"走的管好门窗、关闭一切电源，注意安全！"这样的话语相信各位再熟悉不过了吧。现在市面上的插座基本都是非智能的，用电器接在插座上人们一般不会直接切断用电器电源因而用电器总是处于待机状态，如果插座此时处于接通状态，用电器就会产生待机功耗，造成电能的浪费。更有甚者如果用电器发生短路或者超负荷有可能引起火灾，存在较大的安全隐患。智能插座产品的推行，确实能够帮助用户解决潜在的问题，安全用电确实关乎大家的人身安全，因此设计一款安全节能的智能插座很有现实意义。本节能智能插座方案，正为解决能源浪费及用电安全问题促进低碳生活而设立。一、智能插座设计原理1、方案结构框图图1智能插座方案结构框图如图1所示，整个系统由五个部分组成，分别是系统电源、功率检测模块、MCU控制单元、执行机构、输入外设。2、硬件设计及原理图2系统电源电源模块是基于LNK304设计。图2中L和N为220V交流电接口，将交流电加在LNK304芯片上，LNK304的S脚会输出12V电压，通过R13和R14分压成6V再通过一个三极管加强驱动能力，三级管上有部分压降，所以输出电压VDD大概为5V。图3功率检测模块功率检测采用FC7759芯片，FC7759会根据采集到的电压信号与电流信号计算功率，根据功率的大小在CF脚输出一定频率的脉冲序列，该脉冲序列的频率与功率的大小成正比。单片机可以根据读到的脉冲频率来判断功率的大小从而发出相应指令来控制执行机构做出相应动作。图中FLQ为采样电阻，采集的是电流信号，R3，R4，R5，R6电阻分压，采集的是电压信号。二、MCU控制部分控制部分采用MP20E01型单片机，该型号单片机功耗低，体积小，价格低廉同时IO也满足本设计的需求。如图4，功率检测模块输出的脉冲信号送到MP20E01单片机的P14脚，P12脚读取按键信号，P15脚读取外部红外遥控信号，P13脚控制LED指示灯，P1.1控制继电器开启或关断插座电源。图4MCU控制电路图图5继电控制当单片机检测到用电器功率过高或过低时控制继电器导通或关断从而实现对插座电源的控制。图6输入外设通过按键输入可以实现对插座电源的开启和关断，还能进行一些功能设定（如设置学习功能），红外遥控主要用来开启插座电源。图7智能插座整体硬件设计原理图三、软件流程图程序流程如图8所示，上电后初始化单片机IO口、定时器，进行中断初配置然后进入大循环。检测按键或红外信号，如果输入无信号则继续检测按键和红外信号，如果有信号输入则开启插座电源。然后单片机判断此时是否为空载，如果为空载则控制继电器关断插座电源，如果不为空载则检测学习功能设置标志位是否为1，如果为1则进行学习功能设定，如果不为1则进入到下一步。单片机判断当前功率是否处于阈值图8智能插座方案软件流程图本智能插座设计本系统支持多个红外线频段，可以使用各种红外遥控器对系统进行操作。解决了用电器待机能耗的浪费问题，也解决了用电器短路或超负荷工作时安全问题，运行稳定，抗干扰能力强，可靠性高，操作人性化。更重要的是结构简单，成本低廉具有很好的应用前景。来源：维库电子市场网

指纹的性和稳定性使其成为目前被广泛应用的生物识别技术之一，我爱方案网小编为大家介绍的智能家居指纹识别门禁系统设计方案采用FPI指纹识别模块，结合Linux设计，能够实现准确、快速地完成身份验证实现开关门功能和定时快速的报警功能。在介绍设计方案之前，我们先来复习一下指纹识别技术的原理。一、指纹识别的技术原理指纹识别的技术原理是从指纹数据库中查找与采集指纹是否匹配的指纹数据，达到通过辨别身份实现开关门锁的目的。其基本原理如图1所示，指纹识别系统由指纹图像采集、指纹图像预处理、指纹特征提取、指纹特征匹配、特征数据库等几部分组成。指纹图像预处理采用了Gabor滤波的方法进行灰度图滤波去噪，通过将图像滤波后，对其进行二值化处理使各种噪声得到滤除或者修正。指纹特征提取是建立在对该点8邻点统计分析基础之上，特征点通过计算CN（CroosingNumber）得到。指纹特征匹配的过程是计算两幅指纹相似程度的过程，在做指纹匹配前必须把不同的指纹图像校准，找到输入特征点集和模板特征点集之间的变换。指纹识别系统大体上可分为两个内容：指纹注册和指纹比对。指纹注册主要包括指纹采集、指纹图像预处理、特征点提取和特征值存储。指纹比对的前3步操作与指纹注册完全相同，在特征点提取后，生成的指纹特征值将与存储在指纹特征数据库的特征值作特征匹配，输出匹配结果。图1指纹识别技术的基本原理二、指纹识别门禁硬件原理本文设计的指纹识别门禁系统主要由FPI指纹识别模块、RaspberryPi主控模块、AVR模块3部分组成，该硬件结构如图2所示。三方通讯实现用户的指纹录入和匹配，以及门锁的开关，并且以发送邮件的方式来监控门锁的状态。·FPI指纹识别模块强大的图像处理功能对指纹识别非常灵敏，及时处理接收到的指纹信息，并与RaspberryPi通讯；·RaspberryPi模块，一方面控制AVR去检测门的开关状态以及开关门锁，另一方面控制FPI指纹录入和匹配，并在RaspberryPi上建立数据库记录用户信息；·控制器AVR反馈给RaspberryPi门的开关状态，并且控制电机来开关门锁，加强了在硬件方面的拓展，可通过硬件在更多方面对门进行监测。此外，使用了无线通讯模块，避免了过多布线可能对原本门锁结构的破坏，使该系统的硬件组成方便快速。图2指纹识别系统的硬件结构指纹识别模块指纹模块基于TI公司的TMS320VC5509数字DSP处理器为主核，芯片结构框图如图3所示。高精光学采集头（TFS-D0307），高速、稳定；标准UART接口通讯，标准8字节通讯协议，FPI完成处理接收到的指纹信息，并与RaspberryPi主控模块通讯的工作。图3指纹识别芯片FPI图像采集芯片FPI芯片上集成了图像采集芯片FPC1011F，FPC1011F指纹传感器是电容式半导体传感器件，该电容式指纹传感器利用了反射式探测技术，属于平面式采集指纹传感。相比传统的电容式传感器，它采集的是指头的真皮层，且对干湿手指有良好的适用性。FPC1011F的指纹采集原理：FPC1011F指纹传感器是由152×200个传感器阵列组成的，每一个阵列是一个金属电极，充当电容器的一极，安在传感面上的手指头的对应点则作为另外一极，其工作原理是基于变极板间距的电容式传感器，其电容量由式（1）确定：（式中：C为电容量；d为极板间距；ε0为真空介电常数；εr为极板间介质的相对介电常数；s为极板的有效面积）当手指接触传感器导电框以后，由式（1）可知，谷和脊因为离传感器阵列的距离不同，产生了不同的电容值C，经过运算放大电路，形成不同的电压值，通过内部的A/D转换，获得高质量的数字指纹图像。处理器该系统采用的主处理器是TMS320VC5509的32位定点高速数字DSP处理器，开发板的硬件包括：USB2.0FullSpeed接口用以传输图像、视频等高速数据；片外外扩1MBytesFLASH；RTL8019AS网络接口芯片，实现以太网通讯太网电路；开发接口：UART（RS232）与上位机实现通讯；2路10位A/D输入接口。主控模块该系统采用的主控模块RaspberryPi，代替了体积庞大的电脑实现控制功能。RaspberryPi是一款基于ARM，操作系统采用开源的Linux系统的个人电脑，配备一枚700MHz的处理器，支持SD卡和Ethernet，拥有两个USB接口，以及HDMI和RCA输出支持。RaspberryPi一方面控制AVR去检测门的开关状态以及开关门锁，另一方面控制FPI的指纹录入以及匹配并在RaspberryPi上建立数据库记录用户信息。利用这些硬件便可以进行嵌入式开发，快速的建立起指纹识别系统的硬件系统。三、指纹识别门禁系统软件开发该系统基于Linux操作系统，将自动指纹识别系统移植到嵌入式Linux，在Linux上进行指纹识别系统的软件设计，指纹识别系统的软件设计包括四个方面：上位机与AVR串口通讯、上位机与指纹模块串口通讯、维护MYSQL以及脚本发送报警。1、指纹识别的处理过程如图4所示：首先对串口进行初始化，打开串口设备0、1，设置串口参数，恢复串口未阻塞状态，串口初始化成功后执行用户选择功能：注册开门账号或注册关门账号或运行门禁服务[N/C/R]。选择系统功能N后注册新开门用户，对同一指纹共获取3次图像，与传统采集图像相比，杜绝了随意采集造成的注册指纹不精和验证时不易识别的问题。采集指纹成功后输入用户个人信息，注册来自上位机数据库的新ID号并把该用户指纹信息存入数据库，然后选择是否继续添加用户。同理用户选择系统功能C后完成注册关门用户的操作。用户选择系统功能R后运行门禁服务，一方面AVR查询当前门锁状态，例如把开门的命令赋给门的匹配状态，如果指纹匹配操作FPI和门的匹配状态相同，则由继电器接收来自AVR的开门命令，带动电机执行开门动作，并且记录当时时间，向本地数据库添加一条新的用户使用记录并写进日志里。同理执行关门命令。另一方面AVR查询当前电机电流等级，将门锁的实时开关状态，由谁执行开关门动作和当前门锁电机电流状态通过邮件的方式发送给用户，实现对门的实时监控，大大增强了门禁系统的安全性。2、报警邮件的发送图4系统工作方式流程图RaspberryPi上的ARM通过RS232串口接收来自AVR定时地对门禁状态和电流状态的查询信息，并编写Shell脚本程序，利用wifi通过串口传送给邮件发送模块，将报警内容发送到指定的用户邮箱中来定时监控门锁的状态。程序如下：这一部分完成信息的打包并将报警内容发到指定邮箱中的功能。AVR定时检测门的状态和当前电流的状态，当没有人执行开关门操作时，door.log的内容为“0”，当有人执行开关门操作或者电流超过一定数值时，door.log内容为“1”，其中开关门锁包含两种情况：一是已注册的用户通过指纹识别成功实现开关门锁；二是没有注册过的用户指纹识别失败但是打开了门锁。文件夹从数据库调用这一数据并将数据发送到指定用户的邮箱里，然后door.log重新变为“0”，如此循环检测门的状态。RaspberryPi上的ARM通过RS232串口接收来自AVR定时地对门禁状态和电流状态的查询信息，并编写Shell脚本程序，利用wifi通过串口传送给邮件发送模块，将报警内容发送到指定的用户邮箱中来定时监控门锁的状态。四、指纹识别门禁系统测试为检验该指纹识别门禁系统的性能，打开Linux程序，注册登记4个不同的指纹，然后用不同的手指作指纹识别测试。分别观察指纹识别成功和失败时执行机构的动作，一共测试50次，部分系统测试结果的邮件正文内容如表1所示。表1系统测试结果表由表1可以看出，邮件的内容包括ID、Name、Action、Date四项。其中前七行是已注册过的用户通过指纹识别成功实现开关门锁，所以邮件中会有他们的ID号和姓名信息，而一行的用户指纹识别失败但是打开了门锁，所以邮件中将他们的ID和姓名设置为NULL，提醒管理员特别注意当时门锁状态以实现管理员对门状态的定时监控。五、总结文中基于指纹识别技术采用FPI指纹识别模块，结合Linux设计了指纹识别门禁系统，设计的一个特点是基于Linux操作系统，建立并发执行环境，提高CPU的利用率，并且用RaspberryPi主控模块和无线通讯模块使得整个结构更加简单，对系统性能有一个明显的提高。另外一个特点是定时检测门锁状态并采用无线通讯方式向用户发送报警邮件，大大增强了门锁的安全性。实用测试结果表明，系统运行良好，能够进行可靠安全的指纹识别，准确、快速地完成个人身份的验证实现开关门功能和定时快速的邮件报警操作。在后续的工作中，系统可以实现现有程序的稳定性提升，以提高系统的性能使指纹门锁功能更加完善。来源：维库电子市场网

瑞萨在MCU市场拥有雄厚的实力，这是毋庸置疑的。据Gartner提供的相关数据显示，统计16位MCU市场（不包括汽车应用在内），瑞萨2019年的市场份额为28.9%，占比仅略低于TI，位居全球第二；如果统计其32位MCU（不包括汽车应用在内）的表现，其市占率也高达7.3%。能获得这样的表现，一方面得益于其基于Arm®Cortex®-M内核产品的杰出表现；此外，自有RX内核产品的表现也贡献不少。资料显示，瑞萨的RX系列包含四个产品系列：具有最优性能和最强功能的旗舰RX700系列；标准RX600系列；完美兼具高功效和高性能的RX200系列；和具有极低功耗的入门级RX100系列。这四个系列囊括了众多产品，能帮助客户实现从小型到大型应用的无缝扩展。其自有内核的性能优势也让其获得了客户的充分肯定。瑞萨的RX系列基于其RX产品，瑞萨在日前宣布，与传感器供应商贝特莱以及方案公司中印云端建立战略合作关系，共同推动指纹模组方案及应用的发展。过去几年，因为指纹传感器技术的发展以及终端对安全和便利性的需求，指纹锁在过去几年获得了高速的发展。相关数据显示，在2017、2018和2019这三年里，指纹锁市场的增长率大概处于20%到30%之间，整个指纹锁市场的出货量在今年也会突破2000万把。但即使如此，光是中国市场，指纹锁的转化率还不到4%，由此可见，这个市场在未来将会有巨大的成长空间，这也是瑞萨选择进入这个市场的原因。而RX651MCU则是瑞萨在这次合作中所提供的MCU。RX65N/RX651标准MCU据瑞萨电子物联网及基础设施事业本部全球销售中心副总裁赖长青介绍，RX651MCU采用瑞萨自有高性能RXv2内核，工作频率高达120MHz，是M4内核的1.3倍，而520CoreMark@120MHz的性能表现，让其可以保持在高性能/低功耗的完美平衡，能够可持模组高速运行；在功耗方面，RX651的百兆工作电流为22mA，启动速度0.6uS，从而使系统可以实现超低的平均功耗，这能帮助延长指纹锁的使用时间；来到封装方面，RX65164pinBGA（4.5mmx4.5mm）的超小封装，让其既可以实现超小尺寸模组，又可以提供0.5mm的管脚间距，容易加工。其闪存可从512KB扩展至2MB，在-40℃至85℃严苛的温度环境下工作，从而支持不同气候广阔地域、从民用到工业广泛应用的多种应用；此外，RX651还大幅增强了安全性能，支持AES及随机数发生器，DES/RSA/SHA，及瑞萨专业的TSIP加密引擎，全面保护指纹隐私安全。来到指纹锁方案的传感器方面，则是这次合作方之一的贝特莱的优势所在。成立于2011年7月的深圳贝特莱电子科技股份有限公司是国内知名的集成电路设计企业。公司一直致力于开发具有自主知识产权的核心技术，专注于消费类电子的IC设计，在触控IC、指纹识别、生命感知及MCU等产品领域卓有建树。尤其是在指纹识别方面，公司的表现较为亮眼。该公司董事长兼总裁张弛表示：“作为行业领先的指纹传感器设计公司，贝特莱拥有丰富的专业知识和开发经验，广受客户认可。经过多年努力，我们在中国智能锁中高端市场拥有领先市场份额，并已进军海外”。在这次合作中，贝特莱带来了BF82160指纹识别传感器。据介绍，这是一颗使用业内领先的65nm加工工艺制造的产品，具有全尺寸、低功耗、高集成、防静电、高性价比以及易使用的特性；芯片同时还采用其独有的FD（FingerDetection）唤醒技术，相较于传统的TP（TouchPoint）唤醒模式，可实现更低功耗生物识别应用以及有效规避指纹锁在低温环境下的失效性。作为业内新晋的方案商，也是这次合作的战略伙伴，中印云端在模组中运用的贝特莱与PB（PreciseBiometrics）合作的算法符合金融车规级安全标准。该算法支持以FAR（FalseAcceptanceRate）认假率小于百万分之一，FRR（FalseRejectionRate）拒真率小于1%的高精度有效识别硅胶、指模等假指纹情况；同时可通过采集活体和假指纹图像来创建数据库，进行算法训练，从而改进指纹匹配能力，提升识别速度。中印云端（深圳）科技有限公司高级副总裁黄煦正指出，中印云端长期致力于通过模组及解决方案，为客户提供快速的量产方案，帮助整机厂商缩短产品开发周期、加快产品上市速度。在问到模组产品规划的时候，黄煦正回应道，三方合作的第一款产品是做模组，面对的客户是一些做智能锁的方案商或者是锁厂，但公司接下来就会做包括软件算法在内的整套锁的电子方案。在面向的客户方面，除了指纹锁之外，笔记本电脑、智能办公及工业等各类身份认证应用所需的指纹识别方案就是他们所聚焦的市场。“随着智能社会加速实现，智能生物识别及进入系统也在日常工作、生活场景中得到快速普及。我们很高兴与贝特莱、中印云端达成战略合作伙伴关系，充分发挥各自在产品研发、生产、营销方面的优势，快速推出适合中国及全球市场需求的解决方案，共同拓展市场。我们将致力于提供安全、可靠、便捷、灵活的指纹识别模组解决方案”，瑞萨电子物联网及基础设施事业本部全球销售中心副总裁赖长青说。转载自MEMS。

能电表是智能电网（特别是智能配电网）数据采集的基本设备之一，承担着原始电能数据采集、计量和传输的任务，是实现信息集成、分析优化和信息展现的基础。智能电表除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用它还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能。各类电表在生活中的重要性不用多说，今天给大家整理了10个电表相关的设计，给感兴趣的朋友参考研究一下。1、【开源】智能电表直流供电及功耗实时监测系统随着科技的发展，数码、电子类型的产品遍布每个角落，而这些数码产品都需要有一个直流供电电源，传统的电源一般由220V转成直流，然后就直接供给设备使用，大部分并没经过保护措施，如过流或者过压、短路的保护，并且也不清楚该设备的实际功耗，并不清楚耗电情况。并且也不能定时自动开启该设备，往往只需要在一天的某个时间段运行，但由于忘记关电或者不方便关电往往也浪费了不必要的电。设计智能直流供电及功耗表，解决诸多的供电保护问题，及定时开关问题等。为设备提供了多一重的保护，多一点的智能，更能让你实时了解设备的耗电情况，以知道其在那种情况下是耗电最大或者最小的。http://www.cirmall.com/circuit/4778/details2、基于24位AFE的高精度三相电表解决方案三相电表参考设计为采用KinetisM系列MCU的三相电表提供了应用范例。随着全球范围内电能消耗的不断增加，特别是住宅市场，电力公司需要更加高精度和高性价比的电表解决方案。三相电表参考设计通过提供一个高性能模拟前端(24位AFE)，与一个嵌入式可编程增益放大器(PGA)相结合，提高电能计量精度，同时还实施了一个高性价比的分流传感电路，且物料清单(BOM)成本低廉，满足了精度与成本的双重需求。http://www.cirmall.com/circuit/4672/details3、六位半数字手持电表解决方案（原理图+设计说明等）3.0V~6V供电可用单节磷酸铁锂(3.2V)，单节钴酸锂(3.7V),单节锰酸锂(3.6V),三节碱性电池(4.5V),三节镍镉或镍氢电池(3.6V),功耗250mW（开启数据保存）,2.9V低电压关机（为了保护锂电避免过放电），软件电源开关，待机电流http://www.cirmall.com/circuit/4365/details4、高精度、低成本，两相电表设计方案（硬件+软件+设计说明）此设计实现了低成本两相电表系统。这一双芯片解决方案具有用于计算计量参数的计量处理器，另外还有一个主机MCU可以驱动板载LCD、附加通信模块和USB设备。计量和主机MCU之间的隔离式通信由板载隔离器提供支持。http://www.cirmall.com/circuit/4262/details5、基于ADE7953单相电表计量芯片校准上位机源码+测试代码+应用笔记ADE7953是一款高精度电能计量IC，主要用于单相应用。它能够测量线路电压和电流，并计算有功、无功、视在功率以及瞬时均方根电压和电流。它可以测量各种功率，包括有功、无功和视在功率，并能提供电流和电压均方根读数。另外提供多样的电能检测功能，包括无负载、反向功率情形下的测量，另外还包括直接功率因数测量。ADE7953可以通过SPI、I2C和UART接口进行访问。http://www.cirmall.com/circuit/2285/details6、智能电表设计方案，附原理图、源代码、材料清单、设计说明智能电表控制芯片采用NXPLPC1114，使用ADIADE7757高精度电能测量集成芯片，采用LCD1602显示。第一行显示欢迎界面，第二行前面5位显示脉冲，后面5位显示电能值。计数脉冲每1600个为一度电。电能表设计一共由三大块组成：ADE7757电能计量电路模块部分、LPC1114主控部分、电源部分。ADE7757电能模块部分：通常电流传感器的电压输出可由通道V1接入ADE7757芯片。通道V1是一个全微分电压输入通道,V1P是正极输入,V1N是负极输入。电压传感器的电压输出则由通道V2接入ADE7757芯片。通道V2也是一个全微分电压输入通道,V2P是正极输入,V2N是负极输入，其最大微分信号为±165mV。http://www.cirmall.com/circuit/2120/details7、高级计量体系3G智能电表系统—毕设参考含论文针对目前智能电表的时效性差、数据传输率低以及无法有效实现电力用户、电表与电力公司三者间数据实时交互等缺点，提出了采用物联网、3G无线通信、WIFI无线通信、GPS定位与数据库管理等技术，设计出一款全新的物联3G智能电表系统。http://www.cirmall.com/circuit/1554/details8、基于STM32单片机智能电表无线WIFI插座APP交流电压电流检测设计【毕业设计】本设计由STM32单片机核心板电路+交流电压电流检测模块电路+WIFI模块电路+指示灯电路组成。1、通过电压互感器TV1005M和电流互感器TA1005M分别检测交流电压和交流电流值，2、手机APP和WiFi模块互联后，可以实时显示交流电压、交流电流、功率和电量实时显示在手机上。3、当功率超过200W时，继电器自动断开。功率不超过200W时，可以手动控制继电器的开关。4、手机和WiFi模块连接后，手机上显示计时时间。https://www.cirmall.com/circuit/145789、智能单相电表参考设计本项目推出的是ST公司的智能单相电表参考设计。该智能电表基于STPM10电表芯片和STM8L152C6微控制器设计，内置M24LR64双接口EEPROM存储器。这是一个全功能的单相电表解决方案，配备参数显示器、防电表篡改管理、最大需求（MD）计算、双接口（射频（RF）和集成电路互连（I2C））EEPROM数据记录和低功耗管理。该智能电表双接口EEPROM存储器的数据还能够被RFID取卡器读取。https://www.cirmall.com/circuit/881910、三相多功能电表电路原理图+源码+设计说明等该三相多功能电表的主要功能（具体设计分析详见附件内容）：能量计算：正反向有功无功电能计算；大电能存储：可存储正反向有功无功电能；测量功能：可测量电压，电流，瞬时电能及频率；复费率功能：包含4个费率根据不同的时间段；时间校准功能：可以通过广播和编程两种方式校准；编程能力：编程能力可以通过按键来控制；通讯功能：该项目包含红外和RS485两种通讯方式；循环显示功能：可通过按键循环显示数据；读取及基波和谐波信息。http://www.cirmall.com/circuit/4348/details

我已经自动化4年了。快来参观我的智能家居，听听我对已安装的不同项目和产品的想法。

智能家居是指利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术，将与家居生活有关的名种子系统有机地结合，通过统筹管理，使家居生活更加舒适、安全、有效。作为小区智能化的重要组成部分，智能家居平台是通过其——家庭智能终端实现家居智能化。智能家居终端可实现系统信息的采集、信息输入、逻辑处理、信息输出、联动控制等功能。早期的家庭智能终端网络是基于电话网实现远程监控和远程控制。由于电话网络的带宽限制以及较高的使用成本，使得家庭智能终端无法推广。随着计算机技术和通信技术的发展，基于IP技术的远程通信已经成为家庭智能终端开发的重点。目前，基于8位单片机和TCP/IP协议的远程通信设备已大量出现。但是由于8位单片机工作频率和存储量的限制，使得操作系统和完整的IP协议无法移植，远程监控和远程控制的实时性和大数据量可靠通信难以保证，从而成为家庭智能终端开发的瓶颈。利用成熟的ARM芯片和μCOS-Ⅱ操作系统，可以有效地解决这一难题。ARM(AdvancedRISCMaehines)是精简指令集计算机，它集成了典型的RISC结构特性。除此之外，ARM体系结构还具有地址自动增加和自动减少的寻址模式、多寄存器加载和存储指令等特性。从初开发至今，ARM已经经历了5种主要的ARM指令集体系结构.以版本号V1-V5表示。常见的ARM7、ARM9、ARMl0、SecurCore系列芯片都是ARMV4以上的体系结构。ARM7TDMI系列芯片是目前应用广泛的ARM芯片。其广泛应用于多媒体和嵌入式设备，包括Intemet设备、网络和调制解调设备以及移动电话、PDA等无线设备。LPC2214是Philips公司生产的一种高性价比的ARM7TDMI(-S)芯片，主要应用于Intemet网关、串行协议转换、访问控制等领域。1家庭智能终端的系统结构与硬件组成1.1家庭智能终端的系统结构家庭智能终端是家庭智能化的设备，是家庭内部网络与外部网的中转站。它通过各种协议转换模块和组网方式实现各项功能。该文提出的家庭智能终端主要具有以下功能：安全防范、联动控制、远程控制和监控、信息采集、家庭信息管理。外部网络利用局域网与远程终端(用户终端、小区管理终端、收费终端等)进行信息传送。此外考虑到因特网的不稳定性，系统还预留了PSTN接口以增加系统冗余。采用RS-485总线和蓝牙技术实现家庭内部网络，将无线与有线相结合满足更多设备的需要。家庭智能终端的网络系统如图1所示。1.2家庭智能终端的硬件实现本文以LPC2214-S作为中心控制芯片。LPC2214-S是基于实时仿真和跟踪的16/32位ARM7TDMI-SCPU的微控制器，并带有256KB的高速片内Flash存储器。片内128位宽度的存储器接口和加速器结构可实现高达60MHz的操作频率。LPC2214还在片内集成了16KB的SHAM，并且提供了丰富的接口资源，包括2个16C550工业标准UART异步串行口，1个高速PC接口(400Kbps)，2个SPI接口及112个GPl0口。其片内Boot装载程序可实现在系统编程(ISP)和在应用编程(IAP)。此外芯片提供空闲和掉电两种低功耗模式。由此可以看出，LPC2214-S具有高性能、低功耗、接口资源丰富的特点。这些特点可以较好地满足基于网络的家庭智能终端的设计需要。作为家庭自动化的控制中心，家庭智能终端除了具有局域网接口、PSTN接口、RS-485接口、蓝牙接口外，还提供音频视频接口、HUB接口、RS-232接口、报警传感器接口等。这些接口可以实现音视频自动切换、多台PC同时上网、与PC机结合完成家庭事物管理等功能。图2为家庭智能终端主控模块的硬件实现图。1.3家庭智能终端工作原理利用基于蓝牙技术的遥控设备或基于RS-485总线的有线键盘，可以设置家庭智能终端的各项参数，打开或关闭485总线或具有蓝牙模块的电器设备，设置报警模块的报警方式、撤布防等。此外遥控设备和键盘上还有紧急求助按钮，可以通过电话和网络向远程管理中心发送报警信号。家庭智能终端还具有联动控制模块，当485总线或蓝牙网络上的一个设备发生某个特定的动作时.可以引发另外一些设备做设定的状态变化，从而达到方便用户和节省能耗的效果。以上介绍的是本地操作的工作原理。关于远程控制和远程监控，本文提供了两种方式：基于电话网络和基于互联网。由于基于电话网络的远程控制和远程监控已经有了大量介绍，这里主要介绍互联网方式的远程控制和监控。家庭智能终端是通过Web技术提供远程监控和控制服务的。用户在任意一台连接到因特网的PC机上打开WindowsIE，登录小区服务器，输入家庭智能终端的IP地址和相关密码，使可以看到智能终端上的Web页。在Web页上可以查看家庭内部网络各种设备的状态.并且可以改变某些设备的状态。这里利用小区网关完成小区局域同与外网的连接，小区内部局域网上的IP地址可以使用私有地址，从而节省费用。2家庭智能终端软件设计嵌入实时操作系统μCOS-Ⅱ是一种占先式多任务操作系统.可固化、可裁减、移植性好，具有良好的可靠性和稳定性。它支持64个任务，具有信号量、消息邮箱、消息队列等多种进程间通信机制，已经在商业领域得到了成功的应用。由于μCOS-Ⅱ操作系统本身并不带TCP/IP协议栈，因此在操作系统上需要移植IP协议。本文采用μCOS-Ⅱ+LWIP来实现家庭智能终端的网络通信。家庭智能终端软件部分包括远程通信模块、RS-485通信模块、无线通信模块、232通信模块、报警检测模块、联动控制模块以及电话和语音控制模块。根据以上划分，在μCOS-Ⅱ操作系统中定义了远程通信任务、485通信任务、232通信任务、报警检测任务、联动控制任务、电话语音控制任务以及蓝牙通信任务。各任务的优先级和堆栈空间分配如表l。软件设计采用模块化设计，保证程序具有良好的可移植性和可重用性，各种软件模块分别属于不同的程序层。如图3所示，笔者将软件模块分为三个程序集合，即软件的程序层。内层是μCOS-Ⅱ内核，承担任务管理、内存管理和时间管理功能。应用程序层主要完成数据处理和请求内核服务的功能。中间件层移植和编写各部分通信协议和底层接口芯片的驱动程序。图3中外围层为硬件接口层，它不是实际的软件层，并不做软件编写工作。智能终端的软件部分非常复杂，由于篇幅所限，本文重点介绍操作系统的移植和远程监控及控制。2.2μCOS-Ⅱ操作系统在LPC2214上的移植将μCOS-Ⅱ操作系统移植到LPC2214上需要0S_CPU.H、OS_CPEL_C.C、OS_CPU_A.ASM三个文件。OS_CPU.H主要定义不依赖于编译的数据类型、指定堆栈的生长方式以及定义底层接口。为了具有良好的可移植性，μCOS-Ⅱ并不使用C语言中的short、im、long等数据类型，而是以整数数据类型代替。LPC2214有四种堆栈形式：满递减、满递增、空递减、空递增，但是ADS1.2编译器只支持满递减堆栈，即选择由上向下增长方式。定义底层接口是为了在C语言中调用汇编代码高效地完成某些系统服务功能。本文采用软中断指令实现底层接口。底层接口代码如下：OS_CPU_C.C文件首先根据LPC2214体系结构和ADSl.2编译器定义任务的堆栈结构。在定义堆栈结构的函数：OS_STKOSTaskStkInit(void(*task)void(*pd).void*plat，OS_STK**ptos,INT16Uopt)中定义了一个全局变量OsEnterSum,主要用于对关中断次数进行计数，这样可以实现开中断和关中断的嵌套。此文件也包括实现软中断的详细代码。此外，本文件还包括运行多任务时系统启动前调用优先级任务的函数void0SStartHighRdy(void)以及几个供用户编写的Hook函数。OS_CPU_A.ASM包括四个简单的汇编语言函数：调用启动前优先级任务函数OSStartHighRdy()，从低优先级任务切换到高优先级任务的函数OSCtxSw()、OS-IntCtxSw()，时钟节拍中断处理函数OSTickISR()。任务切换函数在任务切换之前要利用堆栈保存被切换任务的有用状态。LPC2214具有17个寄存器，但并不是所有的寄存器都需要进入堆栈。为了节省堆栈空问和减少切换时的时间开销，建立了一个任务切换时的堆栈结构，如图4所示。2.3远程监控和远程控制远程监控与远程控制的软件设计采用客户端一服务器方式。TCP/IP协议的传输层有两个数据传输协议：传输控制协议TCP和用户数据报传输协议UDP，二者各有特点。UDP协议是提供少服务和费用的协议，它不基于连接来传输数据，因此UDP的传送数据是不可靠的。TCP协议是基于连接的双向传输的可靠数据传输协议，但是TCP协议的使用费用较高。在智能终端的设计中，充分考虑了数据传输的便利性和可靠性，并且鉴于ARM系统能够提供足够的资源，根据数据的不同要求，采用了不同的传输层协议。在软件设计中使用SocketAPI函数来编写UDP和TCP通信任务。TCP和UDP通信时，SocketAPI的应用流程如图5所示。家庭智能终端是家庭内外信息交换和家电控制的平台。本文采用Philipes公司的ARM7芯片LPC2214和μCOS-Ⅱ操作系统设计了硬件和软件，克服了8位单片机处理速度慢、接口资源和存储资源不足的限制。利用RS-485和蓝牙网络作为家庭内部网络，局域网和电话网络作为外部网络，保证了大数据量传输的稳定性和可靠性，并且兼顾了传统的电话网络远程控制方式。实践表明。系统具有良好的实时性和稳定性，在高端家庭智能终端领域具有巨大的发展潜力。来源：维库电子市场网

智能家居（SmartHome）是以住宅为平台，通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起，实现智能化的居住环境。智能家居利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性。1、基于STM32F103VET6智能家居设计方案资料提供智能家居的电路原理图、PCB图，可以直接将PCB图发给制板厂打板使用、经测试使用正常。单片机为：STM32F103VET6型号，可以进行温度、湿度、烟雾、语音播报、LED灯光照明、舵机开门、OLED实时显示信息等功能，可以用esp8266连接机智云后用手机来进行控制。资料包括软件控制代码，具体操作可以根据自己项目的实际情况来进行增加或者删除。方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/163042、智能家居套件学习套件，包含控制板一块，预留各个接口自带蓝牙4.0模块，手机端控制监控APP，实现智能监控与控制功能，蓝牙防丢器，蓝牙计步器等功能，后续可扩展更多功能！iBeacon功能套件包含控制板一块，源代码，手机APP源代码，原理图等套件可定制，详情联系QQ747380570方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/49493、智能家居(养老)控制系统方案介绍1.1家居控制系统--基于时钟1.2控制生活中使用的家电*系统概述开发板是控制系统的心脏2.1硬件是开放式结构2.2软件也是开放式的*实现功能与指标3.1家电的开启、关闭（检测）默认为时钟。3.2家电的开启、关闭也可用人工。优势：适应各类老人方便使用。测控家电默认为自动（时钟控制，按老人的作息时间）；家电的开启、关闭也可用人工（老人或保姆）安全第一：输出控制板配置每个家电的光电隔离；机械隔离（板中刻槽）:以防止~220V对主板的干扰。两个独立5V电源:一个供触屏另一个供输出控制板方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/5874、(大赛作品)STM32F072RBNUCLEO智能家居控制设计理念：简单、实用、易实现功能概述：环境灯，白天不显示，夜晚根据环境光显示类似小夜灯效果，PWM自动调光。闹钟功能，6组闹钟设置语音播报，整点报时，温湿度报告，空气质量报告人来检测，人来灯亮，离开熄灯万年历显示，背光可控方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/15145、基于STM32智能家居设计方案检测系统：1.可检测温湿度，天然气，光照强度以及空气质量等；2.当所检测到的数据大于设定的阈值超标时，会打开声光报警提示主人，某项检测数据超标；3.检测到白天时，客厅灯关闭窗帘会自动打开，晚上时客厅灯打开和窗帘自动关闭；4.检测到的数据会实时传送到手机的客户端软件，并可以通过手机软件控制家居等，窗帘等方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/151846、毕业设计——智能家居控制系统设计实现智能化离不开运算和控制单元，本系统采用MCU(SM8952AC25P)作为主控器件，单片机应用系统由硬件和软件组成。硬件由单片机扩展的存储器、输入/出设备以及各种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成；软件由单片机应用系统实现其特定控制功能的各种工作程序和管理程序组成。方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/16417、基于Arduino的智能家居语音识别系统设计功能介绍：识别开关灯命令，执行开关灯操作，并语音播报当前状态。识别温湿度读取命令，并语音播报当前温湿度情况。实时监测危险气体，一旦检测到立即报警并语音播报危险情况。未有识别时不做操作，识别命令有误时播报“请问您在说什么？”。你也可以考考小米渣：“需要开灯吗？”，系统就会对环境光线进行检测，光线暗的情况下，小米渣会提醒你：“光线不足，正在开灯”然后开灯，如果光线明亮时，小米渣会说：“光线明亮，不需要开灯”保持灯在关的状态（判断光线强弱的阈值在程序中进行设置，用户可以自行修改）。注意：为了最大程度的减少小米渣的误操作，在程序中我们设定了一条口令触发“小米渣”，即该套件只有在正确的识别到“小米渣”三个字之后，才能执行其后关键字命令的操作，例如，如果要执行开灯命令，您需先说：“小米渣”，之后小米渣会说：“您好”，然后你再说：“开灯”，之后小米渣才会执行开灯命令。如果你不先叫小米渣的名字，它可不会理会你的吩咐喔。语音控制命令：“小米渣”——口令触发命令。“现在温度怎么样”——温湿度检测命令，播报相应环境温湿度。“开灯”——开灯命令，需先执行口令触发命令才执行改命令。“关灯”——关灯命令，需先执行口令触发命令才执行改命令。“需要开灯吗”——环境光线检测命令，根据光线强弱，执行开关灯命令。“小米”、“小”、“米渣“——垃圾关键词，目的是减小误操作。其他功能就要发挥您的聪明才智了哦。方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/40378、基于STM32的智能家居控制系统1、话说emwin这东西确实不错，可以做出w7的效果玩，那个window开始按钮可以按哦。任务栏的任务状态是截图时就有的，但是开始按钮可以按后面有时间再在右下角哪里加一个可调出菜单日历的2、右下角的时间在在还是子终端传过来的，用自带的RTC界面就黑屏了，没查出原因，也没时间了就直接用终端传来的时间了，毕业季事太多了！有好多想法估计都没时间做了。3、和终端通信控制等已经做完了，现在再完善下以太网通信部分，等做完了开源。4、完成版实现的功能有：灯光控制、窗帘控制、温湿度采集、火灾报警、可燃气体检测、时间读取、音乐播放、图片浏览、蓝牙控制、手机拨号、短信报警、音频功放5、VB写的上位机，在网上找了个有曲线显示的b源码，自己加了socket通信等一些东西。方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/1616来源：电路城

智能家居作为一种“以人为本”的全新家居生活体验，是根据人们生活发展需要而诞生的，而工程师要做的就是不断研发出新的智能家居系统产品来满足社会需求，给大家整理了8个智能家居的设计资料，供大家参考！1、智能家居控制系统（毕设）本设计为--智能家居控制系统，主要用于对家电的智能化控制和家庭防盗。采用用STC公司的89C58RD+单片机为主控。实现的功能有：1.实时显示时间和日历2实时显示温度和湿度3.可以对房间温度和湿度进行自动控制4.具有声光防盗报警功能5.无线控制功能6.红外人体感应功能7.低功耗模式（防盗模式）与正常模式任意切换8.开机图片，程序在线下载等9.测量水的温度https://www.cirmall.com/circuit/101752、无线控制智能家居系统设计智能家居系统功能介绍：1、我们的小红板采集MQ传感器的值然后将数据发送给手机并在手上显示，同时我们的OLED也会显示。当这烟雾浓度过高时，我们蜂蜜器将会报警，同时我们的手机也会进行电话和短信报警。2、当然作为智能家居我们也需要能够控制我们的家电。这里我们加了一个全彩的LED来模拟我们的家庭电器，我们可以通过滑动手机APP上的滑条，来控制我们的全彩LED。通过改变红绿蓝的亮度来显示不同的颜色。我们还提供一个网络平台这个我们也同时通过网络平台来时候监控我们的家庭环境，同样也能控制我们的家电。https://www.cirmall.com/circuit/37233、基于51的简单智能家居控制系统分享自己做的毕业设计--基于51单片机的智能家居控制系统。本系统主要使用了两块51单片机作为控制mcu，步进电机模拟窗帘，三个LED灯模拟灯光，使用了四个传感器：温度传感器（DS18B20）、烟雾传感器、光敏传感器、红外传感器；远程通信：使用SIM900A模块作为短信报警；近距通信：使用HC06主从一体蓝牙模块；APP为安卓版本，借助MITAPPinventor2开发。https://www.cirmall.com/circuit/24174、基于STM32的智能家居语音控制系统本设计是一个基于STM32的智能家居控制系统，主要以STM32为微控制器，集成WIFI模块、无线通信模块、语音识别模块、音频播放模块、红外发射模块、温湿度传感器等模块，并搭配手机APP作为远程控制端，实现家用电器的远程控制及语音控制。本设计主要是基于三大部分，第一部分：基于STM32的智能家居控制器，第二部分：在电脑上设计的本地服务器，第三部分：手机APP，这三部分通过路由器由WIFI相连接实现具体功能。https://www.cirmall.com/circuit/102125、智能家居监控管理系统(参赛获奖作品)本文以智能家居监测系统为研究对象，根据智能家居监测系统的特点和目前智能家居系统中存在的缺点，本文设计了一种基于ZigBee无线网络技术的智能家居监测系统。在该系统中，传感器节点可对物理环境信息进行采集，然后将采集到的物理信息通过无线网络的方式发送到网络中的控制中心节点，控制中心节点再通过串口线将数据按照规定的格式发往管理中心。本系统最终实现对家居环境及安全的实时监测、预警及报警，用户可以实时远程查看家居安防监测情况、控制各类家电工作状况。https://www.cirmall.com/circuit/15796、zigbee智能家居+wifi(RT5350智能网关)+AndroidAPP本项目下位机采用zigbee，使用的是cc2530芯片。该智能家居系统实现了控制窗帘，控制灯具，采集温湿度，监控厨房烟雾值。可扩展性比较强。使用RT5350芯片开发无线路由器。AndroidApp可以连接到wifi(无线路由器)并实现远程控制。对于做毕业设计和实际项目有很好的参考价值。https://www.cirmall.com/circuit/56697、基于GSM的智能家居控制系统原理图+源代码下载这是本人给一个同学做的研究生毕业设计---基于GSM的智能家居控制系统。用51单片机控制GSM模块，当模块接收到手机端发送的短信后，经过识别，将设备的温度通过短信返回用户手机，当然用户也可以通过短信控制设备端的继电器通断，达到远程控制的目的。比如当你上班后发现家里有个电器没有关，发送个短信就可以实现，更多扩展功能等待爱好开发的你来实现！https://www.cirmall.com/circuit/21038、Zigbee无线智能家居系统（程序源码、设计报告）本次设计的是基于STM32的智能家居系统，功能强大，最主要的是价格低廉，非常的适用于普通的家庭。采用Zigbee进行无线传输，即使家里没有wifi信号也可以使用本套系统。本系统可以通过传感器获取室内的环境参数信息并且通过Zigbee传送给单片机通过触摸屏显示，也可以传送给GSM传送给手机。而且本系统具有通讯功能，可以通过触摸屏拨号按钮拨打电话，也可以发送短信给需要的手机号码。本次设计的系统使用触摸屏，不仅界面清晰而且操作也是非常的简单的。是一个性价比非常高的智能家居。https://www.cirmall.com/circuit/4908

是不是每次出门后总担心没有关好门?常常花功夫再回家门查看,不然就心神难安,极大降低工作效率?有了智慧锁,不管是在路上还是在公司,只要通过手机APP就能随时随地地查看家门闭锁情况;对年轻的小白领而言，简洁而极富科技感的外观设计，以及中近距离的手机蓝牙感应开门最具吸引力。只要门锁感应到认证手机的蓝牙信号就能自动开启，也解决双手提着重物无法腾开的烦恼。使用手机就能实现门锁的开关，多么酷炫而方便！各种各样的生活场景意味着智慧锁行业必然会发力成长，蓝牙智慧锁是比较常见的一种。1、【毕业设计】基于单片机的指纹识别红外密码电子锁功能介绍：1）开机：按下电源，电源指示灯点亮，液晶显示：“请先按键再刷指纹”，按下按键后，液晶显示：“请按指纹”，同时指纹模块绿灯亮起，可以进行指纹识别开锁功能。若指纹识别成功，继电器动作，LED指示灯亮起，开锁成功，人员可以进入，液晶显示：“指纹已找到，请进”；若指纹识别不成功，继电器不动作，LED指示灯不亮，将不能开锁，人员不能进入，液晶显示：“没有搜索到指纹请按任意键继续”。2）管理员模式：按下按键进入管理员模式首先要输入6位密码，密码正确可以进入管理员模式，密码错误不能进入管理员模式，在管理员模式下可以完成录入指纹、删除指纹、应急开锁和修改密码的功能。进入录入指纹模式后，指纹模块绿灯亮起，将手指放到指纹头上，录入同一手指两次，此时液晶显示“指纹采集成功”。在删除指纹模式下，液晶显示“输入删去的指纹号”，输入后按确认键即可完成指定指纹的删除功能，同时液晶显示“删指纹号成功”。在非正常的情况下，如指纹模块不好用或者紧急情况下，可以使用紧急开锁功能。密码修改的功能是指可以修改并保存进入管理员的6位密码。方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/129822、基于STM32F407的电子密码锁功能综述：本设计主要是基于STM32F407作为主控芯片，通过搭载一个3.2寸的LCD屏，继电器和一个电磁铁锁头组成了一个基于STM32的电子密码锁。本设计上电即可使用，上电后的需要点击4下屏幕进行屏幕坐标的校准。屏幕校准成功屏幕会显示AdjustSuccess的蓝色英文字样。随后屏幕会出现类似手机中的拨号键盘，本设计支持输入密码和修改密码的功能，默认开锁密码为“123456”，使用修改密码功能需要先输入管理员密码“0000”。管理员密码在电子锁中无法修改，需要修改则需要重新烧写程序。方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/163383、DIY制作电子密码锁，OLED显示时间和密码硬件部分：通过R7F0C809开发板核心板与各个模块部分如AD按键、EEPROM、RTC时钟、以及OLED显示模组和蜂鸣器的连接，实现待机时，显示实时时间，等待密码的录入，或者门铃按键的按下等功能软件部分：实现了ADC采集，间隔定时器唤醒MCU，IIC与EEPROM和RTC时钟的通讯进行对其的控制，以及硬件SPI对OLED的显示控制和蜂鸣器输出控制对无源蜂鸣器的叫声控制等功能。电子密码锁主要功能：1.实现按键中断功能，中断处给予警报提示；2.实现对AT24C02的通讯，存储密码，掉电不丢失；3.实现对PCF8563为RTC时钟的控制，给系统提供准确的时间；4.实现AD按键的检测，通过定时器0的通道0间隔唤醒，使按键录入达到良好的体验；5.实现对OLED的控制，显示实时时间以及密码输入后的提示。方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/51934、基于TICC2640低功耗蓝牙智能锁方案核心技术优势1.用户可以通过手机APP或手机微信对智能锁进行开锁或关锁的动作2.此应用加上GPS、GSM等部分已可广泛应用于共享单车产品上。方案规格1.使用4节AA电池供电，使用可以长达5年a.每天24个锁定或解锁事件b.无线电连接周期2.马达驱动DRV8833集成了FET和电流检测比较器，简化设计，缩小方案整体尺寸，外围较少分立元件3.采用面向低功耗无线应用的双节超低IQ降压转换器TPS62745作为电源转换器件4.已使用第三方iOS和Android应用程序进行BLE通讯测试，广告间隔最高可配置到4秒方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/161075、虹膜门禁系统设计方案一、产品概述SW-IRCTL虹膜门禁的工作原理是：采用虹膜识别、13.56M卡片识别技术对门进行智能控制。在对虹膜信息采集或者M1卡内部信息读取之后，与内部存储的信息比对，查看是否为有效的信息，比对通过，打开门，否则不予开门。可以通过上位机客户端软件进行对存储人员信息进行增加、修改、删除等操作，打开电子锁的时间可以手动调节。产品主要应用方向：对进入人员身份有严格要求的场所，采取虹膜生物识别技术，也可以采用M1卡或者身份证识别，根据自己要求选择验证方式。产品备有可充电电池，在意外停电时，电池可以给系统供电，维持门禁系统正常工作，出门使用门内开关打开门，门外需要使用手机移动电源连接虹膜设备给其供电，维持正常工作。再来电后，电路板会自动给可充电锂电池充电。产品主要功能：智能控制门的开关。通讯功能：支持TCP\IP通讯。二、技术参数l供电方式：AC220V±10%，50Hz±10%lRFID：13.56M符合ISO14443A协议l最大工作电流：1000mAl静态工作电流：200mAl工作环境：温度-10～+55℃l湿度10～80%RHl保存温度：-25ºC至80ºCl负载电流：200-1000mAl负载功率：最大8Wl虹膜信息容量：3万l读卡有效距离：l虹膜认假率l虹膜拒真率l虹膜对比时间l工作电流：根据负载锁的工作电流变化。一般情况下搭载电插锁工作静态工作电流为200mA，开锁电流为1000mA(瞬态)250mA(常态)；搭载电磁锁工作静态工作电流为780mA，开锁电流为200mA（锁已断电）；搭载阴极锁工作静态工作电流为200mA，开锁电流为480mA；搭载电控锁工作静态工作电流为200mA，开锁电流为搭载电机锁工作静态工作电流为200mA，开锁电流为三、注意事项n门禁设备需要单独的220~V电源供电，勿与电源控制类节点、交流电机或大型继电器控制使用同一路电。n安装环境尽量通风，干燥。n电锁距离门禁主控电源不宜过远。n建议避免安装潮湿的地方。n勿安装在儿童容易碰及的地方。n门禁主控板距离虹膜设备距离不宜过远。方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/159436、单片机RFIDIC卡门禁系统（电路+仿真+程序）功能状态说明：1.单片机+按键+IC读写模块+DS1302+LCD1602液晶设计而成2.液晶可以实时显示目前的时间，方便使用者使用，具有掉电走时功能。3.可以添加或者删除IC卡的记忆功能，让使用者更加的灵活自如。4.具有指示灯和蜂鸣器双重提示功能，绿灯表示进入，红灯表示禁止进入。5.继电器模拟电子锁，闭合状态即是开锁状态，反之则关锁状态。方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/94917、基于单片机的指纹识别密码锁设计方案基于51单片机的密码锁，指纹识别门禁系统，指纹密码锁系统基于51单片机的密码锁，51单片机指纹识别门禁系统指纹密码锁系统，功能：可以实现时间显示，可以查询出入记录，可以实现指纹开锁、应急开锁（在指纹开锁不好用或紧急的情况下可以进入管理员模式应急开锁），在管理员模式下可以录入指纹、删除指定指纹、更改密码等功能。若放入的指纹，指纹没有识别成功屏幕提示信息继电器没有动作，LED灯不亮，将不能开锁，且蜂鸣器发出警报，人员不能进入，按任意键返回初始界面继续扫描指纹。若放入的指纹，指纹识别成功屏幕提示信息如下图所示，继电器动作，LED亮并且门开锁，人员可以进入，按任意键返回初始界面，等待下一个人扫描指纹等。方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/163608、基于51单片机电子密码锁（毕业设计）电子密码锁功能描述：适合毕业设计，基于51内核开发版的电子密码锁主控板，可以掉电存储，修改密码，密码错误3次报警且锁定键盘，有门铃功能等等。在p2^0口接一个低电平驱动继电器（淘宝价5元左右），继电器接一个电控锁（淘宝价格18元左右），最后的连接不清楚或者过程中不懂的我们会全程帮助。附件内容包括：整个电路设计原理图和PCB源文件，用AD软件打开；C语言源程序（有详细的中文注释）；proteus电路仿真；方案链接：https://www.cirmall.com/circuit/1611来源：电路城

随着智能家居走进我们的生活，家里多了监控摄像头、智能猫眼、智能门锁、智能电视等智能家电，智能产品确实是好用，但是方便的同时，我们的信息也随时随地的记录在了这些家电上，同时上传到了我们不知道的云端。事实上，不局限于是电视，很多同样拥有互联网、语音操控功能的家电设备，都存在隐私隐患。黑客可以通过技术手段控制你家里的摄像头以及门锁，之前就有报道过有人在网上竟然看到自己洗澡的视频，而罪魁祸首就是家里摄像头被黑，因为目前智能家居还没有统一的标准，更别说有统一的安全防范标准了。为什么会有这样的事情发生呢？按照目前智能家居厂商来说，收集用户信息是少不了的，而且收集后都会储存在自己厂家的云端，或者租用大公司的云服务器储藏，而一些实力小的公司，会存在用户信息泄露的问题，这样就给黑客一个可乘之机。目前，智能家居领域主要面临着四大方面的安全威胁：利用漏洞或者自动安装软件等隐秘行为窃取用户文件、数据;通过互联网攻击行为干扰特定企业或者个人的正常活动;攻击互联互通的物联网平台使影响范围扩大化;传播僵尸程序把智能设备变成被劫持利用的工具。面对黑客攻击那么不堪一击的智能家居，我们有什么办法解决吗？区块链技术能为智能家居安全问题提供解决思路。区块链就像一个数据库账本，记载所有的交易记录，区块链完整保存所有交易记录的特点让任何人都无法从中作假，简单来说，区块链就是一台创造信任的机器，一个安全可信的机器，可以让互不信任的人，在没有权威中间机构的统筹下，还能愉快地进行信息互换与价值互换。因为在本质上，区块链是不被破坏的永久记录。所以区块链消除了任何第三方信任的需要，每个参与公共账本设备必须努力达成共识。如果没有区块链，存储，共享和传输数据和信息始终是一个风险。而且现在只是少部分数据存储在云端，当智能家居普及后，家里不仅仅几个产品联网，可能至少就是几十个，而每天产生的数据量也会是大的难以估计，想象一下，当规模多达500亿个设备，每天的日常交易、产生许多无法操纵，黑客攻击的事情时会发生什么。有了区块链分散的数据，减少了网络聊天和物联网可以优化其全部功能，以充分发挥其能力。我们不谈智能家居对于大家能带来多大的舒适与便捷性，起码在质量与用户所花费的时间与金钱上提供了真实的价值意义，而真实的透明化维护了消费者的合法权益积极，区块链的应用技术就是保证每一件家居的数据是不能复制和造假，保证它的安全与真实性，推动了中国智能家居行业的良性发展。区块链对于智能家居隐私以及安全有着不可替代的作用，相信随着智能家居走进千家万户，会不断推动技术的进步。转载自唯样电子资讯。

速度传感器Smartmouse智能手势输入系统分为手持端（手势数据采集模块）和主机端（数据接收处理模块），手持端和主机端通过无线方式连接。手持端可方便地佩戴在使用者手指上，对使用者的手势数据进行采集；主机端可实现与PC机接口，并可对手势数据进行接收和智能处理。Smartmouse智能手势输入装置的功能框图如图1所示。Smartmouse智能手势输入装置，可准确识别人的各种手势并依据手势流畅的进行如移动鼠标、左键、右键、删除、确定、取消、移动文件等等相应操作。信号采集端可实时完整的采集人手部动作的信息，经整理后以相应的数据格式通过2.4G无线频段传输给PC或接收机上的主机端；主机端可在无需任何驱动程序的前提下将自身例化为USB接口形式的鼠标键盘复合设备；接收数据后，对数据进行智能化处理，识别出手势所表达的意义，同时将相应操作反馈给PC或接收机。对手势的识别率应达到消费类电子的水平。1系统功能实现原理Smartmouse智能输入系统采用加速度传感器对使用者的手部动作数据进行采集和初步识别，结合无线通信和USB接口技术，通过自创的简单且智能的手势识别处理算法，将得到的手部动作信息通过USB接口传输给PC或接收机，使用户能够以更符合肢体动作习惯的方式对PC进行控制，给用户带来全新的操作体验。Smartmouse智能输入系统硬件结构框图如下图2所示。（1）手势数据采集Smartmouse智能手势输入系统的手持端需对使用者手部动作数据进行连续且准确的采样，并将采集到的手部动作数据通过无线形式传输给连接在PC机USB接口上的主机端。本系统采用美新公司生产的双轴MEMS加速度传感器芯片MXC6202xMP作为主要的手势动作感知器件，在正确感知手部动作数据的同时，达到低功耗、高的要求。（2）数据接收与处理连接在PC机USB口上的主机端，即数据接收与处理模块，将自身例化为PC机的鼠标和键盘复合设备，同时将通过无线方式接收到的手势数据通过识别算法进行智能处理，将处理后的结果以鼠标键盘操作数据的形式传输给PC机。数据接收与处理模块与PC机的连接过程无需安装任何驱动，可实现即插即用。对手势数据的识别率能够满足消费类电子要求。本系统中以AVR单片机为处理单元，负责将设备按照USB协议枚举为USB复合设备，管理无线收发模块，并通过无线模块对手持端进行管理，同时将接收到的手势数据通过自创的手势识别算法进行分析，将结果发送给主机端。（3）数据的传输采集的手势数据的传输采用当前在消费类电子产品领域应用比较广泛的2.4G频段，在保证带宽的前提下准确传输数据和控制信息，同时可实现设备休眠等降低功耗的操作。（4）主机端与PC接口主机端即手势数据处理模块通过USB接口与PC机进行连接，将自身例化为PC机的键盘鼠标复合设备，在不需要任何驱动的前提下实现即插即用。（5）电源供给手持端采用微型锂电池作为电源，体积较小并可进行重复充电与使用。同时通过休眠、停机等操作降低系统功耗。主机端通过主机USB接口供电，在长时间不使用情况下可进行休眠操作。（6）智能识别率Smartmouse智能手势输入系统需要流畅的对PC机进行操作，对手势的识别率有较高要求，同时能对现今比较流行的演示软件进行复杂操作。本设计中通过32位AVR单片机对接收到的手势数据进行处理，结合本团队自创的手势识别算法，识别出手势具有的意义。2硬件平台选用及资源配置由于本系统所包含的模块众多、算法复杂，同时对功耗、稳定性又有很高要求，所以在平台的选择时分两个步骤进行：功能实现阶段，主要为完善手势识别算法、USB接口协议、无线通讯协议等。各个部分均使用现成模块。无线收发部分采用TI公司生产的eZ430无线收发模块；算法硬件实现和USB接口等的管理采用Atmel公司提供的EVK1100开发板。作品完善阶段，在实现手势识别算法、USB接口协议、无线通讯协议等的基础上，使用Atmel公司的生产的ATXMEGA32D4单片机和无线收发芯片AT86RF212自制手持端；采用AT32UC3L064单片机和无线收发芯片AT86RF212实现主机端的数据接收、手势识别算法和USB接口管理。3系统程序架构本系统中，软件设计主要分为手势数据采集、无线通讯协议、手势数据识别算法和USB接口协议几部分。手势数据采集：在主机端的控制下对手势数据进行采集并按一定的格式打包准备进行传输；无线通讯协议：管理手持端与主机端之间的连接和数据传输；手势识别算法：为本系统中的算法，采用一种自创的基于加速度传感器数据的智能识别算法，对手势数据进行处理，得出手势所具有的意义；USB接口协议：管理主机端与PC或接收机之间的连接，将主机端枚举为电脑的鼠标键盘复合设备，实现在无驱动条件下的即插即用。4系统程序流程本系统中程序主要分为手持端程序和主机端程序，程序流程图如下图3所示。5系统预计实现结果借助Atmel提供的EVK1100系列开发板和TieZ430无线模块实现样机一套，实现鼠标所有功能，并能对简单的浏览软件进行控制，同时达到识别准确率90%以上。自制产品初级模型一套，实现鼠标所有功能，同时具有“空中画笔”功能，能对简单的浏览软件进行流畅的控制，达到准确识别90%以上。来源：维库电子市场网

描述在这个ArduinoIoT项目中，我将向您展示如何制作一个简单的DIYArduino智能家居系统，该系统可以控制电器，例如灯，风扇，门等，从世界各地使用我们的手机。您需要的是具有网络连接的Arduino开发板，一些继电器和android手机。让我们开始吧。细节在这个ArduinoIoT项目中，我将向您展示如何制作一个简单的DIYArduino智能家居系统，该系统可以控制电器，例如灯，风扇，门等，从世界各地使用我们的手机。您需要的是具有网络连接的Arduino开发板，一些继电器和android手机。让我们开始吧。Arduino家庭自动化系统完整的视频教程:所需组件ArduinoNano33物联网固态继电器带有RootSaid的Android手机-已安装WiFi命令中心WiFi网络其中固态继电器（SSR）是继电器的类似类型。SSR本质上是一种电子开关，当在其控制端子上施加较小的外部电压时，SSR便会打开和关闭。有适用于交流电压的ACSSR，适用于DC电压的SSR和适用于AC和DC的SSR。ArduinoNano33物联网：最新的ArduinoNano表亲–如果您想为项目添加网络连接，则ArduinoNano33IoT是可用的最佳Arduino板。由于其外形小巧，因此很容易与现有项目合并。制作说明：第1步使用Arduino的家庭自动化系统步骤1–设计电路伙计们，我设计了一个PCB布局，您可以在其中轻松安装ArduinoNano33IOT和SSR，而无需使用杂乱的电线和电缆来进行设置。使用Arduino获得用于家庭自动化的完整电路图和PCB布局。在这里，有2个电压输入-一个为板上的Arduino和其他组件供电，另一个为驱动连接到继电器的电子设备提供动力，这取决于设备。我将连接工作在12V电压下的LED灯条。因此，我将连接12V直流适配器。输入电源连接到7805稳压器。步骤2–下载，安装和设置ArduinoIDE这个小板可以使用世界上最用户友好的开源平台Arduino轻松编程。这将在下面详细说明。因此，要开始使用Arduino使用我们的家庭自动化系统，首先要做的是从Here下载并安装ArduinoIDE。步骤3–编码现在我们将开始编码！在此处获取使用Arduino的家庭自动化的完整代码和信息。步骤4–从GooglePlayStore安装RootSaidWiFi命令中心ArduinoWiFiCommandCenter是一个简单的轻量级android应用程序，可用于通过WiFi控制机器人，RaspberryPi和Arduino家庭自动化。您所要做的就是将手机连接到网络，输入服务器的IP地址和端口（使用Arduino的我们的家庭自动化系统的Arduino），然后使用“开-关”按钮进行控制。单击此处以了解有关此应用的更多信息。步骤5现在您所要做的就是启动应用程序，输入Pi的IP地址和它正在监听的端口（5005）。使用链接按钮加载IP和端口，然后导航到“家庭自动化”选项卡。就是这样，您的使用Arduino的家庭自动化系统现已准备就绪。现在，您可以使用此简单的应用程序控制连接到Arduino的设备，然后将其打开和关闭。外文原文：点击进入声明：本文由Hackaday授权电路城翻译，系电路城的原创内容，转载请注明出处！

虽然学生时代就学过恒流源（ConstantCurrent,CC）、恒压源（ConstantVoltage,CV）的概念，但在刚刚进入电源领域的时候，自己并不真正明白恒流源是怎么回事，直至遇到了锂离子电池并开始给它充电时才开始真的理解它的意义。我所搭建的第一个恒流源是这样得来的：RT9161本是个三端稳压器，它的输出端VOUT和GND之间的压差就是它预设的输出电压VOUT，两者之间连接电阻R以后，流过电阻的电流就是VOUT/R，因为VOUT和R都是恒定不变的，所以流过电阻的电流也是不变的，因而具有恒流的效果。最后流入负载的电流是由两部分构成的，一部分是恒流源的输出，一部分是RT9161的地电流（也就是让RT9161正常工作的静态电流），这个数值大概为110µA，相对恒流输出的部分来说非常小，完全可以忽略不计，因而可以说负载得到的电流就是由电阻R的大小决定的。对于恒流源来说，它的输出电压是由负载决定的。假设上图中的RLOAD是变化的，则由RT9161+R构成的恒流源的输出电压也是变化的，其值为RLOADxVOUT/R。假如将负载RLOAD换成充电过程中电压会变化的锂离子电池，恒流源的输出电压也就由锂离子电池的电压来确定了。锂离子电池的充满电压与其循环寿命密切相关，两者间的关系如下图所示：因为这样的考虑，所以不能仅用恒流源对锂离子电池进行无限制的充电，需要另外加入一个恒压机制来控制输出电压。我的第一次实践是这样实现的：现在4.2V输出的RT9161成了恒流源的负载，它的输出电压最高就是4.2V，其输出电流也不可能超出恒流源的输出电流，因而可以实现对电池的恒流/恒压充电。这当然不是一个好的做法，整个电路的压差很大才能正常工作，使用起来温度会很高，但在那个缺乏资源的时代却满足了一部分应用的需要，直到后来有了专门设计的锂离子电池充电IC，它才彻底退出应用市场。其实你现在看到的电路仍然是有缺陷的，不能防止未充电时的电池漏电，也不能按照电池的特性进行分阶段的充电，所以我当时的做法比这还要复杂，但因为超出了预定话题的范畴，这里就不继续了。一般的锂离子电池充电需要按照上图所示的策略来进行，实现上需要使用多个控制回路，有的控制电流，有的控制电压，而控制的对象则因实现的方式不同而有变化，线性系统只是控制调整管就行了，开关模式充电系统则要复杂许多，这是由于它的输入电流与输出电流并不相等的原因造成的。不考虑环境适应性的时候还好一点，一旦考虑环境需求就麻烦起来了，现在这里也是按下不表，同样因为要落实到我们的主题上。如上图所示，LED的伏安特性是非线性的，发光量则与流过的电流几乎呈现为线性关系。如果用电压源对它进行驱动，小小的电压变化就能导致很大的电流变化，对产品的一致性和稳定性都会带来很大的不利影响，可靠性也会降低，所以正确的LED驱动器设计都以负载电流为控制对象，这样就要求其输出电流是恒定的，这便是LED驱动器的CC的由来。既然LED驱动器以输出电流恒定为控制目标，它的反馈信号自然也是来源于输出电流的取样，很少有设计会把输出电压作为控制对象来考虑的，即使有也只是过压保护这样的设计，但这只能在负载断开的情况下才会起作用，其它情况几乎不会照顾到。如上图所示，RT7306是一款可以工作在Flyback和Buck-Boost架构下的LED驱动器，支持使用模拟信号进行调光操作，调光信号和输出电流之间的关系如下图所示：VDIM是调光信号电压，KCC是由它控制产生的一个与输出电流成比例的中间信号。当VDIM真正的SmartCC/CV设计出现在RT7331上，其中的CC和CV都是针对输出端来说的，与前述的RT7306不太一样。先来看看它的应用电路图：RT7331同样是支持Flyback和Buck-Boost应用的设计，它有一个MULT端子可以通过外加的电阻RMULT设定输出电压反馈系统的参考电压，当调光信号输入端DIM的输入电压低于VDIM_DIS（大约为0.25V）超过15ms时，这个设定便开始起作用将稳定输出电压控制回路的参考电压设定到某个值上，这样做的结果便是将输出电压稳定到了某个确定值上，这时候的负载是不会有电流通过的，也就是LED负载的光输出降到了0。RMULT与反馈参考电压之间的对应关系是这样的：选定一个恒压输出参考电压的RMULT的值域很大，是因为它还被用于主开关的伪谐振时间设定上，这里我们就不深入介绍了，感兴趣的朋友请参阅RT7331的规格书。让控制系统进入输出电压恒定控制模式的电压值VDIM_DIS处于调光信号有效范围的低端，只有高于这个电压的调光信号才会使RT7331进入恒流输出控制模式。实际上，RT7331既支持使用模拟信号进行调光，也支持使用PWM信号进行调光，模拟信号的幅度和PWM信号的占空比与负载电流之间的对应关系分别如下图所示：需要说明的是，当使用模拟信号进行调光时，负载发光的最低一档是额定电流的2.5%（这是设计指标，实际指标要更低一些），再往下就会彻底灭掉了（这是有效避免闪烁的措施），但是由于此时的系统处于恒压输出模式，VDD端仍有稳定的电源供应，所以实施调光的MCU或是其他控制模组可以借用此电源为之供电，无需使用外加的辅助电源，这样就使系统设计大大简化，更省电了，成本也变低了。假如使用PWM信号进行调光，该信号的占空比持续为0时，系统自然就进入了恒压输出模式，前述的优势都会在此时表现出来，更由于PWM信号的占空比可以很准确，因而调光的精度可以更高，RT7331支持将亮度调节至额定亮度的1%而不闪烁，这也是一个很大的产品亮点，同时这也只是一个设计指标，实际的数据要低很多。从上面的调光特性曲线也可以看出调光信号的变化方向对RT7331的输出特性的影响是极小的，两个变化方向上的输出数据都落在同一个点上就是有效的证明，这足以看出器件的控制精度是极高的。转载自RichtekTechnology。

为了满足家居智能化和网络化的发展需求，提出了一种基于Zigbee和电容触控技术的灯光控制器的设计方案，并完成了系统设计。重点描述了系统的电源驱动电路、触摸感应电路以及CC2530片上系统的实现。实际应用表明，该系统具有安全可靠、操控精准、组网方便的特点，达到了设计要求。在物联网的潮流下。家居设备向着智能化、数字化和网络化的方向发展．灯光控制开关作为家庭最常用的控制设备拥有广阔的市场前景，设计可靠安全、远程操控的新型灯光控制器符合发展要求和市场需求。Zigbee作为一种低功耗、低速率的无线通讯协议。其特点使其能够在智能家居、公共安全、工业监测等众多物联网应用领域有所作为；因此，将Zigbee技术应用到灯光控制器的设计中，能够满足控制器对于低功耗以及网络化的需求。电容触摸技术具有操控精确、安全可靠、使用寿命长等优点。将该技术应用到灯光控制领域。可以设计出具有触摸感应功能的新型控制开关。基于Zigbee技术和电容触控设计的灯光控制开关。具有高灵敏、防水安全、使用寿命长以及便于组网等优点。可广泛应用于智能家居的领域，具有一定的市场前景。1设计方案Zigbee是基于IEEE802．11．4协议的一簇扩展集。主要针对于低成本、低功耗的射频应用。低成本使之广泛适用于智能家居方向的应用。低功耗使之有更长的工作周期：其支持的无线网状网络有更强的可靠性和更广的覆盖范围：在灯光控制开关中通过该协议实现无线通讯，用于支持遥控以及组网控制。灯光控制开关的面板采用有机玻璃材质。感应电极位于玻璃下方并与玻璃面板紧密相贴，手指触摸到电极上方时，会引起电容的变化．这种变化转变成电信号提供给处理器进行相关处理：在本案中我们采用的电容触摸芯片来完成触摸部分的功能。该控制开关的总体结构图如图l所示。主要包括电容感应处理部分、zigbee主处理器部分、驱动控制部分和电源管理部分。2感应部分设计感应部分主要包括绝缘面板、按键感应盘和电容处理芯片。面板必须是绝缘材料。我们选用有机玻璃作为触摸面板．玻璃的介电常数适中，介电常数过小的材料。灵敏度比较差，而介电常数过大。发生误动作的几率会增大。按键感应盘采用PCB铜箔的方式，将感应盘设计在PCB电路板上，根据实际情况选用10mm左右的圆形感应盘，各感应盘的形状、面积相同以保持相同的灵敏度，感应盘之间的距离在允许空间内尽量大以减少相互之间的电场干扰。感应盘之间尽可能通过铺地隔离。感应芯片选用博晶微电子的ST系列。满足了设计需求。一路电容感应设计电路图如图2所示。PCB感应盘PAD与感应芯片的输人口相连接，10pF的电容用来调整触摸感应的灵敏度，电容值越小灵敏度越高：感应芯片将输入的电平变化处理后通过输出端口以低电平中断信号的方式传送给Zigbee主处理器芯片。3Zigbee主处理器设计本设备选用的Zigbee芯片为CC2530。CC2530是一个真正的用于IEEE802．15.4、Zigbee和RF4CE应用的片上系统．它能够以非常低的总材料成本建立强大的网络节点：CC2530集成了业内的RF收发器、增强工业标准的8051MCU，在系统可编程mash存储器．8-KBRAM和许多其他强大功能。CC2530部分的电路图如图3所示。两个晶振32MHz和32．768kHz．其中32．768kHz的晶振主要应用于睡眠定时器。在实际应用中如果不需要可以去掉以降低成本；RF端经过处理后接收发天线．天线可以是外置天线，也可以是PCB天线。本设备设计的是倒F形状的PCB天线，倒F天线具有结构简单、重量轻、可共形、制造成本低、辐射效率高、容易实现多频段工作等独特优点，非常适合应用到本设备中。4电源部分设计电源部分需要将交流220V市电处理成低压直流的电源为处理电路、控制电路等提供合适电源。我们采用开关脱机电源调节器芯片VIPerl2A来实现开关电源部分的功能，得到一个稳定的输出电压5V、输出电流lA的直流电源。VIPerl2A是为在高达5W二次输出功率的脱机电源中使用而专门优化的设计的芯片产品，在内部集成了专用电流方式PWM控制器和一个高压功率的MOSFET；VIPerl2A具有自动热关断、高压启动电流源、防止输出短路、保证低负载下的低功耗等一般特性。VIPerl2A部分电路图如图4所示．整流后的电压进入芯片，VIPerl2A的引脚电压支持8V到40V的宽电压范围，输出反馈通过光耦器件PC817C进入芯片，反馈电流用于芯片控制器件的工作。通过开关电源获得直流5V电压后．通过LDO器件将5V降压得到3．3V直流电压提供给Zigee处理器等部分电路使用。5驱动部分设计驱动部分主要是通过驱动继电器实现对交流电的通断控制。驱动继电器部分的电路如图5所示，通过NPN和PNP两个二极管实现负逻辑驱动电路,这种驱动方式驱动能力强。可以避免主控制芯片在上电复位时对继电器产生的误动作。继电器线圈端并联一个4148二极管，二极管反向接人用来释放继电器线圈中的电流,保护开关和三极管等器件不至于被线圈感应电压击穿损坏。6结论本灯光控制开关基于Zigbee和电容触控技术．实际应用表明该控制开关美观大方、安全可靠、定制灵活,并且易于组网，可实现网络化控制，达到了设计要求。来源：维库电子市场网

随着社会的发展，我国人口老龄化越来越严重，对于老人的监护成为了一个社会问题。本文根据老人监护的需求特点，利用我国自主研发的北斗卫星定位系统，结合北斗定位模块BDM100设计了两种针对不同需求的家庭监护终端方案，用于对老人进行实时定位，并将实时位置信息传输到监管人手中。第一种方案采用支持3G网络的EVDO模块MC8630,结合以ARM9为内核的AT91SAM9260芯片进行位置信息回传，该方案具有传输迅速，可扩展性强的特点，可以为以后传递身体信息，环境信息提供扩展空间。第二种方案采用支持2G网络的GSM模块GTM900,结合以Cortex-M3为内核的LPC1766芯片进行定位信息传送，该方案结合良好的软件设计，具有成本低，性能稳定的特性。经过实验检测，这两种方案都能很好的解决家庭监护中老人的实时定位问题。1BDM100模块设计BDM100模块是一款双系统高性能的GNSS模块，能够同时支持BD2B1，GPSL1两个频点，很好适应低成本，低功耗领域，可以进行大规模的北斗系统集成应用。模块的结构框图如下图所示：图1BDM100模块结构框图从芯片结构框图中可以看到，BDM100支持UART，SPI，1PPS，I2C等多种接口。其可以通过相关器，FFT和匹配滤波器混合应用以及算法优化，在各种复杂环境下保持出色的捕捉跟踪能力和快速TTFF功能。采用多路径抑制技术和高质量的原始观测数据，可以保证很好的授时，导航精度。BDM100芯片可以采用多系统混合定位的方式，这样可以提高定位精准度，因为本文采用北斗定位系统，所以只选取其北斗定位功能。另外，BDM100芯片有3个串口，用户可以自行设置其波特率，默认波特率是9600，并且可以通过串口3进行固件升级。该模块的定位精度可达到3米，测速精度可以达到0.1米/秒。本系统采用的外围应用电路图如下：图2BDM100模块外围电路图本系统的两个方案均使用串口1与MCU通讯，串口3预留出接口以便日后升级。特别注意：模块正常启动时，在复位信号有效期内，保持串口3输入引脚电平恒定为高，否则模块将进入升级固件模式，无法正常启动。模块复位信号低电平有效，且持续时间不得小于2毫秒；该模块配备的天线必须为+2.85V有源天线，天线连接至模块的GNSS_ANT引脚，有源天线内部集成LNA（低噪声放大器），可以直接连接到模块GNSS_ANT引脚，若采用非+2.85V的有源天线，则需要为天线供电。本文所使用的BDM100模块在其采用的软件接口协议中，主要通过消息的传递来完成信息的传送，其中“消息”是全ASCLL码组成的字符串。消息的基本格式为：表1BDM100模块消息格式其中所有的消息都以＄（0x24）开始，后面紧跟消息名，之后跟有不定数目的参数或数据。消息名与数据之间均以逗号（0x2C）进行分隔。表示输入的消息可以以‘\r’（0x0D）或‘\n’（0x0A）或两者的任意组合结束，而表示输出的消息则全部以‘\r\n’组合结束。消息名和参数中的字母均不区分大小写。BDM100模块在使用之前需要进行初始化，初始化过程就是模块和主控芯片之间进行消息交互的过程。BDM100模块具有授时和定位功能，本系统只用到其定位功能，所以对于授时功能的初始化不做描述。本系统需要用到的初始化指令如下表所示：表2BDM100模块初始化指令其中在3G方案中由于采用USB接口通信，需要将波特率设置为115200（默认波特率9600），具体命令为：＄CFGPRT，3，h0，115200，3，3。由于本系统用到的是北斗定位系统，而BDM100模块可以支持GPS和北斗混合定位，所以需要在初始化时将模块设置为北斗定位模式，可以采用两个命令实现-CFGSYS/CFGNAV,具体命令为：＄CFGSYS，h10或者＄CFGNAV，1000，1000，3，2。对于输出的消息有多种，具体的编码见下表：表3BDM100模块消息类型列表本系统中用到的输出需要地理位置信息和对应的时间信息，由上面的消息类型可以看出采用GLL消息或者RMC消息皆可以满足要求，因为GLL消息比RMC消息短，信息效率比较高，所以系统在设计中采用GLL消息进行传送。因方案中连接的控制芯片处理能力限制，GLL消息需要设置其输出频率为1次/秒，而且其对应的类别和ID号分别为0和1，通过查找对应芯片软件手册得知GLL消息的最高输出频度为1Hz，所以利用CFGMSG设置其频率用的具体指令为：＄CFGMSG，0，0，1。当把以上内容处理完成，需要将设置进行保存，用到的指令为：＄CFGSAVE。初始化完成以后，BDM100芯片就会以1次/秒的速度通过接口向外输出数据，具体接收以及处理过程由与其相链接的主控芯片处理。23G方案设计与实现以3G方案设计的监护终端采用ARM926EJ-S为内核的AT91SAM9260芯片作为主控芯片，该芯片具有性能稳定，外围接口丰富，内嵌以太网，具备快速RAM和ROM,支持LINUX操作系统的特性。消息回传的3G芯片采用EVDO模块MC8630,3G服务要求网络具有较高的数据吞吐量，EVDO模块支持中国电信CDMA2000提供的所以数据分组业务，对于无线数据接入业务，EVDO的接入速度已经接近有限ADSL上网的水平，而且采用此种方式，数据传输稳定，为以后的性能扩展留下空间，满足方案设计要求。2.1硬件设计3G方案硬件连接框图如下：图33G方案框图其中BDM100模块和主控芯片AT91SAM9260通过UART接口连接，而3G芯片MC8630通过USB口与主控芯片连接，这样在保证接收与发送稳定性的同时，还可以为以后的性能扩展提供空间。对BDM100模块和主控芯片的连接具体电路见图2,而对3G模块和主控芯片的连接见下图：图43G模块和主控芯片连接图2.2软件设计在主控芯片AT91SAM9260上使用linux作为操作系统，该操作系统已经在众多嵌入式设备上面使用，其稳定性已经得到了验证。2.2.1BDM100模块的连接BDM100模块采用UART串口和主控芯片通信，在linux中配置完内核之后，利用串口通信接口进行初始化和定位信息的传送。本方案中，具体的串口通信函数如下：在进行串口通信时，要先对串口进行初始化，对应执行Serial_init函数。具体格式：intserial_init（char*dev，intspeed，intis_block）其中dev是设备文件地址，speed是串口波特率，is_block是设置在初始化不成功时，是否阻塞等待，直到初始化成功。初始化函数通过调用staticintopen_dev（char*dev，intis_block）函数来打开设备文件，其中dev和is_block参数和初始化函数中的意义一致。打开成功，返回设备文件描述符，否则返回-1.通过调用staticvoidset_speed（intfd，intspeed）来设置波特率，其中fd表示设备描述符，speed表示速率，在调用此函数时，要停止串口工作。初始化完成后，就可以进行数据的读写，读函数为：intserial_read_timeout（intfd，char*str,unsignedintlen,unsignedinttimeout/*ms*/）此读函数是带有超时机制的串口读，接收的数据放在str的字符串中，fd表示设备文件地址，len表示读取的长度，timeout表示超时时间，ms级别，函数返回读取的长度。所谓的超时机制，是指程序利用此函数读取数据时，会启动一个线程，有数据时运行，无数据时阻塞，当线程有数据时，读完数据，程序再继续，如果超时还没有读完，则放弃读取，程序继续，一般在设置的时间内，程序都能读完数据，这样做是为了防止线程死锁，无法结束线程。串口发送函数具体格式为：intserial_send（intfd,char*str,unsignedintlen）其中fd表示设备文件地址，发送数据放置在str中，长度为len.发送成功返回发送长度，否则返回小于0的值。通过这样的三个函数，就可以实现BDM100模块与主控芯片AT91SAM9260的通信，可以完成相关的模块初始化操作和信息的传输。2.2.2MC8630模块的连接本方案所用到EVDO射频模块，起初是无法被识别

开关(ON/OFF)控制又称BANG-BANG控制，由于这种控制方式简单且易于实现，因此在许多家用电器和照明灯具的控制中被采用。它和机械式墙壁开关相比，功能特色多、使用安全，而且式样美观。打破了传统墙壁开关的开与关的单一作用，除了在功能上的创新还赋予了开关装饰点缀的效果。智慧开关被广泛应用于家居智慧化改造、办公室智慧化改造、工业智慧化改造、农林渔牧智慧化改造等多个领域，极大节约了能源，提高了生成效率和降低了运营成本，真正的做到了智慧行天下。随着以iPhone，iPad为代表的智慧移动终端的普及，智慧开关的内涵也在发展，逐渐成为手机控的首选应用，在保留遥控开关的基础上，也拓展出智慧家居中的能源消耗监控，云服务后台的节点策略建议推送等多种复合的场景增值服务模式，智能开关也在经历由单一的个体，散户走向家庭集约联动的综合能源部署阶段。世平策略合作方案商RayLink推出基于NXPJN5168智慧开关方案，在传统开关的基础上，加入ZigBee模块，不仅改良了传统开关的网关，也实现了通过手机控制开关。►方案方块图►核心技术优势1.控制灯具：本方案支持传统功能的通过触控按键对日常灯具的控制。2.手机控制：本方案支持将信号通过ZigBee网关传至其他设备，如手机、平板等设备，对灯具进行控制。►方案规格本方案供电方式为零火线供电AC175-235V。本方案支持功率为：阻性负载2000W（钨丝灯、白炽灯），感性或容性负载1000W（LED、日光灯、节能灯）本方案工作频率为2.4GHz，兼容ZigBee协议。本方案采用JN5168无线模块，可支持多个网络堆栈（包括ZigBee®HomeAutomation、ZigBeeLightLink、ZigBeeSmartEnergy、JenNet-IP™和RF4CE），并且体积小巧（只有16mmx21mm），还能提供极低的发送和接收功耗。所有模块均采用256kB的闪存、32kBRAM和4kBEEPROM，以及同类最佳低功耗睡眠模式。SPI接口可连接其他外部闪存，用于需要更新无线固件的应用以及所有其他主要功能和芯片I/O，如可以访问I2C、ADC、UART和PWM。来源于大大通。

描述上方厨房灯上方的灯，具有正常的厨房模式以及派对模式。正常模式是一种漂亮的可调光白光（3700K），带有可单独控制的LED朝下和朝上，以从天花板反弹。派对模式为60/m的可独立寻址的RGBLED，它们也通过sACN/E1.31控制向上和向下。为了保持优雅，将整个灯罩在一个完整的胡桃木外壳中，并在朝下的一侧安装一个漫射器。所有控制电子设备都隐藏在天花板上的盒子中。挂在其上的电线是电源/数据的两倍。细节该灯包括一些关键组件：1.灯芯由粘贴在80/20挤压铝梁上的LED灯带组成；2.成品胡桃木外壳，可容纳扩散器并塑造光线3.隐藏所有控制电子设备并固定在天花板上的控制箱4.天花板安装架只是⅜“卫生设备和3D打印部件5主控制器隐藏在附近的壁橱中，该壁橱具有许多可编程的LED控制通道该项目的所有设计均已在OpenSCAD中完成。这样可以使设计完全参数化和可调。该项目有几个设计目标：1.优雅一点2.融入环境3.最大的灵活性4.努力聚会为了优雅和融入环境，此灯应尽可能纤细，并使用该空间中已发现的材料。核桃木成品外壳与我们厨房中已有的其他木制配件相匹配。可调光灯既朝下又朝上允许大量的灵活性。在激活之前，派对模式应该是不可见的，但是在启用时，它是打开的。它应与整个房屋中安装的其他可编程LED捆绑在一起。对于LED而言，实现最大程度的美观的一个关键因素是确保白色和RGBLED都具有足够高的PWM频率。我对可编程LED的烦恼之一是，当人们的眼睛在场景中四处移动时，人们通常会使用闪烁的LED。太多的可编程LED（例如极为流行的WS2811）使用〜450Hz的PWM频率。如果您和您的艺术都没有动静，这很好，但只要动动头（或眼睛），您就会得到恼人的数字假象，并且可以看到LED闪烁。我之所以使用WS2815RGBLED，部分原因是12V电源轨使我能够在没有功率注入的情况下以及其2KHzPWM频率下运行更长的时间。它不是市场上最好的（可能是8kHz的SK9822或19kHz的APA102），但至少不是450Hz。我得到的DMX白色LED驱动器的时钟频率为8KHz，这是一个令人愉快的发现。对于LED控制，我使用FalconF16V3RGBLED控制器。除厨房灯外，这还将用于我在房屋周围进行的其他许多LED艺术安装。这将为我提供30-60FPS的LED动画效果，可通过Python或TouchDesigner轻松控制。灯芯安装在天花板上我将核心照明系统测试安装在天花板上，并尝试了白色LED（同时向上和向下）。有趣的是，向上的白色LED在天花板上的电线上形成了非常直线的阴影。效果还不错，但也不是故意的。不过，我将继续：它提供的房间照明非常好。RGBLED也很棒：当然，这只是在炫耀所有LED均正确点亮并检查出照明强度的事实。每个LED都可以控制，而一次只具有一种颜色的可能性要大得多。向下的RGBLED将会散布，而向上的RGBLED上只有清晰的防尘罩，因此最终效果将非常有趣。电子线路设计我今天完成了电子学。现在可以通过sACN/E1.31通过主控制器控制两侧的RGB和白色LED！我使用QLC+测试了所有内容。没有接地线，DMX控制器似乎可以正常工作。我的理解是，只要我的两个电源（一个用于主控制器，另一个用于灯）之间的接地，RS485以及DMX都需要在-7VDC和+12VDC之间的共模电压。如果电压差大于该值，那我很好。它们位于同一台AC上，并且由同一制造商生产，因此可能会有所帮助。使用TouchDesigner支持虽然我不确定自己是否会在生产中使用它，但我一直在使用TouchDesigner驱动灯。胡桃木外壳安装灯泡的外壳即将用完。现在剩下的就是在侧面开孔以将其连接到80/20灯芯。外壳由经过修剪，斜切，磨砂和精加工的that“×3”×48“胡桃木条组成。为了制作长边，我用一个简单的搭接缝将两条木条连接起来，并尝试使谷物略微匹配。我选择的侧面应使木材的自然曲线朝向铝，这样在拧紧时将整个物件压平。在背面，我用铣刨机台切了3mm的凹槽，深1.5mm，距边缘2mm。这将保持丙烯酸树脂在底部扩散光线，并保护LED免受顶部灰尘的侵害。丙烯酸树脂的边缘会切出相配的唇，这样丙烯酸树脂的底部就会与木材的底部齐平，从而营造出非常干净的外观。表面为深色胡桃木色，顶部涂有两层聚氨酯。我使用了木质调理剂，因为我想看看它做了什么，并且带出了自然色。我几乎决定不对它进行染色，但是我的伴侣建议我去染色以使木块更好地匹配。房屋安装成功！外壳已安装。一些斜切的角需要进行一些调整，以使光不流血，但通常非常合适！剩下的主要成分是上下照明灯中的扩散器，因此不会出现刺眼的阴影。我订购了一些OptixLED缎面HDF，它具有良好的质感，出色的扩散性和92％的透光率。他们会从经销商那里切成大部分尺寸，我只需要斜角即可。即使没有漫射器，灯泡在白色和RGB模式下的表现也让我感到非常兴奋。看看这个有趣的模式：声明：本文系电路城独家所有，转载请注明出处！

据麦姆斯咨询报道，近日，博世集团旗下全资子公司BoschSensortec在慕尼黑上海电子展期间隆重展示了最新推出的智能传感器全自动门锁解决方案，该方案内置一颗极小尺寸的单芯片智能传感器，利用陀螺仪、加速度计等惯性传感器感知门自身的状态，而无需对锁体，门板或者门框做任何改动，与以往使用机械和红外感应的开锁方式不同，该传感器方案的引入提供了一种全新的开锁方式。中国智能门锁行业自2016年开始发展，近些年品牌迅速增多，市场非常活跃。据鲸准研究院预测，到2020年，中国智能门锁年销售量将超过4000万套，市场规模将超400亿元。全自动门锁作为一种新型的智能门锁，凭借其更便捷的特点受到广大消费者的喜爱，同时也吸引了众多厂商加大此类产品的研发和投入。BoschSensortec智能传感器方案为智能门锁提供升级的安全保障作为家居安全的第一道防线，智能门锁的安全举足轻重。一直以来，安全也都是用户对智能门锁最根本的要求。内置智能传感器方案的智能门锁相对于采用其他开门方式的智能门锁，能提供更多的安全保障。例如内置的传感器可以感知暴力撬门时的冲击然后向户报警，使得用户可以随时了解门锁的安全状态。BoschSensortec亚太区总裁王宏宇表示：“由于全自动门锁不需要把手，这样就给门锁提供了更多的设计空间。此外，传感器搜集到的数据可以与其他智能家居产品联动，对于打造“全屋智能”具有推动作用，同时为门锁功能的扩展提供了更大的可能。这套传感器解决方案已经被国内知名品牌采用，相应产品已出货北美市场。”先进出色的感知功能：更高精度与更低功耗BoschSensortec智能传感器全自动门锁方案的核心是智能传感器BHI160B，这是一款已经在可穿戴设备、手机中获得无数的赞誉的明星传感器。它内部集成了6轴惯性测量单元和超低功耗的处理器，这颗处理器使用了特别优化过的专用指令集，可以用更少的机器周期完成相关算法运算。它与主控处理器的硬件连接也非常简单，只需要I2C接口加中断共三条线，而且还可以通过自身第二个I2C接口连接磁力计BMM150，进一步拓展功能和提高准确度。另外一个耀眼的特点是，它的尺寸只有3x3毫米，非常适合门锁小型化的需求。BoschSensortec的这款方案，门角度输出精度可以达到0.1度，因而可以支持±2度甚至更小的门状态判决门限。此外，由于智能锁完全依靠电池供电，所以对传感器方案的功耗要求比较高。而这套解决方案可以提供三种不同的工作模式：休眠模式下，所有的传感器都不会激活，此时功耗大约在10μA。低功耗模式下，加速计依靠外部运动唤醒，陀螺仪和MCU均为休眠状态，等待被加速计唤醒，此时的功耗大约在40~70μA。而正常模式下，加速度计、陀螺仪和MCU均工作，此时功耗大约在1.2mA。算法方面，软件编译后的二进制代码是存储在外部主控上的，需要上电后加载到BHI160B上执行，另有少量校准和补偿数据存储在BHI160B，对外部存储空间的需求小于5KB，算法运行速率为200Hz，也就是说从门开始运动到状态输出，需要的时间大约是5毫秒。除了自动检测门的开关状态，该传感方案还可以自动识别门是向内开还是向外开，以便于智能门锁的安装，而且陀螺仪的累计误差可以在关门后自动校准消除。得益于智能传感器开放式的可编程能力，更多的功能比如检测撞击、电钻等异常动作，都可以通过在线升级的方式添加。由于所有的相关算法都是由超低功耗的传感器完成，所以可以让主控长期休眠，从而确保最低的系统功耗。随着智能家居概念的普及，智能门锁已成为智能家居及家庭安防的核心产品。BoschSensortec全新的传感器方案，凭借更高精度，更低功耗，更利于集成的特点，将引领新一轮智能门锁的创新风潮。转载自MEMS。

生活中您是否也会这样或那样的不便，如各种隔夜充电问题、匆匆离家或离开单位，工位上的电器忘记关闭、回家不能立刻舒服的洗个热水澡等等，这一切都交给世平策略合作方案商RayLink推出的基于ZigBee墙壁插座吧！随着照明行业掀起智能家居产品热潮，小到家庭某个电子产品的智能化，大到整个家电智慧一体化，都是通过手机或iPad借助网络远程进行控制。各大进军智慧设备行业的公司，也在一步一个脚印的研发高体验的产品。世平策略合作方案商RayLink推出基于NXPJN5168ZigBee入墙智能插座，具备通过移动智能终端控制电源开关，定时延时等常规功能，节能高效，给用户带来方便舒适的生活。►方案方块图►核心技术优势①远程控制：使用ZigBee无线传输模块将信息传送给MCU，之后MCU根据接收到的信息对继电器进行开启或断开的操作，以达到通电和断电的效果；②定时控制：发送指定的通电时间给MCU，之后MCU对继电器进行相应的操作，使继电器在指定的通电时间内开启；③三种工作模式：远程按键控制、上位机控制和手机APP控制。►方案规格本方案采用零火线供电AC175-235。本方案功率为30A（4000W），可以支持空调等大功率家电。本方案工作频率为2.4GHz本方案无线接收灵敏度：本方案采用JN5168无线模块，可支持多个网络堆栈（包括ZigBee®HomeAutomation、ZigBeeLightLink、ZigBeeSmartEnergy、JenNet-IP™和RF4CE），并且体积小巧（只有16mmx21mm），还能提供极低的发送和接收功耗。所有模块均采用256kB的闪存、32kBRAM和4kBEEPROM，以及同类最佳低功耗睡眠模式。SPI接口可连接其他外部闪存，用于需要更新无线固件的应用以及所有其他主要功能和芯片I/O，如可以访问I2C、ADC、UART和PWM。来源于大大通。

红外转发器，就是把射频信号转发为红外信号，来控制家中的电器，射频可以穿墙，红外信号是不能穿墙的，为了能实现远距离控制电器，世平集团策略合作伙伴RayLink基于NXPJN5168红外入侵感应方案。智能家居主机要控制家电，发出射频信号到红外转发器，红外转发器把射频信号转发成可以控制家电的红外信号，达到控制电器的功能，目前市场上红外转发器品种多世平集团策略合作伙伴RayLink基于NXPJN5168红外入侵感应方案，内嵌了Zigbee收发模块，信号强，传输稳定，全无线控制，适合更多使用者的需要。►方案方块图►核心技术优势1、信号转换：本方案支持通过ZigBee无线网络接受控制信号，并转换为红外信号。2、控制家电：控制家中空调、电视等电器。每个红外转发器最多可以发射12组红外信号，即最多可以控制电器的12个功能。具有全方位的红外发射效果。►方案规格本方案无线接收灵敏度：-90dbm；本方案无线接收段数：16本方案工作频率为2.4GHz本方案红外接收频率：38KHz；红外遥控距离：＞5m；工作温度：0～70。本方案采用JN5168无线模块，可支持多个网络堆栈（包括ZigBee®HomeAutomation、ZigBeeLightLink、ZigBeeSmartEnergy、JenNet-IP™和RF4CE），并且体积小巧（只有16mmx21mm），还能提供极低的发送和接收功耗。所有模块均采用256kB的闪存、32kBRAM和4kBEEPROM，以及同类最佳低功耗睡眠模式。SPI接口可连接其他外部闪存，用于需要更新无线固件的应用以及所有其他主要功能和芯片I/O，如可以访问I2C、ADC、UART和PWM。来源于大大通。

多年来，制造商不断向市场推出LED灯，其最终目标是要用来取代白炽灯和紧凑型荧光灯（CFL）。这些灯泡设计的演变经历了从非常简单的不可调光方案，到高级但昂贵的可调光方案，再到性价比更高的可调光方案。许多LED灯都宣称可调光，但实际上，很多LED灯的性能并不十分理想，且由于所使用的调光器和电路负载不同而性能各异。有时，将LED灯安装在设有调光器的室内后，LED灯会出现闪烁且无法均衡调整光亮度的情况。这些缺陷是由于现阶段美国使用的大部分调光器都是基于双向晶闸管（TRIAC）二线前沿切相电路的，这些电路开发于20世纪60年代，适用于电阻式白炽灯。TRIAC是一种双向半导体电源开关，由可变定时电路生成的脉冲触发，并在传导电流高于保持电流时维持导通。调光器电路的种类有很多，使用了不同特性的器件以及不同的控制电路和滤波元件。LED灯的驱动器电路将交流输入电源转换为低压直流电源，并维持一个稳定电流，驱动高亮度LED负载获得恒定光输出。要想通过基于双向晶闸管的调光器来调节基本的LED驱动器电路，就必须额外添加一些元器件来实现稳定的调光器运行，并根据调光器相位角来调节输出电流。由于调光器差异较大，所连接的LED调光电路性能也有所不同。由于现在还未出台明确标准来划分带有调光器的LED灯泡的性能，使这一问题变得更加复杂。至多会有一些灯泡制造商提供调光器列表，列明他们认为可与其产品兼容的调光器。在美国能源部（DoE）的支持下，美国电气制造商协会（NEMA）正着手制定适用于由切相调光器驱动的LED灯的调光标准，包括决定是否达到可接受性能的测试程序及指标。希望这一标准最终能够帮助清理掉市场上那些声明可调光，但性能远未达到终端用户所期待的柔和、稳定如白炽调光预期的产品。大部分LED灯泡使用的驱动电路都包含降压、升降压或反激式转换器。在各种情况下，都可通过修改基本电路来实现可接受的调光性能，同时不会增加器件的成本和复杂性。这样就可以提升可调光驱动器的性能，进而满足消费照明市场的成本节约要求。兼容性的问题在于TRIAC调光器电路如何与LED驱动器输入电路进行交互。单级LED驱动器示例电路（图2）取代了图1中代表白炽灯的电阻性负载。尽管这一电路由于在稳定运行时的高功率因数模拟了电阻性负载，但其前端也包括了EMI滤波所必需的电容器。此外，LED灯泡所消耗的功率比同等白炽灯的25%还要少。结果就是，在TRIAC触发前，调光器在交流线路半周期中主要承受电容性负载。图1:典型的调光器原理图图2:基本的LED驱动器电路框图图1所示的双向触发电路若想要按照设计目标运行，还需要一条电阻性路径至中性点。如果改为电容性负载，这一电路将无法正常运行，并导致周期转换时出现不稳定触发的情况，具体表现为输出的光不停闪烁。调光器和LED驱动器中的EMI滤波器，还会由TRIAC启动时的高dv/dt引起振铃振荡。振荡幅度达到一定程度时，会导致电流降至“保持电流”以下，从而使TRIAC关闭，而无法在下一次线路过零之前维持TRIAC导通。这一情况通常会由于触发电路重触发TRIAC,导致其在单个线路半周期中多次开和关。除了给元器件造成应力并很可能破坏调光器或LED驱动器之外，这将导致出现严重的闪烁以及令人不悦的噪声情况。假设使用LED灯所适用的调光器来替代该调光器并不是理想的解决方案，那么可以通过修改LED驱动来解决上述问题，从而实现LED驱动与标准调光器的搭配使用。图3:可调光LED驱动示意图。示例电路（图3）为单级LED反激式转换器，同样的技术也可用于升降压或适应性降压转换器。首先，必须在设计输入滤波器时将输入电容保持在最小值，这样也有助于实现最佳的功率因数。下一步介绍的是有源衰减器及无源泄放器电路。衰减电路在TRIAC触发时会限制冲击电流，从而极大地抑制振铃，以至TRIAC保持导通状态。短暂延时后，衰减电阻被一个小的MOSFET所旁路，以防止在余下的导通期间产生功率损耗。为将低功率驱动器成本降至最低，可忽略旁路MOSFET及其相关的驱动电路，但这会导致电阻器的散热及相关的效率损失。可使用无源泄放器电路代替一些调光解决方案中使用的有源泄放器。该串联RC网络从触发点开始传导电流，时间足够开关转换器开始抽取电流，这有助于确保电流在这一期间不会降至保持电流以下。以恒定导通时间运行的反激式或升降压转换器作为接至直流总线的主要电阻性负载，可在下次线路过零前保持调光器TRIAC的导通状态。转换器需要抽取足够多的电流，以保持在TRIAC保持电流之上。单级PFC反激式或升降压转换器通常可以实现这一目标。此处所述电路采用了IRS2983控制器IC,其运行在电压模式下。COMP输入端上的直流电压电平决定了开关周期的导通时间。因为控制器IC常与初级侧调节一起使用以保持恒定的输出功率，所以必须在这一输入端上增加齐纳二极管来钳位COMP电压。这就对最大导通时间设置了限制，以致在调光期间，当直流总线电压下降时，导通时间就无法增加来进行补偿。结果就是，随着调光器设置的降低及直流总线电压的下降，输出电流也会降低。这样就可以在无需采用更复杂的电路来检测调光器相位角或调节输出的情况下，通过调节调光器控制将灯光亮度调节至低于20%。同时，必须在调光关闭期间释放控制器VCC电源，以确保IC仅在所需时段运行。为此使用了一个高压二极管连接VCC与直流总线。有源衰减器及无源泄放器电路也可与降压转换器一起使用，但结果取决于LED电压。由于在线路电压低于输出电压时转换器无法抽取电流，相位调光运行范围将受到限制。出于这一原因，LED电压最好保持较低，但也不能太低，否则电路将变得无效，需要使用过大的电感器。对于保持合理调节范围的120VAC系统，LED电压最好是20V~40V。CCM降压LED控制器IC（如IRS2980）可在不平滑的总线电压始终高于LED总输出电压的同时，维持LED灯的平均电流调节。本文介绍的这些简单技巧在与所述的LED转换器一起使用时，可使大多数基于TRIAC的调光器实现无闪烁的平滑调光效果。来源：维库电子市场网

随着能源成本上升及消费者对家电节能意识增强，世界各国政府纷纷出台更加严格的能效标准或高能效激励措施以提升白家电能效。如美国能源部建议实施新的能效标准以减少电冰箱、空调和洗衣机的能源使用，某些情况下强制要求能效提升多达35%。日本的能效“领跑者”（TopRunner）项目自实施以来，也大幅提升了空调及电冰箱的能效要求。家电中通常要使用多种不同的电机来控制不同功能。电机包括交流（AC）电机和直流（DC）电机。其中DC电机包括有刷直流电机和无刷直流（BLDC）电机。BLDC电机分旋转电机和步进电机，具有显着的节能、低噪声和优异变速性能等特性，广泛应用于电冰箱、空调及洗衣机等家电应用。设计人员要设计高能效的家电产品，就需要在设计中选择高能效的电源转换及电机驱动/控制方案。安森美半导体积推动高能效创新，提供宽广阵容的产品及方案。本文将分析家电中的电机应用，并介绍安森美半导体应用于典型家电产品的电机驱动及控制方案。家电应用要求及设计挑战针对家电中的不同电机应用对电压及电流范围的不同要求，安森美半导体提供宽广阵容的高能效电机驱动/控制方案，支持最高电压达600V,最大电流达50A。这些电机驱动器包括4种，分别是12VBLDC电机驱动器、24VBLDC电机驱动器、3相BLDC驱动器控制器（驱动电压达240V）及600V或更高电压BLDC电机驱动器。除了要匹配不同的电压/电流要求，工程师在家电应用设计的另一共同挑战是能耗问题。例如，如果风扇驱动器的电路板内置，就会产生热量及并要求消耗额外的电能来把它冷却。因此，工程师可能会同时要求高能效及具强力冷却功能的电机。图1:用于家电的电机驱动器/控制器电压/电流范围概览。此外，用户要求家电产品减小电机产生的恼人噪声，希望有舒适宁请静的使用体验。因此，工程师要选择产生更低噪声的电机。有些家电如电冰箱，由于用户的居住空间有限，他们会青睐体积小巧的电冰箱。这趋势导致工程师采用更小的电机以优化占用空间。由于家电要求采用高压电源来驱动，耐用性、安全性及可靠性很重要。用于典型家电应用的电机驱动器方案1.电冰箱据统计，高档电冰箱中使用的电机最多，可能达5个或更多，典型应用包括阻尼器、风扇、制冰机、压缩机、气流调节及冷却流泵等。最基础功能的电冰箱也有压缩电机和冷却流泵。较高端的产品使用风扇及阻尼器，利用电机进行气流调节。制冰机可能使用2个电机，一个用于出冰，另一个用于清空制冰托盘。图2:电冰箱中的电机应用1）压缩机驱动所有的电冰箱都有压缩机。最新的压缩机使用工作电压为600V的BLDC电机设计，要求电机驱动器具有高击穿电压、高能效及高可靠性。针对压缩机电机驱动应用，建议使用安森美半导体用于3相电机控制的智能功率模块（IPM），如单分流电阻型的STK551U362A-E（10A）和STK531U3x2x-E（5A到10A），以及三分流电阻型的STK554U362A-E（10A）和STK534U3x2x-E（5A至10A）。这些IPM使用安森美半导体独特的绝缘金属基板技术（IMST），在铝板也就是在金属基板上搭建电子电路，使多种元件能够封装在同一个模块IC中，包括电阻和电容等分立无源元件、二极管和晶体管等分立有源元件，以及更复杂的IC或专用集成电路（ASIC），如门极驱动器、数字信号处理器（DSP）、逻辑元件等。IMST也能使功率输出电路、控制电路及其外围电路贴装在相同基板上。这些IPM提供高能效、高可靠性及高安全性，跟采用分立元件实现的大电流设计相比，能帮助大幅减少元件数量，减小电路板占用空间，降低系统总成本，减少散热及提升可靠性。图3:安森美半导体智能功率模块（IPM）采用IMST将多种元器件封装为模块。2）自动制冰机驱动电冰箱自动制冰机使用有刷电机，一项功能是开启和关闭用于填充托盘的供应阀，另一项功能是一旦水结冰就翻转托盘。这两个功能都可以使用H桥电机驱动器来实现。安森美半导体提供用于自动制冰机电机驱动的器件包括LB1948M和LV8548M等。这些器件提供高击穿电压、高能效和变速控制等关键特性。其中，LB1948M是2通道、12V低饱和电压驱动、正向/反向电机驱动器，采用强固的击穿设计，在待机模式下的电流消耗为零。LV8548M是单低导通阻抗DMOS驱动器，励磁模式包括满步及半步等，提供不同的步幅调节；这器件的导通阻抗仅为1Ω，帮助提升能效；待机模式下的电流消耗同样为零，提供低能耗工作。3）通风电机对于电冰箱而言，通过风机通风来排热是重要功能，要求电机驱动器具有安静驱动、高能效及变速控制等特性。安森美半导体提供应用于电冰箱通风的创新、高能效的无传感器型电机驱动器，如LV8804FV、LV8805SV及LB11685AV等三相驱动器。这些驱动器能够提供低能耗及低振动的工作，它们不要求霍尔传感器，因而能够减小电机尺寸。软启动功能使它们能够稳定地安静启动。LV8804FV、LV8805SV集成的软开关功能实现极为安静的电机工作。此外，锁保护功能用于在电机异常停转时关闭输出，因而保护驱动器。图4:安森美半导体用于电冰箱的电机驱动及其它产品阵容。4）阻尼器阻尼器用于起缓冲作用，当作用点运动很慢时，几乎没有阻力，而在作用点运动较快时阻力就明显增大，广泛用于电冰箱和洗衣机等应用。安森美半导体用于电冰箱阻尼器的电机驱动器包括LB1948M和LV8548M等。这些器件提供高击穿电压、高能效、低待机电流及变速控制等关键特性。2.空调常见的房间空调包括室内机及室外机等不同组成部分。空调室内机通常使用2个电机，其中1个用于风扇，另一个用于百叶窗，以控制房间内的气流；室外机通常使用3个电机，用于压缩机、风扇及阀。更高端型号还有辅助风扇。1）直流风扇电机室内机和室外机都会用到直流风扇，需要驱动3相BLDC风扇电机。风扇电机的驱动电压可达250V,设计要求采用600V器件，以确保足够强固，能够处理噪声尖峰问题。其中，室内机使用1.0A的风扇。较大的分体式空调则使用2.0A风扇。室外机使用3.0A的风扇。图5:空调中的电机应用。安森美半导体为直流风扇电机提供由LV8136V预驱动器IC和STK611-7xx或STK5C4系列三相风扇电机混合集成电路（HIC）构成的驱动方案。此方案提供高压、大电流（1A/2A/3A）驱动，能效高，工作安静，元器件数量少，集成多种保护特性，提供更高可靠性。省电模式还使待机电流几乎为零。2）用于压缩电机和风扇电机的IPM安森美半导体为空调的压缩电机及风扇电机驱动提供STK551-xxx系列、STK554-xxx系列和STK5C47xxx系列的3相变频器IPM,以及结合升压功率因数校正（PFC）和3相变频器的STK57F-3xx系列二合一IPM产品，提供多种应用优势。以STK57F-3xx系列IPM产品为例，由于将PFC和3相变频器合二为一，不仅提供高能效电路，还大幅减少元器件数量，节省PCB占用空间，缩短开发时间，降低组装成本，加快上市进程。图6.安森美半导体用于空调的二合一变频器智能功率模块（IPM）。3.洗衣机及烘干机洗衣机要求采用电机来驱动筒、水泵以及各种泵，烘干机需要电机来驱动筒及鼓风机。图7.洗衣机/烘干机中的电机应用。1）筒驱动在洗衣机内部，筒驱动器是最大的电机，通常电流在10A范围。安森美半导体用于3相BLDC电机驱动器的IPM是用于筒驱动的最先进产品系列，符合高能效、安静驱动、极佳散热、强固及可靠工作等要求。这些IPM包括单分流电阻型的STK551U362A-E（10A）和STK531U3x2x-E（5A至10A）以及三分流电阻型的STK554U362A-E（10A）和STK534U3x2x-E（5A到10A）。2）供水及排水泵供水及排水泵要求高能效及变速驱动等关键特性。安森美半导体的LB11920和LB1975采用直接PWM控制，提供高能效，用于这类三相BLDC电机驱动应用。这些器件的PWM占空比能够采用IC输入来控制，适合从9.5V至30V的宽工作电压范围。3）阻尼器洗衣及烘干机应用中，阻尼器上要有一个电机来控制烘干机的气流。此阻尼器的关键要求跟电冰箱阻尼器相同，推荐使用LB1948MC、LB1909MC、LV8548MC和LV8549MC等高能效电机驱动器IC.以LB1948MC为例，这器件易于设计，待机电流几乎为零。4）直流风扇

世平集团联合讯美智联推出基于VATICSM388低功耗待机电池供电摄像机/门铃方案。本方案是针对日益增长的IoT市场，为满足用户在家庭等环境的随意安装，无任何外接电缆的智能设备需求，推出的一款集低功耗在网待机，电池供电，1080p高清，全视角鱼眼矫正等功能为一体的解决方案。本方案不同于传统IPCAM解决方案，采用VATICS高性能视频处理芯片和TI全球领先的低功耗WIFI芯片，基于RTOS实时操作系统重新构建了音视频的压缩和传输架构。在家用WIFI网络环境下实现了低功耗待机，触发后快速启动，音视频流录像并同时通过云端传输到手机等功能。供电采用干电池或锂电池都可以，无需任何外接线缆。方便用户随意安放。本方案不同于其他低功耗待机方案的重要一点是即使在低功耗待机状态下，设备也是和云端服务器保持网络连接。因此可保证在触发事件产生时快速向手机推送消息，同时在网待机的另一个重要好处是用户也可通过手机随时主动连接设备。为方便第三方在本方案基础上进行更多功能的扩展开发，世平集团联合讯美智联将本方案涉及低功耗在网管理、音视频流数据传输，AEC等基础功能集成为核心模块。采用核心模块开发，第三方自行选用CMOSsensor，电池供电方案等，并可扩展产品自定义的外设设备，如蓝牙，红外探测等。配套提供的第三方开发API接口，可直接控制自定义的外设设备。采用该API接口，用户也可自行接入其他云端服务平台。►方案方块图►核心技术优势1.低功耗WIFI在网待机，待机电流300uA;2.DSP鱼眼矫正，可实现无盲区监控；3.视频编码支持720p/1080p；4.快速启动，视频编码输出小于1秒；5.可自行设计多种电池供电方案；6.可自行扩展硬件外设。►方案规格本方案可适用于多种产品形态，包括智能门铃，智能猫眼，电池摄像机WIFI套装，BabyMonitor，智能门锁等。来源于大大通。

一个精心设计的照明系统是一套智能家居非常重要的组成部分。它可以毫不费力地设置你在屋内的舒适度、节省你的能源、呵护你的安全、节约你的时间……无论对于哪种形式的家庭自动化系统，它都具有不可替代的地位。选择合适的照明控制系统照明控制系统的选择非常重要，因为它往往作为您的智能家居的核心组成部分而运作-它可以决定你所使用的家庭自动化系统的整体能力。在智能家居的解决方案中，我们是最关键的品牌厂商合作伙伴，我们提供照明控制设想并提出建议设计和安装最适合你的照明系统，而不是一个传统的照明系统推介，因为那些可能早已不是你的需求。智能照明控制的好处设置心情一个良好的经过深思熟虑的照明系统，会有这样的效果-灯光设置你生活空间的心情。我们围绕你和你的生活设计属于你的智能家居照明解决方案，让你从一开始就有一种喜欢回家的感觉。最重要的是，从创建你的心情欢迎你回家到招待客人或进入晚间模式都可以像按下一个按钮这么简单。每个触控面板可以有多个照明场景，如‘浪漫晚餐',’做饭‘或’影院模式‘,’运动时间‘等等。我们人性化的控制解决方案可以方便地融入任何装饰，避免了布线带来的种种烦恼和损失，最大程度地保持你原有的风格并大大节省你的时间。一站式解决方案一个智能家居应该减少你生活的复杂性，而不是增加。我们的解决方案使您的智能家居照明、空调、地暖、安全和其他所有家庭自动化系统无缝连接，自由增减。没有什么比这更简单。忘记多个遥控器，墙板和指导手册！作为照明控制领域创新品牌，我们可以给你一个超乎想象的系统。能源管理一个智能照明控制系统可节省电力，降低费用，节约能耗，维护环境。当你离家时，你只需简单到按一个按钮，甚至连按钮也无需按下，只要带着你的授权手机离开即可，我们设计的系统会自动关闭你可能忘掉的某个角落的电灯并关闭所有应该关闭的电器，这将大大减少你的家庭能耗，避免不必要的能源浪费。另外，我们的照明控制系统也可确保你在家光时自然光照明和电灯照明自动融合达到最佳的照明效果，使节能效率维持在最佳水平。安全您还必须知道您的照明系统可以通过积极阻止来避免晚上不速之客闯入-或者夜间在你听到一个奇怪的声音时从你的床头按下按钮。保持简单那种试图让多个产品供应商合作并提供解决方案的想法无疑是一场噩梦!作为智能家居的骨干，照明控制系统应该可以与包括安全，存取控制、加热和冷却的许多其他系统无缝融合。这是一个真正的智能家居解决方案应该具备的基本条件。我们的系统正是以简单、直观、易用为基础。照明系统所需产品清单来源：维库电子市场网

一、前言随着智能终端的普及，产业、技术与市场的成熟，加之国际品牌大厂的推动，物联网（ioT）、智能家居、智能安防已经开始走进人们的生活，它已经不再是一个炙手可热的概念，而是一批批不断涌现并畅销于市场的产品。智能安防是智能家居的最为重要细分市场之一，而相比与其它智能家居应用，安防的远程监控、远程报警、智能联动的需求更为迫切。试想一下，当家中出现异常走动，煤气，烟雾问题，不在家中的您可以通过移动设备第一时间了解到家中的异常状况，以及时采取应对策略，减少您的财产损失，保护好您的家人。二、智能家居的无线技术格局：（Wifi,Zigbee,蓝牙）WiFi是基础设施：一般是用于覆盖一定范围（如1栋楼）的无线网络技术（覆盖范围100米左右）。现存的主要问题：功耗高，价格高，移动性差，组网能力差。ZigBee是连接手段：用于低速率、低功耗场合，比如无线传感器网络，适用于工业控制、环境监测、智能家居控制等领域。现存的主要问题：推广难度大（需要网关连接网络，安装调试等综合成本高），产品成本高，网络延时不可控。蓝牙服务移动设备：目前全球有超过30亿个蓝牙设备，其总数远远超过了wi-fi和zigbee设备的总量，蓝牙的应用延伸到手机、游戏机、耳机、笔记本、汽车等很多应用，蓝牙4.0的推出让蓝牙的应用领域更为拓广。现存的主要问题：组网能力差。智能家居现状：Zigbee技术在智能家居推广多年，但市场接受度很低，其中最大的原因1.成本高2.其需要路由与网络连接，使得连接设置复杂，安装费用高，推广难度大。三、CSRMesh蓝牙组网介绍CSRMesh的推出将改变智能家居无线技术格局：CSR公司在今年2月宣布推出一款具备颠覆性技术的全新Bluetooth?Smart解决方案-CSRMesh.该方案由蓝牙领导者CSR打造，它通过将蓝牙配置与控制协议整合到CSR成熟的BluetoothSmart产品，如CSR101x?及CSR8811?当中，利用星型网络和中继技术，每个网络可以连接超过65000个节点，网络和网络还可以互连，最终可将无数BluetoothSmart设备通过同一手机、平板电脑或PC进行互联或直接操控。为业内首创。CSR高级产品营销经理DavidJames一边演示mesh的控制一边激动地强调，“它的功耗只有Zigbee的二十分之一，而且它无需网关，可以用手机平板控制，非常简单易用。”智能终端的普及已经使蓝牙设备握在每个消费者的手中，因此在产品的推广普及方面，相比Xigbee,蓝牙具有先天的优势，消费者无需改变太多，既可以享受智能家居带来的方便与享受；同时不同于zigbee一直应用于销量有限的工业市场，蓝牙BLE自诞生之日起即服务于大众消费市场，成本及技术门槛比zigbee要低很多，更加有利于产品的普及。技术对比：四、CSR101xTM产品特性：lLowSystempower-PeakTX/RX:16mA-Shallowsleep（Idle,fastXTALrunning）：0.5mA-Deepsleep（retainingallstate）：5uA-Hibernate（only32KHz&timerrunning）：1.5uA-Runsonasinglecoincellor2AAAlSoCSolution-16bit16MHzmicro-InternalROM/RAMwithEEPROM/FlashsupportlFlexibleIO-12（CSR1010,CSR1012）&32（CSR1011）GPIOvariants-3*10bitanalogueIO's-PWMforLEDandvibratorcontrols-HardwarassistedquadraturedecoderlUltrasmallsize-4x4QFN32lSimpleHardwarddevelopment-Single50ohmRFoutput（nobalun）简单的电路设计：开发套件：来源：维库电子市场网

这是我过去一年左右一直在缓慢构建的DIY花园自动化系统的硬件部分的快速浏览。当前，该系统正在管理气候控制，进行pH和营养物定量，施肥计划，光照周期，并具有洪水检测功能。这项工作仍在进行中，我将继续分享。

1.无线LED照明系统的简介照明系统与人民生活息息相关，但目前绝大部分照明系统都是利用各类普通开关对灯具进行打开和关闭，灯光的亮度调节也是通过普通的调光开光进行相应的调节。每次进行照明系统的操作须走到开关处才能完成，且一个开关一般只对应一路灯具，导致需要安装很多开关，因此非常有必要设计一种集调光和开关一体的无线遥控发射接收装置以提升照明系统的智能化。这将有效地克服传统有线控制的弊端，减少线路布局，并使人们可自由的在任何地方都可对照明系统进行相应的操作。基于这种需求，本文设计了无线LED照明系统的解决方案，具有非常丰富的功能。具体来说有以下几种功能：1、集中控制和多点操作的功能；2、软启动功能：开灯时，灯光由暗渐亮，关灯时，灯光由亮渐暗。避免大电流冲击，保护照明系统，延长使用寿命；3、灯光明暗调节功能：调节不同灯光的亮度，操作方便；4、全开全关和记忆功能；5、定时控制功能；6、亮度自适应调节；2.系统结构与总体方案设计本文设计采用了TI的CC430无线通信平台，该平台融合了基于16Bit的超低功耗MSP430内核以及业界领先的不足1GHz的CC1101RF收发器之上。完美的结合实现了独特的低功耗/高性能组合与前所未有的高集成度，带来更为先进的高选择性与高阻塞性能，确保即使在噪声环境下也能实现可靠通信。能够充分利用其高达25MHz的峰值执行性能，且功耗仅为160uA/MHz。针对基于CC430的设备，TI提供了种类丰富的MSP430MCU外设集，如12-Bit的ADC、LCD驱动以及比较器等高性能数字与模拟外设。此外，还具有AES-128硬件安全模块确保通信的安全性。无线LED照明系统的整体框图如图1所示。其中控制端部分设计为采用双节AA电池供电的手持式遥控模块，其基于CC430F6137,带有段式LCD驱动，丰富的I/O口资源，以及能够构建触摸功能的比较器；而接收端则基于CC430F5137,其带有12-Bit的ADC以及多通道的PWM模块。通过在控制端CC430F6137的比较器B上构建触摸滑条与按键功能，对滑条的触摸位置进行检测并转换为PWM的占空比，通过双边的RF模块发送/接收相应的调制参数，再由接收端CC430F5137产生调节LED灯亮度的PWM信号，对驱动模块UCC28810进行调制，如图2所示。3.硬件电路设计3.1RF模块硬件电路设计CC430的射频模块使用的是业界领先的不足1GHz的CC1101RF收发器，该部分是基于RF频率的直接合成，其射频合成器包括一个完整芯片的LC-VCO和一个对接模式的混频器进行频率合成。该射频的接收单元将RF信号通过低噪声放大器（LNA）进行前置放大，再对其中频信号进行滤波、数据解调以及同步包等工作。CC430支持的频率范围为：300MHz~348MHz;389MHz~464MHz;779MHz~928MHz;在本设计中使用的是433MHz的载波频率，鉴于应用场合其要求的传输速率较低，因此选用的是3.2Kbps;并通过PATABLE对输出功率进行调整，满足不同的距离需求。RF模块的硬件电路在整个系统设计中尤为重要，如图3所示。图中的C5,C9,L3以及L8形成一个平衡转换器，用以将CC430上的差分端口RF_N/RF_P平衡电路转换成单端不平衡的RF信号，方便将振子流过电缆屏蔽层外的高频电流截断。图中的L5,C10和L4构成了带通滤波器；L2,L6和C8构成低通滤波器。在本设计中RF的天线采用的是鞭状天线或者陶瓷天线。3.2触摸滑条的硬件电路构建在本设计中，控制端部分为手持式遥控模块。其设计的人机交互界面主要是LCD显示以及触摸按键。其中将触摸滑条的功能用于调节LED的亮度，是系统中较为形象与新颖的设计之一。其充分利用了MSP430的自身资源特性，在CC430F6137集成的比较器COM_B以及PCBLayout的传感电容上，构建了基于弛张振荡方式（RO）的触摸按键功能，由于在COMP_B中自带有REF参考电压配置网络，因此无需像COMP_A那样使用外部硬件方式实现参考电压网络。其原理如图4所示，主要通过TimerA测量RC振荡电路在固定时间内的振荡次数，当人手触摸在传感电容上，会改变其自身电容值，使得对应的振荡次数发生明显变化，以此来判断触摸/非触摸的状态。构建一个4/5级触摸滑条与2个触摸按键。3.3传感器硬件电路设计光敏传感器的使用使得LED照明系统能够实现亮度自调节功能，硬件电路如图5所示。光敏传感器使用的是光敏电阻，因其有着良好的光电特性以及价格优势，非常适合于光强检测场合的使用。系统中主要通过对Vo电压的检测，反映光强的变化，进而对PWM进行相应的调制。4.系统软件设计4.1RF模块实现在整个系统中，RF模块是通信传输的桥梁，双边都须进行协议相同的RF软件模块设计。其发送模式和接收模式的数据包主要通过FIFO来进行处理，一帧的格式如图6所示：●前导码●同步字●可选长度位●可选地址位●数据段●可选CRC字在设计时采用固定帧长度模式。通过对寄存器PKTLEN（=TxBuffer[0]=PACKET_LEN;TxBuffer[1]=host_address;TxBuffer[2]=slave_address;TxBuffer[3]=mode;TxBuffer[4]=pwm_data;TxBuffer[5]=TxBuffer[0]+TxBuffer[1]+TxBuffer[2]+TxBuffer[3]+TxBuffer[4];在发送时，在TXFIFO中的数据段包括数据长度，主机地址，从机地址，控制模式，控制PWM参数，数据段CRC校验。其中，主机地址标识了控制端的地址；从机地址包括两种地址：广播地址与独立地址，主要是用于集中控制与多点操作。控制模式提供了可选的模式选择，控制PWM参数用于LED亮度调节。在接收时，RF的解调器和数据包处理器将寻找一个有效的前导和同步字。当找到后，解调器将获得前导位和字同步，然后对接收的地址信息进行比照，首先判断数据包是否来自控制端，然后响应含有广播地址或者本机地址信息的数据。其发射/接收的流程图如图7。在对射频寄存器的配置过程中，主要通过SmartRFstudio来进行设置，输出RFRegSettng.c作为射频的配置文件。4.2触摸滑条的软件设计触摸滑条是由多个触摸按键组合而成，通过为每个触摸按键分配多个位置，可以实现简单的触摸滑条功能。在设计通过4~5个按键构成一个触摸滑条，如在每个触摸按键上创建8/16个位置，则可提供32/64个单独步阶检测。其识别的步阶数是对电容变化量的反映，电容变化幅度越大，测量的Delta值越大。通过设置一个系统能够达到最大响应的上限值，用该最大的Delta值除以每个按键所需的步阶数，再由每个按键经过加权计算后将产生1至32/64步阶的线性结果，如图4.2控制端/接收端软件设计控制端/接收端软件的流程图如图9所示，其中虚线上方为控制端CC430F6137的软件设计，在StandBy模式时保持MSP430的低功耗模式，以满足控制端遥控器对能耗的要求。通过对模式选择的操作实现集中控制和多点操作，而触摸滑条的处理通过将Position转换为PWM由RF发送至接收端CC430F5137。接收端则处理来自控制端的数据包，对LED照明进行亮度调节，或自动调节。本设计的软件采用C语言编写，整个程序包括的子模块有：模式选择模块，触摸滑条检测模块，数据发送/接收模块，PWM转换模块，传感器检测模块等几个部分。

互联网网关是整个智能家居安防系统的中枢，类似于主机在电脑设备中的地位。有了网关，我们可以将智能终端的数据上传到云端，通过手机、电脑等查看信息，再经由网关轻松控制智能终端，实现无线数据安全、可靠传输。其为一个智能家居安防系统的入口、节点或核心，将引领整个智能家居安防系统的浪潮，因此世平集团适时推出了智能家居安防系统网关解决方案。一、IntelEdison温控器方案二、NXPLPC3240网关方案三、IntelQuark网关解决方案四、TIAM335X网关解决方案一、IntelEdison温控器方案1.功能框图2.方案特点IntelQuark处理器是双核Quark、22nm、400MHz、集成WiFi及蓝牙Quark内部集成有一个X86处理器和一个微控制器内核，可编程的微控制器内核，可以帮助系统管理I/O和其他总线功能。X86处理器则负责支持Linux及其他操作系统。Zigbee通讯采用NXPJN5168无线控制器MCU采用AtmelARMCortex-M0+32位48MHz内核SAMD20微控制器二、NXPLPC3240网关方案1.功能框图2.重要特征ARM926EJ-S处理器，CPU时钟运行速率可高达266MHz无线Zigbee通讯采用NXPJN5168芯片采用TIDP83848K10/100M以太网收发器三、IntelQuark网关解决方案1.功能框图2.重要特征QuarkSOCx1000处理器，400MHz主频；配置x8256MBDDR3,一片8MBSPIFlash;支持1个SD卡；2个RJ45接口，支持10/100Mbps的传输速度；2个USB2.0Host和1个USB2.0Client接口；2个Mini-PCIE接口,并提供USB2.0Host支持；1个RS232DR9接口和1个RS485DR9接口；1个10-pinJTAG接口；LinuxFirmwarePre-Install;QuarkSocX1000SoftwareStack四、TIAM335X网关解决方案1.功能框图2.重要特征720MHz高速ARMCortex-A8内核Android,Linux,WinCE操作系统分辨率高达1366x7684GDDR3内存可拓展蓝牙、WIFI、Zigbee功能来源：维库电子市场网

市场上主流的电子锁是基于密码设计的。密码锁的最大的缺陷是密码容易被他人窃取、猜测及遗忘。随着生物技术的发展，越来越多的活体技术应用到识别系统中，如指纹、掌纹、人脸、虹膜等。相对于其它的活体识别技术，指纹识别系统以其可实现性强，成本相对低廉，同时又具备较高的安全性，被越来越多的应用到各种场合。文章给出了一种新型的指纹锁架构，并详细论述了系统的各个组成部分以及指纹识别算法的实现流程。文章对降低系统功耗和增加保密性都提出了独特的方法。随着科学技术的飞速发展和大规模的集成芯片的出现，现有的门锁系统也正在经历着升级换代的变换。第一代电子门锁采用的是密码识别方法，解决了机械门锁更换的灵活性，即钥匙的设置和更改掌握在了使用者的手中；但由于密钥与使用者非强相关，松耦合，授权难以管理，在安全性方面存在着极大的隐患。第二代电子门锁采用最先进的生物特征识别技术，提供了一种更为安全可靠、使用方便的身份识别新途径。生物特征识别技术主要是利用虹膜、人脸、指纹、掌纹、语音这几种人体生物特征的一种来做识别的。虹膜、人脸需要使用到影像成像系统，设备过于复杂，仅用于高端系统，难以普及应用；语音系统最为简单，但由于容易被模仿，安全性相对较低；指纹和掌纹仅使用扫描成像，相对比较简单，易于推广，尤其是指纹识别技术，采用逐行扫描系统，识别传感器可以做得非常小，具有很高的可行性和实用性。指纹锁系统主要可用在保险箱、实验室、楼道的身份确认及相关控制；随着智能家居概念的兴起，也越来越多的应用到高档住宅中。1指纹锁的架构本指纹锁系统的硬件结构主要包括：指纹识别头、主处理微控制器、电源管理、电控锁机构以及门锁功能所需的红外感应、告警电路等，其中核心部分是指纹识别头和主处理微控制器。本指纹锁系统的硬件结构框图如图1所示。图1指纹门锁硬件结构框图本指纹锁通过指纹识别头获取原始指纹数据，通过主处理器的处理提取出相关指纹特征，然后与存储器内的指纹模板做比较，如果指纹特征吻合，则通过指示灯做出相应的指示，同时输出门锁开启信号，打开门锁；在门锁开启状态，也可通过相应按键操作，进行指纹模板存储。辅助处理器用于系统的电源管理，即管理主处理器的上下电。本设计采用层级包容架构设计，主处理器功能强大，处理功能相对复杂，功耗较高；辅助处理器功能非常简单，仅负责电源管理，完成对系统的上下电处理（除了自身不下电）。该架构有三个优点，第一，功耗极其低，在系统待机模式下，主处理器部分根本就不耗电，系统可超长时间待机工作。第二，采用层级架构，两个处理器功能完全解耦，软件可分别自由演化。第三，超可靠性，程序随着代码行数的增加，异常情况成指数倍的增长，所以主处理器程序长时间工作的可靠性大大降低，本架构由于采用了辅助处理器的方案，主处理器绝大多数时间处理断电状态，每次工作时，都经历了重新上电过程，因此原则上主处理器做到了永不死机的可靠性；而辅助处理器工作极其简单：检测触摸，然后给主处理器上电，等待主处理器空闲信号，然后给主处理器下电。程序代码行非常简短，工作可靠性极高。2指纹传感器的选型在指纹产品中，指纹传感器和指纹算法是关键。指纹处理的过程是采集指纹图像，然后对指纹图像进行处理，所以能否采集到清晰的指纹图像是指纹处理的关键，指纹传感器是指纹图像的采集部件，因此，指纹传感器的性能将直接影响到指纹产品的性能。目前采用的指纹传感器从分类上主要分为半导体指纹传感器和光学指纹传感器。半导体的指纹传感器又分为面状指纹传感器和条状指纹传感器（即滑动式指纹传感器/刮擦式指纹传感器）。选用半导体指纹传感器主要要考虑以下几个指标：（1）抗静电性能，-般要求大于15kv，否则易被击穿。（2）分辨率。一般至少要求256dpi，否则对细指纹不易分辩，比如银行、医院、超市等不宜应用。（3）对干湿手指的适应性（尤其是涂有护手霜的手指）。（4）使用寿命要求。传感器的使用寿命的要求一般要达到可使用100万次。（5）产品一致性和适应性，不同地区人的指纹有不同的特征，所以要选用高适应性的指纹传感器。由于本文中的指纹读头在设计中的要求体积尽量小，因此选用的是美国AuthenTec公司的AES2510的刮擦式指纹传感器。其选用的理由如下：（1）采用其最新的“ThePowerofTouch”技术，属于接触式的，对干湿手指不敏感。（2）易用且能提供快速的指纹成像，具有导航功能。（3）低功耗、小CPU占用率的特性。（4）出货量大，成本低。（5）尺寸相当微小，只有12mm×5mm×1.86mm。其外观图如图2所示：图2AES2510实物图3指纹算法的选型指纹识别算法是指纹识别的核心。常见的指纹算法有：BIOKEY指纹识别算法、Fingerpass指纹识别算法、TOUCHSEC指纹识别算法、OpenBio指纹识别算法、FAA指纹识别算法等等，国内也有许多公司也自主研发了许多具有专利的指纹识别算法，在网上也有许多公开算法的源码。在设计初期，选用公开的算法源码，会造成调试的不方便，同时算法的指标也不确定是否满足需求；大公司的指纹识别算法一般又要价比较高，谈判困难；因此最合理的方法是选用指纹厂家提供的识别算法进行开发验证，Autllentec提供的算法相对也比较成熟可靠，由于使用其指纹传感器，指纹识别算法收取费用相对较低，如果使用量较大，甚至可以免费赠送。在我们的设计中，采用的是Authentec提供的指纹识别算法，最后验证设计结果在认假率、拒真率、比对时间上均满足需求。4主CPU的选型主CPU的选型主要关注的指标是运算速度及功耗，有的厂商的产品侧重于低功耗，有的侧重于运算速度。来自于几家厂商提供的一组测试数据见表1，分别显示了不同的CPU在运算指纹匹配算法所需要的时间。表1运行指纹匹配算法时间对比表由于我们采用了层级包容式架构，因此对主处理器的功耗指标不太关心，选用更高的处理速度，能给用户带来了更好的体验。本指纹锁选择的CPU是BF531.ADSP-BF531系列处理器是Blaclkflin系列产品的成员之一，是一个高度集成的片上系统解决方案。其功能框图如图3所示：图3BF531的功能框图ADSP-BF53l是主频高达400MHz高性能Black-fin处理器，其内核包括：2个16位MAC，2个40位ALU，4个8位视频ALu，以及1个40位移位器；对于指纹对比计算有很强的处理能力，另外，厂家又提供了为该处理器量身定做的指纹对比算法。5辅助CPU的选型由于指纹锁在设计时提出的存储指标为100枚指纹，大概所需内存为lMByte以上，因此必须使用外部存储设备。为了最大限度的降低成本，我们使用SDRAM芯片来替代外部的SRAM,因此就必然导致设备的外部功耗增加，对于使用电池供电的设备，这几乎是不能容忍的，为此我们使用一个超低功耗的辅助CPU来进行设备管理。通常情况下，主CPU的所有电路均不上电，辅助CPU感应到有手触摸锁柄时，则通过IO口控制主CPU上电，主CPU和指纹传感器开始工作，指纹比对成功后，启动开锁。无论对比是否成功，等待固定一段时间后，主CPU均会进入空闲状态，向辅助CPU发送空闲信号，辅助CPU对主CPU断电。由于辅助CPU是长期工作，永不断电的，选则的基本原则就是超低功耗，架构简单，极高的可靠性。本文选择的是TI的MSP430F2001，MSP430单片机拥有0.5uA的超低待机电流和250uA/MIPs的运行功耗，是目前业界公认的低功耗单片机。其提供了5种低功耗模式，主要面向电池供电的应用。功能框图如图4所示：图4MSP430F2001的功能框图MSP430F200l的特性描述如下：低工作电压（1.8V-3.6V）；超低功耗（活动模式为220μAat1MHz，2.2V，待机模式为0.5μA,关闭模式为0.1μA）；五种省电模式；从待机模式唤醒1μs。6其它本方案中还采取了其它降功耗措施：主处理器的LDO改为DC/DC开关芯片，提高工作时的电源效率；开锁继电器的先用大电流驱动1秒使其吸合，然后通过调整控制端的占空比为30%，让其进行4秒的维持状态；7结束语本设计通过合理选择器件，围绕低成本、低功耗、高运算性能、电池供电等特性要求优化电路，设计完成的新型指纹锁电路在性能指标、稳定性、兼容性低硬件成本方面具有非常大优势。通过本设计制作出数台样机，在仅使用两节5号电池不更换的情况下，每天开锁3次，已连续可靠的工作了2年。本设计完成的指纹锁，可以广泛应用于工业门标禁、指纹考勤、国防安全等众多领域。来源：维库电子市场网

智能家居行业在物联网热潮的持续推动下，可以说热议不断、热潮涌动，民用市场又是一片广阔的天地，一大批有实力的企业进入智能家居行业。但是目前市场上销售比较多的还是智能插座产品，此类产品的价格已逐步被市场所接受。智能插座通俗的说是节约用电量的一种插座，此产品主打节能买点，故智能插座本身的耗电情况也备受关注。本文主要介绍如何轻松解决智能插座待机功耗问题。一、节能环保要求节能环保产业位于国家战略新兴产业发展规划之首，这表明未来国家会加大在节能环保行业的投资力度，为节能环保注入新的动力。在节能环保行业快速发展的形势下，低待机功耗产品受到了消费者的关注。据国际权威机构统计，待机能耗已占民用电力消耗的3%-13%。中标认证中心的调查显示，家电待机能耗占中国家庭电力消耗的10%左右，家庭中各种家电产品的平均待机能耗为15-30W之间。所以目前国内的消费电子产品也向着低功耗的方向发展，并率先推出产品抢占市场。为了限制电子产品的关机及待机功耗，以实现节能环保的目的。欧盟出台了电子类产品待/关机模式之EuP耗能指令，并于2009年1月6日正式生效，此后进入欧盟的产品，其生态化设计要求需满足指令中的相关描述。二、智能插座的解决方案智能插座，现在通常指内置Wi-FI模块，通过智能手机的客户端来进行功能操作的插座，最基本的功能是通过手机客户端可以遥控插座通断电流，设定插座的定时开关。智能插座现在不主打安全方面的功能，而是强调家居的智能化，智能插座通常与家电设备配合使用，以实现定时开关等功能。根据上述描述，智能插座内部包含了AC-DC电源、无线通讯单元、继电器及MCU控制单元等。无线通讯单元可以根据使用场合选择合适的通讯方式，其中有射频技术、红外技术、WIFI技术、蓝牙技术和ZigBee技术等。由于ZigBee技术具有通讯距离长、穿墙能力较强、发射功耗较低的特点，比较适合智能家居应用场合。AC-DC电源需要在满足智能开关工作时所需功率的情况下，还要满足待机工作时的低功耗问题。广州致远电子推出了小体积待机功耗的电源模块ZY0FBxxD-2W,非常适合智能插座的应用。◆超低待机功耗（50mW）；◆无需外接元件可直接使用；◆输入电压：85-265VAC（100-375VDC）；◆工作温度：-25℃~+70℃；◆可持续短路，自恢复；◆超小体积：31.8mm*20.3mm*10.5mm；智能插座的推荐设计方案：AC-DC电源模ZY0FBxxD-2W是广州致远电子专门针对小体积低功耗应用场合研发的电源产品，同时致远电子的ZM5168P0-1是集MCU与ZigBee收发于一体的模块类产品。仅需要将两个模块搭接在一起，就能完美实现智能插座的设计。同时由于ZM5168P0-1集成了NXPJN5168处理器，可以对此MCU进行编程，从而实现智能插座的各项功能。此方案具有设计简单、简化器件、快速实现等特点。运用此方案可以大幅简化开发过程，使产品更快的投入市场，抓住市场先机提升产品竞争力。输入端使用的ZY0FBxxD-2W待机空载功耗最大为0.05W，ZigBee模块ZM5168P0-1也采用低功耗设计，在收发状态的最高功耗为0.08W左右。从上面的数据来看，使用本方案能够使智能插座在待机状态下得到较低的功耗，从而达到节能环保的目的。支持环保应该从设计做起，应该用我们自身的行动去影响他人，让环保成为一种习惯，成为一种时尚，成为一种社会道德。来源：维库电子市场网

近年来，物联网技术发展迅速，全社会的信息化水平不断提升。智能家居是物联网的主要应用之一，已成为当前的热门研究领域，也是未来家居生活的发展方向.它能够为用户提供舒适、便利的生活环境。但由于市场上的相关产品大多价格昂贵，普及率依然较低。以往的探索与开发往往停留在对电器设备本身的改造上，这种尝试使智能家居产品一度成为奢侈品。本文介绍了一种电能控制系统，作为智能家居的重要组成部分，它在不改动原有电器设备的基础上实现了远程自动控制功能。1系统结构该电能控制系统由遥控器和插座节点组成，其工作原理如图1所示。当用户在家时，通过遥控器以射频方式对插座进行控制。插座节点收到信号后，由微控制器进行解码，并根据得出的结果，对特定编号的插座做通断电处理，从而使与其连接的用电器被启动或者关闭。当用户离住所较远时，可通过GSM网络向遥控器发送手机短信,微控制器读取信息后，通过射频芯片，将信息传递到室内的无线网络中，进而使相应地址上的插座受到控制。由此可见，遥控器在整个智能家居系统中属于网关节点,一方面，它与插座节点组成了室内射频局域网，另一方面，它又与GSM网络相连，延展了遥控距离。遥控器的内部结构如图2所示，包括温湿度检测电路、时钟模块、nRF905射频收发模块、GSM模块等功能电路，这些模块均与控制核心LM3S811相连。该微控制器采用ARMCoaex-M3架构，由于依托高密度的Thumb-2指令集，内存开销大大降低，操作系统的移植也更加方便。图1遥控插座工作原理图2遥控器结构框图插座节点主要实现与遥控器的射频通信以及继电器的通断控制，其结构框图如图3所示。插座中的烟雾传感器用于预防火灾危险。一旦检测到烟雾或可燃性气体，插座上对应的继电器将断开，并通过射频收发模块向遥控器汇报，遥控器收到信息后，再通过GSM模块的短信功能及时提醒用户采取相应的措施，防止危险的发生或财产损失的进一步扩大。由于插座端工作量较少，从成本和性能两方面考虑，本系统采用STC12C5620AD微控制器作为插座端的主控芯片。图3插座节点结构框图2硬件电路设计2.1温湿度检测电路本系统采用温度传感器LM35和湿度测量模块CHM-02进行环境监测。LM35的电压输出与摄氏温度呈线性关系，无需校准就可在常温环境下达±l/4℃的测量精度。CHM-02模块可在0~70℃的温度下对20~95%RH范围内的湿度进行检测，室温下的测量精度为5%RH.温湿度传感器与MCU的接口示意图如图4所示。由于两种传感器输出的模拟信号在MCU片内A/D采样电路的检测范围内，所以直接将两者的输出端与MCU的两个ADC引脚连接。模拟式传感器的使用不但充分利用了控制器的片上资源，而且提高了子程序的利用率。图4温湿度传感器与MCU的接口示意图2.2烟雾检测电路烟雾传感器MQ一2基于SnO:的电化学特性，对可燃性气体及烟尘有良好的检测灵敏度。烟雾检测电路原理图如图5所示。MQ.2在正常工作前需要对内部加热丝的H.h两极通电预热,为了防止加热电流过大而导致内部信号线温度过高，此处将加热丝与100Q电阻串联。当环境中的烟雾或可燃气体超过警戒阈值时，传感器A.B两极间的电导率迅速增加，与其串联的负载电阻m所获得的电压也相应增加，该电压信号经低功耗运放TLC27M2放大后，得到与烟雾或可燃气浓度相对应的模拟量输出，最终接人控制器的ADC模块进行量化。图5烟雾检测电路原理图2.3时钟模块时钟模块除了显示系统时间以外，还可对单个插座进行通断电定时。时钟电路原理图如图6所示，DS1302通过串行方式与MCU通信，为保证信号传输的稳定性，接口已做上拉处理。芯片采用双电源供电，主电源正常工作时可以对备用电源进行涓细电流充电；在掉电情况下启动备用电源，避免因突然停电而造成时钟停滞.考虑到使用的便捷性，遥控器由锂电池供电。DS1302的主电源引脚VCC2连接到集成稳压器的3.3V输出，而备用电源引脚VCC1与4700μF的电容串接，两个电源引脚之间通过二极管隔离。由于芯片耗电量很低，在更换电池的过程中，电容的放电作用可以暂时维持芯片运行。图6时钟电路原理图2.4射频收发模块nRF905射频收发模块是连接插座与遥控器的桥梁。nRF905集成收发器能在3个ISM频段配置使用，且功耗很低。本系统中的所有节点均设置在433MHz频段工作嘲，射频收发电路原理图如图7所示，其中的SMA接口用来连接特性阻抗为5OΩ的单端天线，有利于信号的全向辐射。单端天线又被称为非平衡天线，其主要参考点为信号地，而nRF905的天线接口（引脚ANT1和ANT2）为差分射频输出端口。为了维持信号平衡，保证两个端口的阻抗匹配，此处在两者之间增加了balun（平衡月乍平衡）电路，对芯片输出端的特性进行调节。图7射频收发电路2.5GSM通信模块将短距射频网络与GSM技术相结合，既发挥了短距射频网络配置灵活的特点，又发挥了GSM技术在通信距离上的优势。GSM通信电路的核心是SIM300模块，其外围电路如图8所示。图8GSM通信电路原理图原理图SIM300通过串口与MCU通信，模块与SIM卡之间串联的22Ω电阻用于阻抗匹配。为保证信号的传输质量，SIM卡数据线作了上拉处理，与引脚并联的SMF05C型静电抑制器用于静电防护。电源与地之间并联的100μF钽电容和1μF陶瓷电容用于去除低频毛刺，并在一定程度上兼顾了高频特性。按下按键S1,使PWRKEY引脚的电位拉低约2s左右，可以完成模块的上电与掉电，当前状态由串联在VDD_EXT引脚上的发光二极管指示。为了便于程序控制，在原有按键的基础上增加了一种三极管开关电路，当模块工作异常时，可以通过软件改写PWR端口的状态来实现SIM300的自动复位。3软件设计遥控器和插座对于整个射频无线网络而言都是其中的节点，但硬件结构上的差异决定了两者功能与地位上的不同，也使得两者在软件设计的方式上有所差别。3.1遥控器节点程序设计遥控器是系统的控制核心，也是用户与插座之间联系的纽带，因此程序中的并发模块多，任务繁重。考虑到遥控器中采用的ARM处理器可提供对操作系统的全面支持，利用μC/OS-Ⅱ操作系统对该节点中的多个任务进行调度,可有效保证系统的实时性和稳定性，也有利于功能的扩展。在进行操作系统移植前，需要对任务进行划分，每个功能对应一个系统任务，同时应避免划分过细而导致频繁调度的问题。遥控器节点的程序流程如图9所示，其中包含了7个任务，任务之间通过信号量、消息队列、消息邮箱等方式实现同步与通信。从用户的角度来看，这些任务是并发执行的。图9遥控器节点程序流程图按键扫描任务的优先级在所有用户任务中最高。通过中断方式读取用户输人的按键值，数据存人消息邮箱KeyMbox中，若数字键1-6被按下，则通知射频发送任务处理；若时钟设置按键被按下，则进行时钟调整或定时器设置。时钟定时任务用于获得DS1302的时钟输出值，在定时时间到达后，发送消息通知射频发送任务处理，完成后自动挂起。射频发送任务是根据其他任务中获得的控制码，以射频方式对相应编号的插座发送通断电控制信号，随后等待插座端返回动作信息。若超时无反馈则重发1次，重发3次后任务挂起。危险报警任务需经过同频载波检测，地址匹配确认后，才开始接收射频信号，进而将信息送人邮箱，解码确认危险报警标识后，通过GSM模块，以短消息的方式通知用户。短信接收任务负责接收用户短信，并将其存放在消息邮箱GSMMbox中。通过AT指令“AT+CMGR=I”每次只读取序号为1的短信息，成功提取控制码（包含插座ID号和开关动作码）后，将该条信息删除，并向射频发送任务传递消息。环境监测任务负责对室内温湿度信息循环采样。虽然温度传感器的线性度较好，但外界环境对湿度传感器的影响较大，需对其输出电压值作分段线性化处理。数据存放于消息队列中，最终结果为3次测量值的算术平均值。液晶显示任务优先级最低，待以上任务结束后，负责显示各插座最终的状态、时钟信息以及室内温湿度测量结果等。3.2插座节点程序设计插座节点程序流程如图10所示，其中最主要的工作是实现射频信号的接收与发送。当没有烟雾报警时，nRF905进入接收模式，同时侦听信道；若监测到同频载波且数据包地址有效，则启动接收；当CRC校验结果正确，硬件会自行去除数据包的前导码、校验码及地址码,并通知MCU数据准备就绪，进而MCU通过SPI串行总线读取接收到的信息。图1O插座节点程序流程图射频信号发送本质上是接收的逆过程。当nRF905进入待机模式后，MCU将地址与数据信息传送至射频芯片的发送寄存器，同时启动芯片进入射频发送模式，随后片内硬件自动完成对数据的打包、编码、调制及发送任务。一帧数据发送结束后，射频芯片转入待机模式，等待下一次被激活。射频电路的每一次接收或发送过程都伴随着继电器的接通或断开动作。默认条件下，烟雾传感器处于使能状态，为了防止用户在室内抽烟而导致系统误判，烟雾检测功能也可以设置为失效。4测试与分析在图11所示住宅中进行现场测试，6个插座和1个遥控器被放置于A到G这7个区域内。为了评估系统的抗干扰能力，在各区域的交界处均放置两个干扰源，频率为432MHz和434MHz.改变遥控器所在位置，对6个插座各遥控200次，并记录插座端的回馈信号。若返回错误信息或不反馈，则作为一次丢包记录。

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。最常实现的应用是灯光、热水器、空调、入侵监测、烟雾报警、视频监控和窗帘的智能控制。1.智能家居中的通信技术1.1有线通信控制和无线通信控制的比较智能家居中的通信技术可以分为有线通信技术和无线通信技术。（1）有线控制有线控制的结构为将控制器放置于强电箱内，开关和中控主机分别通过弱电控制线路进行控制。有线控制采用有线通信技术。有线控制的优点：安全稳定，不受干扰；有线控制的缺点：方案没计要求高，线路架设要求高，后期拓展改动困难。这种方式在智能家居发展初期使用较多，是从工业控制转变而来，主要适用大面积的商用场所等有专人集中管理的场所，逐渐被无线通信所替代。（2）无线控制无线控制采用无线通信技术实现对设备的控制。无线控制的优点：安装和布线简单；无线控制的缺点：抗干扰性相比有线控制要差些，信号覆盖受建筑物影响。1.2智能家居中的无线通信技术智能家居中的无线通信技术主要有：①红外通信技术；②433MHz等小于1GHz的射频技术；③蓝牙技术；④ZigBee通信技术；⑤Z—Wave技术；⑥WiFi技术。每种技术都有其优缺点，但不管采用哪种通信技术，如果要实现对家居设备的远程控制，设备都需要接入Internet网。而WiFi通信技术是手持终端接入Internet的主流技术，采用WiFi技术之外的其他通信技术的设备要接入Internet都需要家庭网关进行转换，例如采用ZigBee技术的智能家居系统，需要在家庭网关中增加ZigBee转WiFi的功能。WiFi技术在智能家居中的应用的主要优点有：WiFi智能节点可以直接连接无线路由器，从而接入Internet网；不需要家庭网关，节点可以任意扩充；不会破坏现有装修；智能手机可以进行局域网控制和远程控制。当然，WiFi技术相比ZigBee和433MHz射频通信技术也有其缺点：功耗偏大、价格偏高。但随着节能技术的引进和芯片工艺的改进，功耗问题和价格问题已逐步得到解决。鉴于WiFi模块是笔记本、平板电脑和智能手机的标准配置，基于WiFi技术的智能家居会逐步得到推广和应用，市场前景广阔。下面重点围绕串口WiFi模块阐述WiFi在智能家居中的应用。2.应用于智能家居中的串口WiFi2.1串口WiFi概述电脑上使用的WiFi模块或是WiFi网卡，是需要运行在操作系统的基础上，对主机的硬件资源要求很高，像一般的工业设备和家庭电器设备是不能直接驱动这样的WiFi网卡的。串口WiFi模块，又称为嵌入式WiFi模块，是内嵌TCP/IP协议的WiFi模块。其硬件构成主要是由内嵌的一个单片机和WiFi模块构成，单片机要实现裸机驱动程序和TCP/IP协议，WiFi模块则必须完成数据的无线收发。嵌入式WiFi模块对外提供UART串口或者SPI接口，因而可以通过串口或者SPI接口和单片机连接，让设备轻松接入Internet网络。图1是灵芯微电子科技（苏州）有限公司利用公司自主知识产权的WiFi芯片开发的SWM9001EU串口WiFi模块，该模块内部集成了TCP/IP协议栈和WiFi模块，用户可以轻松实现串口设备的无线网络功能，节省开发时间，使产品更快地投入市场，增强竞争力。该模块可以广泛应用于油田、矿山、工业、智能家居以及物联网等领域。模块的机械尺寸为33mm×20mm×4.5mm.图1SWM9001EU串口WiFi模块2.2SWM9001EU串口WiFi的功能和指标(1)基本功能①单操作电压为3.3V;②工作电流③CPU主频为120MHz，内嵌Flash256KB，SRAM96KB;④两种工作模式为命令控制模式和透明传输模式;⑤完整的WiFi无线通信解决方案，全面降低应用处理器的资源需求;⑥多种配置方式包括模块内置WEB配置服务器、PC端配置软件配置或SCI_AT+命令配置及手机配置;⑦串口波特率最大为115200bps。(2)WiFi指标①WLAN标准为IEEE802.11b/g，2.4GISM频段;②支持Ad-Hoc方式组建无线网络;③支持WEP40和WEP104加密(64/128位)，支持WPA/WPA2PSK加密，加密算法支持AES和TKIP;④WiFi连接断开后自动恢复;⑤模块从复位到建立WiFi网络的时间小于5s(WEP加密方式)或10s(WPA加密方式)。(3)内置TCP/IP协议①支持DNS域名解析服务;②支持DHCP自动获取IP地址，Ad-Hoc模式下自动开启DHCP服务器功能;③支持网络数据传输协议TCP、UDP;④支持TCP服务器模式或者客户端模式;⑤作为TCP客户端时，具有TCP断线自动重连机制，保证数据传输链路稳定可靠;⑥作为TCP服务器时，允许最多8个客户端的连接;⑦支持UDP广播或单播。下面以WiFi插座作为串口WiFi模块的一个具体实例进行描述。3.WiFi插座在智能家居中的应用3.1WiFi插座的应用场景和系统构成这些功能使用WiFi智能插座就可以实现：①回家之前先打开空调，回到家就可以享受清凉；②回家之前先打开热水器，回家就可以洗个热水澡；③回家之前先启动咖啡机，回家可以即刻喝上新鲜出炉的咖啡。WiFi插座的优点：费用低廉，不需要家庭网关；安装简单，不需要破环现有装饰；使用方便，可以随意扩充插座的数量；控制灵活，可以用智能手机进行远程控制。图2是WiFi插座的应用系统构成，包括WiFi插座、无线路由器、远程服务器、手机控制终端、手机接入网络和Internet网络。图2WiFi插座系统构成结合图2来看看WiFi插座的工作原理：①通过手机端的配置程序，配置模块要连接的路由器的名称（SSID）和密钥；②通过手机端的配置程序，配置模块要连接远程服务器的IP地址；③配置模块上电连接远程服务器；④手机等控制终端连接远程服务器，下达命令；⑤远程服务器将用户指令下发给住宅中的WiFi插座；⑥WiFi插座完成相应的通、断动作。3.2WiFi插座的控制原理WiFi插座由串口WiFi模块、继电器控制电路、继电器和输出触电构成，如图3所示。图3WiFi插座的构成串口WiFi模块根据接收到的控制指令控制继电器的通断，控制电路如图4所示。图4WiFi插座的继电器控制电路模块收到合上指令，PC8端口输出高电平，Q1导通，继电器的线圈有电流流过，继电器的触点L_IN和触点L_OUT吸合，插座供电给负载；模块收到断开指令，PC8端口输出低电平，Q1截止，继电器的线圈没有电流，继电器的触点L_IN和触点L_OUT断开，插座断电。以上只是以WiFi插座为例，叙述基于WiFi技术的智能家居，如果要实现智能家居中的其他功能，实现原理类似。例如，要实现远程视频监控，只需将插座改为摄像头并实现相应的软件功能即可。4.基于WiFi技术的智能家居系统基于WiFi技术的智能家居系统由WiFi智能节点、智能家居网关、无线路由器、远程服务器、控制终端、3G通信网络和Internet网络组成，如图5所示。图5基于WiFi的智能家居系统结语随着人们生活质量的提高，智能家居的概念会越来越深入人心，而采用全套的智能家居系统的费用很高，并且对于已经交付使用的住宅来说，改造起来还很麻烦。利用WiFi智能插座，不需要家庭网关，不需要破坏现有装饰，就可以轻松实现对家用电器的智能化控制，自己动手实现基于WiFi技术的智能家居的构建，体验科技带来的便利。来源：维库电子市场网

一、引言图一是为某一智能家居结构示意图，从图中可以清晰的看到，智能家居由以下几个方面构成：灯光、插座控制系统；背景音乐系统；电动窗帘、电动门窗等；影音系统；安防系统；综合布线系统等。由于城市住房的紧凑性，因而这些系统的控制器有一个共性要求-小体积，体积大小一般类似为家庭常见的插排，因此要求系统的控制器供电电源也是小体积，才能符合控制器空间的布板要求。且小巧美观的控制器和控制面板更便于实现家居装饰的美观和舒适。图一智能家居结构示意图二、方案对比对于控制器电路的电源设计，在传统的设计方案中，工程师见到最多的方案一般有两种：RC阻容式降压和工频变压器降压，结合图二和图三来分析两种方案的特点。图二为RC阻容式降压电路在控制板上的应用图，从图中可以看出，电源主要为主控电路、信号隔离和显示电路供电。电源方案为在输入端口处添加浪涌防护电路，确保电源电路工作的可靠性和稳定性；接着是RC阻容式降压电路进行电压的转换，最后经过LDO稳压芯片输出一个稳定的工作电压满足MCU和信号隔离的供电电源。而在电源的输出端口，设置的输出过流检测电路，在电源工作异常的情况下对后端负载进行保护。该方案的优点在于电路成本低，电源电路占板面积小，非常符合智能家居对小体积、低成本的要求。但是不足的地方在于电源的转换效率低，输入电压波动范围小，负载值容易受影响，电路调试相对比较复杂，最大的一点就是产品的输入端与输出端不隔离，容易造成触电，有可能危害人身的安全。图二阻容式电源解决方案图三为变压器降压方案，输入端和输出端电路和RC阻容式降压方案一样，都需要对电压和后端负载做一定的保护，区别就是功率转换为变压器传输，由于输入电压为市电，市电的交流频率为50HZ,因此变压器的体积相对来说会很大，输入能量经过变压器传输降压后，通过整流滤波电路和LDO稳压，最终输出稳定的负载所需的供电电压。该方案的优点在于电源电路很好调试，电路结构也很简单，高压和低压部分经过变压器隔离，提高了安全等级，价格成本相对来说也比较低。但是输入电压的范围受限，最大的缺点就是体积太大，转换效率地，不满足智能家居控制器对小体积、节能环保的要求。图三变压器电源解决方案图四中采用了开关电源的方案替代RC阻容式降压和变压器的方案，通过开关电源本身参数的设计，实现稳压输出，且附带过流、短路等保护功能，从而实现外围电路简单，高效率、保护功能齐全的特点。由于开关电源采用高频控制的方式，内部变压器可以设计得很小，使得整个开关电源小型化，最终弥补了上述两种方案的缺点。图四开关电源解决方案三、一款应用于智能家居的典型开关电源产品LS系列--是金升阳为客户提供的小型封装形式的高效绿色模块电源，该系列电源采用包封工艺，具有交直流两用、输入电压范围宽、高效率、高可靠性、低功耗、安全隔离等优点，可广泛适用于智能家居、电力仪表、工业、办公、民用等设备中。图五产品实物图产品特点：●超宽输入电压：100~400VDC（85~264VAC）●输出短路和过流保护●高效率、高功率密度●低功耗、绿色环保●超小体积●满足UL/CE安规认证基本工作介绍原理：图五为产品实物图，正常工作状态下，输入电压在输入端的1和3引脚引入，经过整流滤波后到达功率隔离变压器，由高压开关器件和控制器控制能量从功率隔离变压器的初级传输到次级，最后经输出整流滤波电路得到所需的输出电压。当产品的输出后端出现异常导致过流或短路时，控制器检测到电路工作异常，关断输出电压，且当过流或短路消失后，输出电压自动恢复正常。四、开关电源应用于智能窗帘控制器图六智能窗帘控制器图六为小体积开关电源产品在智能窗帘控制器中的应用，系统工作情况如下：输入端：由于供电端是交流市电220VAC,市电属于不太稳定的供电电压，正常情况下都会有±10%波动范围，而在比较偏远的地区严重的情况下会达到±30%波动的范围，因此就需要开关电压要有较宽的输入电压范围，LS03-10B05R2产品的工作电压范围是85~264VAC,很好的满足电网波动的范围，使产品工作不受影响。另一方面，电网都不会单纯的只给一个设备供电，还会有其他电子设备，如果接入的是功率很大的设备一起使用该电网，那么大功率设备启动或工作的过程中就有很大可能导致周围其他设备受到干扰，类似于EMC中的快速瞬变脉冲群、浪涌等情况，所以在输入端都会建议增加防护电路，保证系统不受外界干扰影响。输出端：由于LS03-10B05R2产品本身就具备了过流保护和短路保护功能，因此无需在输出端设计保护电路就可以直接给负载电路供电，处理器通过处理按键或无线接收模块等输入信息，然后通过光耦等信号隔离器件把控制信息传输给继电器组，进而控制马达来改变窗帘的状态。五、小结金升阳AC-DC模块电源LS系列产品通过技术人员的不懈努力，在超小体积的基础上满足了安规设计规范，同时，在无浪涌、脉冲群等EMC要求的条件下，LS01-XX/LS03-15BXXSR2只需要按照推荐电路在输入和输出端外接一个滤波电容便可以实现AC输入与DC输入两用。可以满足电力仪表、智能家居等不同行业客户的应用，为广大工程师在设计布局上提供了很大的便利。在《今日电子》主办的电源产品评奖活动中，根据在技术或应用方面取得显着进步、创新设计、性价比显着提高的原则下，荣获TOP-10电源产品奖；同时为了表彰填补国内技术空白的贡献，喜获自主创新奖。来源：维库电子市场网

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公共交通具有个体交通无法比拟的强大优势，优先发展城市公共交通系统是解决大、中城市交通问题的最佳途径。近年来，城市公交系统的智能化已成为公共交通研究领域的主要方向。国内现有试运行的大部分都采用GPS全球定位系统进行定位，同时采用GPRS网络进行数据传输。车载GPS模块可以实时获取位置、方向、时间等导航定位数据，然后通过车载GPRS模块将数据传至监控中心，从而实现车辆的定位和监控。监控中心则可将车辆的实时信息或公告信息通过电子站牌的GPRS模块发送给电子站牌，以估算到站时间和距离，然后显示在电子站牌上。尽管现有试运行的智能公交系统定位覆盖面广、精度高，可以实现车辆的全范围定位和监控。但在实际运行过程中，仍然存在以下不足：GPS信号在隧道和高架桥等环境下会存在盲点;运行中需将GPS信息通过GPRS发到监控中心，再由监控中心通过GPRS发送显示信息给电子站牌，因此运营费用较高;GPRS模块价格昂贵，公交车数量众多且都必须安装GPRS模块，硬件成本高;不能实现公交车与站牌的通信，也不能实现提前报站等服务。1系统总体方案由于西安城市面积较小，道路集中，公交线路密集，电子站牌间距大多在500米左右，因此，监控中心没有必要对公交车进行实时全范围的监控，而只需知道公交车的站牌区间范围便可大致定位。为吸取现有智能公交系统方案的优点，克服其缺点，并结合西安城市自身特点，本文把ZigBee短距离技术引入到智能公交系统中，对国内现有试运行的智能公交系统普遍采用的GPS定位、GPRS信息传输的方案进行了数据传输方式的改进，改进后的智能公交系统方案的整体架构如图1所示。图1智能公交系统的总体方案本系统主要由公交车终端、电子站牌终端和管理监控中心服务器三部分组成。公交车终端可根据车载GPS模块实时定位公交车的位置信息，并与各个站牌的位置信息进行对比，当其到达某个站牌时，公交车自动语音报站，同时用LCD屏显示到站信息。电子站牌终端和公交车终端可通过ZigBee短距离无线通信网络进行通信。公交车可实现提前报站。当公交车到达某个站牌后，便把自己的车辆信息、状态信息等打包发送给站牌。电子站牌收到管理中心的信息后，便将公交车的位置信息显示在站牌的电子地图上。管理中心服务器和电子站牌终端可通过GPRS无线通信网络进行通信。电子站牌终端通过GPRS模块的无线联网，以对收到的公交车信息进行处理并重新封装，然后发送到无线网络中。服务器端一般是连接Internet的PC机，可通过TCP/IP协议接收互联网上的信息，同时可向电子站牌终端发送运行线路上公交车的实时位置信息和公告信息。服务器可通过数据库进行信息的管理和查询，以方便公交公司的管理和调度。2系统硬件设计2.1车载终端的硬件组成本系统中的车载终端硬件主要包括电源模块或电源接入模块、ARM处理器、RAM、FLASH、GPS定位模块、ZigBee射频传输模块、视频监控模块、LCD显示模块、串口和调试模块、车内人数统计模块和语音模块等。图2所示是系统中车载终端的硬件组成框图。图2车载终端硬件组成框图ARM嵌入式处理器是整个车载终端的核心，可通过各种接口与各功能模块相连接。本车载终端选用韩国三星公司的一款基于ARM920T内核的16/32位RISC嵌入式微处理器S3C2410.S3C2410的运行频率可以达到203MHz,主要面向手持设备等高性价比、低功耗的应用。在智能公交系统中，系统定位模块一般采用GPS-OEM(OriginalEQUIPmentManufacture)板。在嵌入式车载终端系统中，选用GPS模块时，通常应考虑定位精度、价格、功耗、体积、抗干扰能力等几个因素。根据以上原则，本设计选用LEADTEK公司的GPS三代SiRFstarIII7855模块来实现定位。该模块的主要性能指标如下：有20个并行通道，可同时接收20颗卫星;定位时间：重捕时间为0.1s,热启动输出差分精度可达10米，功耗小于1W;可通过RS232接口输出NEMA-0183协议的ASCII码语句，包括GPGGA、GPGSA、GPGSV、GPRMC、GPVTG、GPGLL等;采用5V电源，可通过TX、RX引脚连接一个DB9的接口来与嵌入式微处理器的串口进行通信。2.2ZigBee射频模块在智能公交系统中，GPS模块只完成信息采集功能，而在公交车到站时，还需要通过ZigBee模块信息发送给站牌。经过市场调研发现，Freescale的MC1319x平台功耗低、价格低廉、硬件集成度高，而且方便二次开发，射频通信系统的稳定性也比较高。所以，本设计选用了MaxStream公司与ZigBee兼容的、以FreescaleMC1319x芯片组为核心的XBeeProRF模块。XBeePro模块设计满足IEEE802.15.4标准，工作频率为2.4GHz,其基本性能参数如下：◇发送功率l00mW;◇室内传输距离为300m,室外传输距离为1500m;◇RF数据传输速率为250kbps;◇在3.3V电源下，发送电流为215mA,接收电流为55mA.图3所示是XBeePro模块的引脚排列图，该模块有20个引脚。RS232接口电路板的引脚可连接到VCC、GND、DOUT和DIN引脚。其中VCC是电源引脚(2.8~3.4V);GND接地;DIN是信号输入引脚，可作为UART数据输入，通常与处理器的UART接收端TX相连;DOUT为信号输出引脚，可作为UART数据输出，通常与处理器的UART接收端RX相连。此外，在XBee/XBeePro模块中还集成了一个UART接口，该接口的内部数据控制流程如图4所示。图3XBeePro模块的引脚排列图图4XBeePro模块的UART内部数据控制流程当串行数据通过DIN引脚进入XBeePro模块后，数据会存储在DI缓冲器中，直到被发送器通过天线发送出去;当RF数据由天线接收后，接收数据进人DO缓冲器，直到被处理。在一定条件下，模块可能无法立即处理在串位接收缓冲中的数据。如果大量的串行数据发送到模块，可能需要使用CTS流控以避免串行接收缓冲溢出。XBeePro模块可以通过UART接口直接与控制器的UART接口相连，硬件接口简单实用。2.3电子站牌终端的硬件组成电子站牌终端的硬件组成与公交车车载终端相比，主要是把公交车上的GPS定位模块替换成了GPRS-DTU数据传输单元。GF-2008AWGPRS-DTU是北京嘉复欣科技有限公司研制生产的GPRS无线数据通信产品，该产品内置西门子MC39iGPRS模块，具有准确性高、环境适应性好、易于安装和维护等特点，能够为用户提供高速、可靠、永远在线的数据传输服务和虚拟专用数据通信网络服务，可广泛用于远程抄表、环保数据采集、交通信息发布等方面。以下是GF-2008AWGPRS-DTU的主要特点：可实现串口透明的无线数据传输，而且稳定可靠;高度集成GPRS和TCP/IP技术，可将互连网和无线网络有机的结合起来;支持多种TCP/IP协议，如TCP、UDP、DNS、PPP、RAS等;按流量计费，没有流量不计费;在标准RS232接口产品中体积最小，适合嵌入式集成;支持点对点、点对多点、中心对多点的对等数据传输;基于串口通讯的AT+i指令接口，可节省开发时间和开发成本;持ALWAYSONLINE(永远在线)模式，断线可自动重拨;采用5~24V/1A供电，并具有节能模式。3ZigBee通信程序设计3.1ZigBee组网方案由于站牌处通常会有多辆公交车同时到达，一个站牌对应多辆公交车。鉴于网络节点较少、网络结构比较简单，本系统采用星形模型组网。即把分布在公交线路上的电子站牌配置为ZigBee协调器，而将到达的公交车配置为ZigBee终端设备。图5所示是公交车与站牌的组网方式。当站牌上ZigBee网络协调器选择一个信道和PANID并启动时，便建立了一个ZigBee个人局网(PAN)。而一旦协调器启动PAN,便允许路由器和终端设备结点加入PAN.作为ZigBee终端设备的车载终端加入PAN时，系统将收到一个16位的网络地址，同时发送和接收来自作为ZigBee协调器的电子站牌终端的数据。PAN协调器的网络地址总是0.由于站牌上ZigBee模块的网络物理地址是唯一的，故可通过物理地址向站牌发送信息。图5公交车与站牌组网方式3.2ZigBee模块的API操作XBeePro具有空模式、接收模式、发送模式、睡眠模式和命令模式等5种操作模式。对于每一种操作模式，还有透明方式和应用程序接口(API)方式两种操作方式。当工作在透明方式时，模块可替代串口线的作用，并以字节为单位操作各种信息;而当工XBeePro具有空模式、接收模式、发送模式、睡眠模式和命令模式等5种操作模式。对于每一种操作模式，还有透明方式和应用程序接口(API)方式两种操作方式。当工作在透明方式时，模块可替代串口线的作用，并以字节为单位操作各种信息;而当工作在API方式时，所有进出模块的数据均被包含在定义模块的操作和事件的帧结构中。本文采用API操作方式。API操作要求模块之间通过一种结构化的接口进行通信(数据通过一种定义好序列的帧来交互通信)。API对通过串口数据帧进行命令发送、命令响应，以及模块状态信息的传送与接收作了规定。(1)ZigBee发送请求公交车到达站牌后，应根据站牌的MAC地址将日期、时间、车号、公交线路、车内人数、行驶方向等信息发送到电子站牌。公交车ZigBee模块发送模式的API帧结构定义如图6所示。其中的Bytes6-13为站牌的MAC地址。图6公交车TX请求API帧结构图(2)ZigBee发送状态为实现可靠传输，当公交车传送信息给电子站牌的请求完成后，必须得到电子站牌的确认信息，因此还必须得到电子站牌回馈给公交车的发送状态信息。这个信息将指出数据包是否被成功发送，或者发送失败。如果发送失败必须重新发送公交车的信息，直至发送成功。电子站牌根据公交车的MAC地址，不断的向PAN内发送信息，并通过回读发送状态来确定是否有公交车加入网络，如果有，则根据网络地址识别公交车，并将公交车的定位信息发送到监控中心，从而实现对GPS定位方式的补充。图7为公交车ZigBee模块的TX状态帧结构其中的Bytes9为传送状态信息，Bytes6、7为接收模块的16位网络地址。(3)ZigBee接收包。电子站牌收到公交车发来的状态信息数据包后便进行解析，并通过站牌的GPRS模块发送到监控中心。电子站牌ZigBee模块接收模式的API帧结构定义如图8所示。图中的Bytes5-12为公交车的MAC地址。3.3GPRS网络通信设计电子站牌收到公交车发来的信息后，将通过GPRS-DTU发送到监控中心，然后由监控中心将所有公交车发来的信息通过Internet发送给站牌。GPRSDTU有透传模式、AT+i命令模式、自动IP注册模式、远程维护和流控五种模式。在系统的电子站牌终端中，DTU将使用透传模式与服务器进行信息的交互。通过透传模式可将电子站牌异步串口通信转换成基于TCP/UDP协议的网络通信。其主要目的是通过串行通信的简单设备实现在IP网络上的通信，而数据格式不发生任何改变。这一点非常重要，由于数据格式在经过DTU前后均不发生任何变化，由此，电子站牌原有的设备及软件不用作任何升级，就可直接应用。DTU的透传模式可使电子站牌客户端在发起通信请求时，使DTU必须与服务器建立网络连接。也就是说，电子站牌下位机与服务器进行数据传输时，首先是电子站牌下位机要与DTU设备的串口相连，在DTU进入透传模式后自动被调用，并与服务器建立网络连接，当网络连接建立后，DTU将自动完成串口到网络通信的转换，以便所有数据可透明地在服务器软件与电子站牌下位机之间双向传输。服务器与电子站牌终端通信可通过套接字socket来实现。首先在服务器上建立一个监听Socket对象，并绑定在一个固定端口上，然后，每当电子站牌客户端发送一个SOCKET连接请求，服务器端就会新开启一个线程，并在其中创建一个socket与电子站牌客户端的socket通讯，直到电子站牌客户端程序关闭，该线程结束，然后服务器主线程的socket在应用程序退出时关闭。通过多线程的Socket程序设计，可以实现一个服务器与多个电子站牌客户端的通信。以下是服务器基于socket多线程的具体实现程序代码：DWORDWINAPIAnswerThread(LPVOIDlparam)//收发线程入口{//创建线程时把服务器建立的新套接字传给lparamSOCKETClientSocket=(SOCKET)(LPVOID)lparam;intbytesRecv;charsendbuf[32]="";charrecvbuf[32]="";while(1){bytesRecv=SOCKET_ERROR;for(inti=0;i{recvbuf[i]='?';}while(bytesRecv==SOCKET_ERROR){bytesRecv=recv(ClientSocket,recvbuf,32,0);}//⑤接收电子站牌客户端的数据…send(ClientSocket,recvbuf,strlen(recvbuf),0);//⑥向电子站牌客户端发送数据}}…WSAStartup(MAKEWORD(2,2),&wsaData);//初始化Winsocksocket(AF_INET,SOCK_STREAM,IPPROTO_TCP);//①创建一个监听socketbind(m_socket,(SOCKADDR*)&servICe,sizeof(service))//②绑定套接字listen(m_socket,20)//③监听套接字SOCKETACCeptSocket;while(1)//一直等待客户端的请求，请求到来后，建立新的连接套接字{AcceptSocket=SOCKET_ERROR;while(AcceptSocket==SOCKET_ERROR){AcceptSocket=accept(m_socket,NULL,NULL);}/*④等待客户请求到来，请求到来后，接受连接请求，返回一个新的对应此次连接的socket*/hThread=CreateThread(NULL,NULL,AnswerThread,(LPVOID)AcceptSocket,0,&dwThreadId);}/*创建新线程，将新的连接套接字传给AnswerThread入口函数*/}4结束语本系统中，公交车与电子站牌通过ZigBee网络实现信息交互，电子站牌与监控中心通过GPRS网络实现信息交互。公交车上用价格低廉的ZigBee模块取代现有智能公交系统中的车载GPRS模块，可节约硬件成本，而公交车与电子站牌之间的ZigBee网络通信则可实现公交车的定位，以作为GPS定位的补充，从而增加了系统的可靠性。今后，随着3G、WiMAX、Wi-Fi等无线通信技术的成熟以及更加优化的卫星定位技术的出现，定会出现越来越多的智能公交系统方案，从而在更大程度上推动智能公交系统的发展。转载自——维库电子市场网