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ZigBee+Arduino+Android圓夢智能家庭

2011-07-18
作者:電子技術應用網記者:陳穎瑩

    家喻戶曉的德州儀器(TI)射頻(RF)解決方案早已應用在各種產品中,而其明星產品CC2530系列更是出現在大大小小的科技期刊中,深受業界工程師和高校師生的追捧。作為TI的客戶,星谷科技這些年在物聯網、數字家庭領域就憑借TI的CC2530發展自身業務。近日,德州儀器亞洲區市場經理陳雄基、德州儀器半導體技術(上海)有限公司半導體事業部業務拓展經理周翔連同星谷科技CTO范晨博士,向記者揭示了為什么選擇將ZigBee應用在智能家庭中,也展示了星谷科技的一些成功案例。

Why ZigBee?

    短距離無線通信技術有ZigBee、Bluetooth、433 MHz、低功耗Wi-Fi,其實所解決的就是通信最后100 m,甚至是最后10 m的問題,那么為什么星谷科技要選擇ZigBee呢?

    范博士向記者闡述了原因:“如表1所示,這四種技術各有所長,但是從數字家庭應用所需的安全性和低成本來看,433 MHz雖然使用起來很簡單,但是其致命點就是不安全,ZigBee則內置了AES 128 bit的加密算法。而低功耗的Wi-Fi由于速率快所以相對較貴,從組網規模上看ZigBee是最多的,理論可達65 000個節點。綜合這些因素,ZigBee是最佳選擇。”

表1 短距離無線通信技術對比

    周翔經理說:“全球工業、科學和醫用頻段最通用的是2.4 GHz,今天的主題ZigBee也是在2.4 GHz上的應用協議。Bluetooth在家庭中的應用絕對不會超過10 m,隔一間房可能就不行了,這是理想的狀況。Wi-Fi也很明顯,比如家里有一個小的無線路由器,放在廚房里,很可能客廳角落的信號就很弱,甚至在某個角度收不到。我們今天的主題ZigBee也是這樣,其通信速率并不是很高,但是距離相對比較遠一些,而且它有一個83 MHz的帶寬是完全公用的。”

    陳雄基經理補充到:“在家庭中,ZigBee本身能提供一個完整的路由功能,所以它補償了穿透力的問題,因為家里肯定不止一個門磁或者一個傳感器,其實它們都可以作為一個路由,把你的信息傳遞出去。”

ZigBee+ Arduino+Android

    星谷科技的業務主要分為物聯網平臺、ZigBee-IP網關和ZigBee外設三部分。值得一提的是,星谷采用了Arduino開源硬件平臺。Arduino提倡電子積木式開發,可以非常方便靈活地制作各種傳感器外設的原型,解決了各種傳感器接入到終端的標準不一致的問題。.Google I/O 2011發布了Android Open Accessory,就是以Arduino作為標準。隨著Android在手機、平板電腦、機頂盒、家電等智能終端中的廣泛應用,以及智能終端在智能家庭及物聯網領域的應用,Arduino必然會在這些領域的開發中擁有舉足輕重的地位。Arduino同樣選用最適合大規模傳感器組網的ZigBee作為短距離無線通信的解決方案。ZigBee+ Arduino+Android所能碰撞出的火花是我們難以預計的,但是一定會很精彩,會對數字家庭、物聯網的發展起到很大的推動作用。

    數字家庭的實現必然需要家電、家居等廠商的配合。星谷科技以網關為核心的開放運營策略,將與家電廠商、健康產品提供商合作,在他們產品中嵌入ZigBee芯片實現智能家電和智能健康醫療。范博士介紹到:“舉個例子,我們正在跟空調廠商接洽,幫助他們在空調內安裝ZigBee的通信模塊,相信其他廠商也會看到這種應用的優勢和廣闊的市場前景,會很快加入進來。” 星谷科技的成功案例有很多,其中與深圳移動合作的全國首個G3無線社區是一個經典案例。由于場地有限,現場只向記者展示了一個智能安防的設計,可以通過紅外感應進行自動報警。

TI豐富的低功耗射頻產品

    TI針對不同的應用領域有不同的低功耗射頻產品。例如,CC2530針對智能儀表應用,CC111x、CC1101針對安防與監控領域,CC2530/1/3用于遙控器,CC8520用于無線音頻,CC2570/1、CC2540、CC251X用于醫療及消費電子領域,在家庭自動化及照明系統領域則有CC2530ZNP和CC2431。

    陳雄基經理表示:“TI同時提供不同的平臺,不管是2.4 G還是433 MHz,因為的確沒有一種是完美的技術,隨著應用場景不同,用法也將不太一樣。”今年年初,TI推出了提供ANT+ 與藍牙連接的雙模式單芯片解決方案CC2567,陳雄基經理也向記者透露:從技術的角度來講,幾種不同的技術TI都能做,從長期的產品路線圖來說,很有機會會整合到一個芯片上。

    在可見的未來,相信ZigBee以及其他短距離無線通信技術會應用在更多智能設備和家電中,推動智能家庭最終得以在老百姓家中實現。

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