智能家居

智能家居是指通过先进的信息技术和网络通信技术,使各种家庭设备和系统能够自动化、智能化,提高家庭生活的舒适性、便捷性、安全性和能效性。智能家居系统通常包括感知设备、网络连接、智能控制单元和用户界面等组成部分。

  • 参考设计简化了智能家居设备和智能家电简单经济的自然语言识别和语音用户交互界面的开发
  • 获得亚马逊认证,可在MCU上使用AWS IoT Core的Alexa语音集成功能
  • 多合一设计套件,包含远场声音检测、本机亚马逊 “Alexa”唤醒词、本机与AWS IoT Core的AVS集成功能的网络连接

横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM),发布了亚马逊认证智能物联网设备参考设计套件。利用AWS IoT Core平台的Alexa语音服务(AVS)集成功能,新设计套件让开发者能够在简易微控制器(MCU)上开发Alexa内置产品。

AWS IoT Core的AVS集成功能可以彻底改变用户与智能设备的交互方式,将基于云计算服务的Alexa体验带到烤箱、炉灶、温度计、百叶窗、吹风机等家电产品,而无需在电子硬件上大量投资。这一发展趋势可能会加快传统按钮和旋钮的终结,催生人机交互轻松自然、有自适应智能功能、能够上云(例如,搜素云端的烹饪建议或订购耗材)的新一代产品。

因为STM32*系列高性能MCU集成了Alexa语音用户界面软件,意法半导体的亚马逊认证解决方案可加快支持Alexa的家电控制器的研发。高能效的STM32是世界上最成功的32位Arm®Cortex®-M 微控制器,是开发需要最新功能(例如,远场音频捕获和自然语言理解)的经济、简单的物联网设备的理想选择。

意法半导体微控制器事业部市场总监Daniel Colonna表示:“我们相信,AWS IoT Core的 AVS集成功能可以让用户更轻松地使用功能强大的智能产品,并提供更愉悦的使用体验,从而彻底改变用户对智能设备的预期。我们的参考设计充分利用了STM32微控制器的内在优势和配套解决方案,让开发者能够开发功能无敌、尺寸紧凑、研发周期短、成本效益高的产品。”

技术详情

意法半导体的 AWS IoT Core AVS语音集成参考设计包括一个集成STM32H743 高性能MCU和Wi-Fi模块的36mm x 65mm小主板。

与数字信号处理器(DSP)、无闪存处理器等Alexa产品常用元器件不同,STM32 MCU单片集成了所需的全部系统功能,其中包括强大的音频前端处理、本地唤醒词检测、通信接口,以及RAM内存 和闪存。如此高的集成度可缩减电路板尺寸,简化板子布局,以较低的成本部署在客户的最终产品上。

即使环境吵闹嘈杂,麦克风间隔很小,音频前端仍能提供出色的远场语音检测功能。音频前端是由ST授权合作伙伴DSP Concepts开发,以STM32 MCU的附件形式,通过意法半导体的经销渠道销售。音频前端带有免费的Audio Weaver工具许可证,可帮助用户轻松地微调产品设计。

DSP Concepts创始人、首席技术官Paul Paulmann表示:“ STM32H7片上集成大容量的RAM和闪存、外设和高速处理器,让我们的高性能音频前端TalkTo能够提供更好的实时性能。TalkTo集成在Audio Weaver软件内,因此,产品制造商可以快速研发和部署各种声控产品。”

利用高性能STM32微控制器的功能,用户可以自定义和扩展系统设计,添加增强功能,例如,第二个唤醒词、附加的本地化命令、声控图形显示,给用户带来难以抗拒的使用体验。

为进一步简化原型设计和产品开发,参考设计硬件包括一个作为独立模块的音频子板。音频子板包含一个ST FDA903D音频编解码器、用户LED和按钮,以及两个间隔36mm的MP23DB01HP MEMS麦克风,用于尺寸受限制的产品,例如,电源开关插头。 如果需要专用麦克风间距、声学特性和用户界面定义,模块化硬件让用户可以实现自定义子板。

该参考设计包含成熟的软件,提供支持Alexa产品所需的功能。软件包括:

  • 音频捕获软件
  • 先进的音频前端(AFE)处理软件,具有降噪、回声消除和先进的波束成形信号处理功能,适用于远场音频检测
  • 亚马逊“Alexa”唤醒词
  • AWS IoT连接软件
  • 音频输出软件

当开发新的AVS认证终端产品时,使用这个参考设计比独立设计整个系统更快、更简单。软硬件都可以轻松调整修改,支持个别客户的新产品概念。

了解价格信息,申请样品,请联系当地意法半导体销售办事处。

阅读相关博文请访问 https://blog.st.com/alexa-voice-service/

关于意法半导体

意法半导体拥有46,000名半导体技术、产品和方案的创新者和创造者,掌握半导体供应链和最先进的制造设备。作为一家独立的半导体设备制造商,意法半导体与十万余客户、上千合作伙伴一起研发产品和解决方案,共同构建生态系统,帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇,满足世界对可持续发展的更高需求。意法半导体的技术让人们的出行更智能,电力和能源管理更高效,物联网和5G技术应用更广泛。详情请浏览意法半导体公司网站:www.st.com

围观 23

恩智浦半导体公司推出了K32W061/41,这是一个超低功耗/多协议无线微控制器(MCU)的新系列。

这些低功耗器件补充了该公司最近推出的JN5189/88(Thread/Zigbee)和QN9090 / 30(Bluetooth®LE)MCU,并为设备制造商(OEM)提供了更轻松的移植途径,以支持当前和新兴的智能家居应用。

在如今的大型家庭和物联网设备中,降低功耗至关重要,因此,需要使用单个纽扣电池来最大化性能。K32W061/41 MCU通过多种低功耗模式和低发射/接收无线电功率功能来实现这一目标。

恩智浦连接解决方案高级市场总监Tom Pannell表示:“智能家居中对超低功耗连接的需求不断增长,无线技术的选择也在不断增长。” ,“通过推出我们的多协议无线微控制器,恩智浦将利用我们技术组合的广度和专业知识为连接的应用提供超低功耗性能,从而提供使OEM厂商更容易设计支持蓝牙LE、Zigbee和Thread的功能强大且丰富物联网设备的解决方案。”

K32W061和K32W041具有支持线程和Zigbee网络协议的IEEE 802.15.4无线电,蓝牙低功耗5.0和集成的NFC NTAG(K32W061)。该产品还支持广泛的工作温度范围(-40℃至+125℃)。

作为Zigbee联盟和Thread的创始成员,NFC论坛的共同创始人和蓝牙SIG的成员,恩智浦已经能够利用其无线专业知识以及其广泛的MCU功能将最新的连接标准与适当的智能外设集成在一起。这些外围设备支持一系列用例,其中包括:

•家庭和楼宇自动化

•安全和访问控制

•智能恒温器和智能锁

•网关和感应传感器网络应用

K32W061 / 41无线微控制器基于以48MHz运行的Arm Cortex M4微控制器内核,并包含640 KB的板载闪存和152 KB SRAM,为复杂的应用程序和软件空中(OTA)更新提供了存储空间和灵活性。

可选的NFC NTAG提供标准化的带外通信,以简化配对过程。多协议无线电包括一个集成的功率放大器,该放大器的最大输出功率为+11dBm,从而可以进行长距离传输。

此外,它还支持低功耗蓝牙5.0,Zigbee和OpenThread无线网络协议栈。

来源:千家网

围观 59

Strategy Analytics最新发布的研究报告《无线家庭:评估全球家庭Wi-Fi设备市场规模》指出,全球目前有近50亿个家用Wi-Fi设备正在使用,这是由Wi-Fi技术的成功所推动的。新一波Wi-Fi智能家居设备将推动全球在2023年170亿个家庭设备的采用,巩固了无线家庭作为二十一世纪初的主要技术趋势之一。 该报告还发现,目前领先的家庭Wi-Fi标准是Wi-Fi 5(802.11ac),占2019年设备销售的四分之三。 新推出的Wi-Fi 6标准将占到2023年设备销量的三分之一,并有望在二十一世纪二十年代后期成为主导。


支持Wi-Fi的智能家居设备(如智能音箱、智能家电、摄像机和恒温器)的增长将成为无线家庭发展的第三次浪潮。 这开始于二十一世纪初的家用计算设备,紧随其后的是智能电视设备。 2019年,智能电视设备将占所有使用中的家庭Wi-Fi设备的29%;但到2020年将被智能家居设备所取代,最终将占使用中Wi-Fi设备的60%以上。

Strategy Analytics联网家居设备研究总监David Watkins表示,“无线家庭市场不断演进,这将满足不断变化的消费者需求和期望。这些年来,Wi-Fi技术已经很好的适应了这些要求,并将成为未来家庭互联网连接的主要平台。”

该报告还指出了厂商和服务提供商应考虑的其它问题:

  •  对于某些家庭用例,5G可以替代Wi-Fi的风险有多大?哪些设备受影响最大?
  •  Wi-Fi 6变体是否足以满足数据吞吐量、可靠性和易用性的需求?
  •  设备供厂商如何展示和营销Wi-Fi 6的功能,以最大限度地提高销售和利润潜力?
  •  哪种类型的智能家居设备销量最大?

围观 78

“Siri,开灯”,一个简单的口令实现所有居家设备的控制曾经是建立智能家居的梦想。随着iOS与AndroidTM两大移动设备阵营的普及,配合开发的智能外设也越来越多。从单纯充电到高级数字音乐播放器,甚至集成电器或灯光的数字信号控制器,移动设备不再只有接拨电话或简单的邮件或聊天功能,而成为了生活中不可或缺的帮手。通过无线及云端处理(图1及图2)再受限于使用环境,更多远程遥控应用需求可以连成图3。

打造智能家居设备的全新解决方案
图1:iOS Home App负责连接支持HomeKit配件协议—— HAP之居家设备

打造智能家居设备的全新解决方案
图2:iOS设备与支持HAP的居家设备间的通信模式

打造智能家居设备的全新解决方案
图3:照明开关、家用风扇及温度监控等应用

通过Siri语音或iOS APP就可以控制居家虽然设备方便,不过如果您家的电器被别人恶意控制可就笑不出来了。因此“安全”就成为智能控制一个相当重要的议题,Apple HomeKit引入相当多的安全机制(如Secure Remote Password、Ed25519、Curve25519、HKDF-SHA-512及ChaCha20-Poly1305等算法)来保护居家设备与iOS设备间的通信不被恶意侵入(图4)。不过这些复杂的算法如果完全依靠软件实现,那么硬件之间的连线将会使您大伤脑筋。
打造智能家居设备的全新解决方案
图4:HomeKit安全机制及Microchip解决方案示例

今天,我们就以Microchip支持Apple HomeKit的Wi-Fi®开发套件为例,介绍如何打造更智能、更快速安全的居家设备。在这一经完全认证的解决方案中,Microchip允许经MFi授权的开发者能够利用这一业界首款具备硬件安全引擎(图5)的HomeKit Wi-Fi开发套件,无缝进行验证与加密,同时大幅缩短系统计算时间。举例而言,建立配对仅需0.95秒,而验证配对仅需不到0.1秒,几乎瞬间即可轻松与设备建立连接。缩短系统活动时间,同时降低功耗,相当于采用BLE技术的系统也能同时保持Wi-Fi解决方案之强大功能。
打造智能家居设备的全新解决方案
图5:Microchip HomeKit套件中核心器件CEC1702的内部架构

完整开发套件包含SecureIoT演示板(CEC1702, Arm® Cortex®-M4和DM990012)搭配Wi-Fi 7 Click (WINC1510, IEEE 802.11 b/g/n, MIKROE-2046)加上Apple认证IC(另购)(图6)。得到Apple授权详细流程请至MFi (Made For iPod) Program官方网站了解与申请,在此不再赘述。Microchip仅提供MFi授权持有者的HomeKit Wi-Fi SDK,如有相关问题请电邮至:
applesupport@microchip.com,并注明您的MFi授权编号、公司名称、联系人姓名、地址及电话,便于我们尽快为您提服务。
打造智能家居设备的全新解决方案
图6:Microchip HomeKit Wi-Fi® SDK

本文作者为Microchip台湾地区应用工程师朱文国。点击下载繁体中文原版。

来源:Microchip

围观 447

恩智浦HomeKit SDK现在支持Apple HomeKit全部传输协议,包括Bluetooth®低能耗(BLE) 4.2、Wi-Fi®、以太网和iCloud远程访问,适用于恩智浦所有微控制器和微处理器

恩智浦半导体(纳斯达克代码:NXPI)今日宣布,旗下的Apple HomeKit软件开发套件(SDK)现已全面支持采用HomeKit的家居自动化应用,提供出色的性能和高级安全性,而且支持全部连接方案,包括BLE、Wi-Fi、以太网和iCloud远程访问。

HomeKit是iOS中的一个框架,能够让各种配件无缝连接,帮助人们通过iPhone、iPad和Apple Watch中的Apple Home应用更好地管理家居环境。它提供一系列通用协议,让各类配件能够简单安全地协同工作,消费者只需使用Siri即可控制这些配件。HomeKit利用端到端加密技术奠定了牢固的安全基础,为客户提供iPhone或iPad与支持HomeKit的配件之间的安全连接。

恩智浦HomeKit SDK适用于多种系统配置,从超低功耗无线单芯片微控制器(MCU)系统(如Kinetis KW41Z和KW31Z),到由主机处理器(如Kinetis、LPC或i.MX,运行HomeKit配件协议(HAP)和配件应用程序)及无线电组成的双处理器系统。很多Kinetis MCU和i.MX应用处理器提供多种高级安全功能,例如加密密钥存储、软件和系统保护选项、硬件随机数生成器(RNG)和集成系统篡改检测。

恩智浦半导体微控制器与连接解决方案事业部副总裁Emmanuel Sambuis表示:“HomeKit引领消费者接受智能家居,提供开放平台,允许配件通过iPhone或iPad安全地无缝协同工作。恩智浦丰富的MCU、应用处理器和跨界处理器增加了HomeKit支持之后,配件制造商便可享受到该平台提供的各种好处,包括Siri语音控制、iCloud远程访问、简易配置、内置固件升级支持以应对消费者需求的用户API,使得各类家居自动化产品能够快速高效地完成设计。”

支持的其他重要特性包括:

1、调试模式,提供用户API可见性并选择应用参数
2、实现虚拟配件,可用作产品开发的出发点,甚至可在尚未获得全部应用硬件的时候进行

Allegion®的Schlage Sense™智能门锁成为第一款全面支持HomeKit、基于恩智浦Kinetis技术的产品。Schlage解决方案兼容HomeKit,同时充分利用了恩智浦Kinetis K11 MCU的高性能和安全功能。它旨在帮助用户通过iPhone、iPad或Apple Watch控制门锁。Schlage Sense™解决方案还帮助用户管理和存储多个门禁码,并且共享电子门禁。

上市时间和支持

恩智浦支持HomeKit的SDK现已发布: www.nxp.com/homekit

该SDK包括免版税的恩智浦BLE主机堆栈(其中包含大部分GATT Profile,完全符合BLE 4.2规范),并支持多个恩智浦MCU和处理器通过Wi-Fi组网。此外,我们还为客户提供恩智浦专业服务,帮助客户进行硬件和软件开发以及系统集成和定制。

围观 498

智能家电并不是单指某一个家电,而应是一个技术系统,其中,无线通信技术则成为了家电智能化的基石,市面上智能家电采用较多的无线技术基本采用ZigBee、红外、蓝牙、Wi-Fi以及射频这五种无线通讯技术,今天就由笔者来跟大家普及这五种无线技术。

1、Zigbee

一般来说,采用Zigbee技术的智能家电控制系统包括Zigbee协调器、ZigBee红外控制终端和家庭网关。Zigbee网络中有两种功能模块,一种是Zigbee协调器,对Zigbee网络进行建立和管理;另一种是Zigbee终端节点,主要完成Zigbee网络的加入和对学习型红外遥控模块的控制。Zigbee的协调器通过RS232串口可以与家庭网关进行数据交互,实现无线控制网络与控制主机的连接。

2、红外

外红传输,对于传统家电来说,基本上采用的都是红外传输,随着家电智能化的发展,大到冰箱,小到插座,一瞬间所有电器似乎都贴上了智能化的标签。红外也是实现家电智能化升级的一种方式,主要依靠无线红外转发器来完成。无线红外转发器是一款内置红外和收发模块,具备红外信号的学习与记忆功能,可学习、记忆多台红外设备的智能产品。它可将收发模块、ZigBee无线信号与红外无线信号关联起来,通过移动智能终端来控制任何使用红外遥控器的家用设备,通过无线红外转发器,用户可用任何手机上的智能家居应用APP,对多个电器设备进行遥控,实现集多种红外遥控器功能于一体。

3、蓝牙

蓝牙能够让终端主动地发布、获取和处理信息,随着蓝牙的发展,可以把所有的蓝牙信息家电通过一个遥控器来进行控制,甚至可以在这些蓝牙信息家电之间共享有用的信息。蓝牙模块是利用无线蓝牙技术进行蓝牙传输的一种模块,蓝牙模块对外联络网络环境,对内联络操作系统,在智能家电系统上发挥非常重要的作用,其发展进程亦受到业内高度关注。智能家电市场需求量不断增长,同时蓝牙模块市场需求量也正在飞速增长。

4、Wi-Fi

目前市面上大部分的智能家居产品都是基于Wi-Fi无线物联网技术,以实现对家电设备的智能控制。其主要工作原理为:通过用户自身手机发出程序指令,家中值守的系统模块接收到信息后对信息进行适当的处理,然后把处理结果通过Wi-Fi传递到单片机上,这样单片机就可以根据信息做出相应的控制指令,以完成用户发出的控制命令,同时,还将最终处理结果反馈给客户端。客户端需要完成的功能主要是家电智能控制,即客户端通过Wi-Fi网络向服务器端发送控制信息,再由服务器端将信息返回到客户端。

5、射频

射频包含RFID射频标签,它是一种非接触式的自动识别技术,通过射频信号识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,作为条形码的无线版本,RFID技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点。RFID射频标签被认为将广泛应用于智能冰箱中,最终取代需要在今天使用的条形码。每个RFID标签代表为每个产品设置唯一的编号,而不是一个条形码跟踪产品作为一个整体。可以通过一个RFID阅读器将处理数据通过网络连接,确定产品名称、制造商、有效期和所有其他相关的项目信息。

来源: Woo科技

围观 489

页面

订阅 RSS - 智能家居