給用戶帶來任何相對(duì)指紋識(shí)別的精確性優(yōu)勢(shì)，使用起來也不如指紋識(shí)別方便。

控制器是門禁系統(tǒng)的核心部分，其功能相當(dāng)于計(jì)算機(jī)的CPU，負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的輸入、輸出信息的處理和儲(chǔ)存、控制等。它驗(yàn)證門禁讀卡器輸入信息的可靠性，并根據(jù)規(guī)則判斷其有效性，如果信息有效則對(duì)執(zhí)行部件發(fā)出信號(hào)。因此，門禁控制器性能的好壞直接影響著系統(tǒng)的可靠性。

Atrua的邱倫紀(jì)稱，16/32位MCU是最適合的控制和處理內(nèi)核，特別是基于ARMARM架構(gòu)的產(chǎn)品，因?yàn)檫@種架構(gòu)廣受供應(yīng)商的支持，且具有高功效特性。MCU的靈活性也很高，而且與DSP相比具有成本優(yōu)勢(shì)。他認(rèn)為ASIC和FPGAFPGA在門禁控制中幾乎沒有用武之地，任何需要特別與ASIC搭配的解決方案都沒有成本競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這是因?yàn)槠鋽?shù)量無法與目前更流行的MCU相競(jìng)爭(zhēng)。Atrua推出的全球最小的指紋傳感器將過流保護(hù)等電路集成到硅片中，降低了BOM材料成本。其自適應(yīng)電容技術(shù)具有最高精確度，可確保理想的用戶體驗(yàn)。基于標(biāo)準(zhǔn)的解決方案更是確保了供應(yīng)商互操作性和未來的升級(jí)途徑。

“但從降低成本的角度來考慮，高速8位MCU就已足夠滿足需求。”臺(tái)灣福華先進(jìn)微電子公司(FameG)產(chǎn)品經(jīng)理陳圣泓表示，“FameG已推出高達(dá)160MHz的超高速8位MCU產(chǎn)品，在對(duì)運(yùn)算機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化后，利用超高速8位MCU產(chǎn)品即可完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)?！盨ilicon Labs提供的8位MCU平臺(tái)同樣可實(shí)現(xiàn)各種安全應(yīng)用，這是因?yàn)槠涮幱跇I(yè)界領(lǐng)先地位的高性能8051內(nèi)核具有100MIPS的處理性能。此外，集成的高性能模擬性能也降低了客戶的成本。

Silicon Labs的MCU市場(chǎng)總監(jiān)Ross Bannatyne表示，在設(shè)計(jì)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)時(shí)，工程師重點(diǎn)考慮的事項(xiàng)包括易于使用的工具以及系統(tǒng)的整體成本。對(duì)于這些日益普遍的應(yīng)用必須便于客戶設(shè)計(jì)，以便客戶能將精力集中在其專有技術(shù)上。當(dāng)然，成本也是一個(gè)重要因素，雖然門禁控制技術(shù)的成本已經(jīng)大幅降低，但進(jìn)一步降低系統(tǒng)成本將有利于安全系統(tǒng)得到更廣泛的采用。此外還應(yīng)考慮的是產(chǎn)品是否易于實(shí)現(xiàn)。利用Silicon Labs和Cypress提供的混合信號(hào)MCU可以實(shí)現(xiàn)低成本目標(biāo)，混合器件中集成了放大、ADC、DAC等模擬元件，因此客戶無需再采用多個(gè)外圍模擬元件來設(shè)計(jì)復(fù)雜的電路板。通過將高性能模擬器件和高性能CPU集成，可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，同時(shí)不會(huì)有性能上的損失，并且客戶無需采用更昂貴的架構(gòu)來延長(zhǎng)8位設(shè)計(jì)的壽命。