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建筑能耗即建筑的运行能耗,就是人们日常用能,如采暖、空调、照明、炊事、洗衣等的能耗,是建筑能耗中的主导部分。随着城市化进程的加快和人民生活质量的改善,我国建筑能耗的总量逐年上升,建筑节能状况落后,浪费及其严重。因此建筑智能化刻不容缓,芯科科技(Silicon Labs)公司采用ARM Cortex-M3内核设计而来的EFM32是全球最低功耗的32位微控制器,对于用电池供电的温控器来说,大大延长电池的使用寿命,实现了节能环保。

节能设计架构与性能优异的外设

下面就是基于EFM32G2X MCU的智能温控器的原理框图,其利用各种传感器、无线Wi-Fi模块接收网络上的天气信息,以及通过网络传送的控制命令来达到控制功能。


图1:智能温控器框图

EFM32G系列MCU内核采用运算性能突出的Cortex-M3设计,极大地缩短了温控器应用中的算法处理时间,提高了系统的性能。它具有5大超低功耗模式,其中,停止模式能耗低至0.6µA/MHz,关闭模式仅为20nA/MHz。如此低功耗的MCU对于用电池供电的温控器来说,既实现了节能环保,又将大大延长电池的使用寿命。

另外,EFM32G系列MCU还具有低功耗性能优异的外设:
● 片上12bit的ADC在1Msps的速率下,功耗电流仅需350μA
● 模拟比较器工作仅需100nA
● LCD驱动 8×36段LCD显示,仅需0.55μA
● 全功能的LEUART,在9600bps的速率下,功耗电流仅需150nA
● AES执行128/256bit AES加/解密仅需54/75个时钟周期

综上可以看出, EFM32G系列MCU既可以缩短运算处理时间,又能在超低能耗模式下实现自主运行,还具有丰富的外围设备,非常适合低功耗要求的智能温控器。

电容触摸按键

EFM32G系列MCU特有的LESENSE模块,使得用户在外围硬件上仅用几个PCB上的铜箔即可实现触摸电容的功能,免除了机械按键长时间开关老化等问题。

LCD显示

EFM32G系列MCU内部自带了TFT的驱动,可以直接驱动TFT LCD,使智能温度控制器能更清晰地显示更多的客户定制化信息。

红外及温湿度传感器

温湿度传感器用来感知室内的温度和湿度,将测得的温度和湿度,发给MCU进行相应的处理,然后由MCU控制相应的设备对室内的温度和湿度进行相应的调节。

Si7020是Silicon labs公司推出的一款数字式温湿度一体传感器芯片。该芯片采用低K电介质聚合物检测温湿度的专利设计,具有低漂移和迟滞及卓越的长期稳定性。标准I2C数字输出,宽的工作电压范围,同时具有很高的温度精度(+/-0.3℃)和湿度精度(+/-2%RH),且体积仅为3*3*1mm,专为极低功耗、小体积应用设计。此外,还具有良好的品质、快的响应速度、抗干扰能力强、性价比高等优点。

红外传感器在智能温控器中的作用是用来感应是否有人在家。如传感器感测到长时间无人在家,然后将信息发给主控MCU,再由MCU控制实现自动关闭空调,从而实现降低能耗的问题。

Wi-Fi模块

无线Wi-Fi模块可以用来接收网络上的天气预报信息以及用户通过网络传送的控制命令来达到智能控制的目的。WGM110是Silicon Labs公司推出的一种功能全面的 Wi-Fi模块,具有卓越的射频性能,并可提供远程范围的稳定无线连接和安全性。

总结

在智能化建筑市场的迅速崛起中,采用节能型的技术技术、工艺、设备及材料来改善建筑物用能系统的运行管理越来越普遍。EFM32微控制器完美助力智能温控器,以其低功耗高性能的产品特性真正将建筑节能落实到了实处,同时还能使人们享受舒适的生活环境

原文地址:http://www.sekorm.com/news/4424.html

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摘要: 在设计一个基于Sub-GHz的无线智能照明系统时,选择世强代理的芯科推出的无线SOC EFR32FG1P131,不仅集成了无线部分也集成了微控制器部分,可以简化产品的设计,缩小产品的尺寸,减少产品的故障率。

智能照明系统是目前照明行业热门的研究对象之一,在无线技术上除了蓝牙、WiFi、ZigBee外Sub-GHz技术也是一个不错的选择。

在设计一个基于Sub-GHz的无线智能照明系统时,最好是选择一款无线SOC,这样不仅集成了无线部分也集成了微控制器部分,可以简化产品的设计,缩小产品的尺寸,减少产品的故障率。是否具有无线唤醒功能也是产品设计者考虑比较多的地方,因为具备无线唤醒功能可以极大的降低产品的功耗,增加产品的卖点。另外,无线数据的安全性也是需要设计工程师关心的一个不可或缺的问题。

本文将为大家介绍适合无线智能照明应用的无线SOC产品。首先,我们了解下智能照明系统的结构框图,如左图所示。

由图可见,智能照明系统主要由通信&控制模块,电源模块,LED驱动模块及传感器模块组成。我们所要介绍的就是应用在通信&控制模块上的无线产品。
此模块我们推荐使用Silicon Labs公司的EFR32FG1P131系列的产品。这一系列的产品是基于CORTEX-M4内核及Sub-GHz功能的无线SOC,可以很好的解决我们在设计无线智能照明产品时所遇到的问题。

EFR32FG1P131资源丰富 助攻照明争天下

EFR32FG1P131产品的Sub-GHz功能的硬件前端集成低噪放(LNA)和功耗放大(PA),最大可以达到-121.4 dBm的接收灵敏度和20 dBm的发射功率,无需使用外部器件就可以实现极高的接收性能。另外外部的天线匹配网络也很简单,只需要几个电感与电容就可以实现。针对不同的工作频率Silicon Labs公司提供了相应的天线匹配网络的参数,这极大的简化了智能照明系统射频部分的硬件设计。同时芯片内部还集成有无线包处理器,无线数据以包的形式进行处理,简化了工程师的软件设计,降低了射频产品的开发难度,加快了产品的上市时间。

EFR32FG1P131内部集成有RFSENSE模块,RFSENSE模块检测天线接口的射频信号强度并产生系统唤醒中断,可将CPU从深度睡眠方式或停机模式下唤醒,实现真正的射频唤醒。使用EFR32FG1的无线控制器(RAC)(注:RAC功能包括RFSENSE),外设反射系统(PRS)和低功耗外设系统可以实现无线唤醒功能。无线唤醒功能可以在CPU睡眠状态下,不对无线信号 进行解调,实现真正的无线唤醒功能。

EFR32FG1P131内部还集成有硬件的加密引擎,可实现AES128/256,SHA-1,SHA-2(SHA-224,SHA-256)或ECC的硬件加密。在对无线数据加密/解密处理时完全由硬件处理,处理速度快,软件开销小,可采用不同的加密算法,保证无法数据的安全,可靠。

除了以上的资源外,EFR32FG1P131还集成有硬件的PWM、I2C等丰富外设,可以方便与LED驱动模块和传感器模块通讯,实现不同的功能。总之,EFR32FG1P131芯片是智能照明系统的不二选择。

最后附上EFR32FG1P131的其它资源,或登陆世强元件电商APP查看最全最新资料,看看是否对您有所帮助?

 强大的MCU和内存选项
 带浮点单元的ARM Cortex®-M4内核
 工作频率最高可以达40MHz
 较低的工作模式电流:63μA/MHz
 Flash空间最大可达256KB
 SRAM空间最大可达32KB
 低功耗节能模式
 节能模式2(深度休眠)电流:1.4μA
 节能模式3(停止)电流:1.1μA
 超快速唤醒:从EM3唤醒只需要3μS
 宽的工作电压:1.85V~3.8V
 丰富的模拟和数字外设
 ADC(12位,1 MSPS,326μA)
 电流型DAC(4位,拉电流或灌电流)
 2个模拟比较器
 低功耗UART
 2×USART(UART,SPI,IrDA,I2S)
 I2 C(EM3模式也可以地址识别)
 定时器:RTCC,低功耗定时器和脉冲计数器
 12通道外设反射系统
 多达31个GPIO
 封装选项
 QFN48(7毫米×7毫米)
 QFN32(5毫米×5毫米)

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