智能家居系统包含的主要子系统有:家居布线系统、家庭网络系统、智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、智能安防系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统,其中智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统是必备系统。
智能安防系统可实现家居安防报警点的等级布防,采用逻辑判断,避免系统误报警;遥控器或键盘对系统布防、撤防,发生报警,系统自动确认报警信息、状态及位置,报警时能够自动强制占线。在我们的认知里,摄像机一般充当家庭安防角色。不过,现在的摄像机可不仅仅满足于此,经过整合后,摄像机将增加更多功能。例如可集成多种专业传感器,实现环境监测,实时室内的温湿度监测、PM2.5、VOC(有害气体)和噪音强度侦测等,家庭安防与智能硬件的整合成为未来趋势。当然,即便面向整合,当下的消费级安防依然需要先从IPCam做起。下面,小编就从智能家居的门户入手,看看智能安防在Smart Home场景中的应用。
一、庭院:高清红外夜视摄像机
智能摄像机是整个智能家居系统少有的可视化设备,在安全防护方面非常直观。通过这类设备,用户可以随时随地查看家中的情况。目前,除了远程查看外,智能摄像机还具备了自动巡航、双向语音、多用户分享、红外夜视、高清回放等功能。 对于智能相机的方案,TI可谓是这个行业的先驱者。达芬奇系列DSP在安防行业的应用已经耳熟能详,TMS320DM368、TMS320DM8127、TMS320DM385等等,TI DSP强大的ISP功能在很大程度上减少了开发者的算法难度,内部的音频接口为智能家居提供语音交互变成可能。丰富的接口定义,功能齐全的片内系统,为整个安防系统添砖加瓦。
在整个摄像机的设备中,传感器是一种必不可少的器件。Image Sensor,也是目前快速增长的行业,从国外的AMS、Sony、OV、松下、安森美,到国产的晶相、格科微等,从CCD到CMOS,从100W到几千W的像素,应有尽有。如今市场,Sony、OV、ON基本上是三分天下,Sony作为传统的ImageSensor的老大哥,在技术和市场占有率来说还是有很大优势,不过最近几年市场下滑严重。OV,自从2016年初,由中信资本、北京清芯华创投资管理有限公司和金石投资有限公司组成的财团,以19亿美元收购以后,进行大量前瞻性的研发,比如在强光照射或者黑夜星光等极端光环境下的图像显示,市场占有率有所提升。而ON能占有一席之地,是源于ON的三次并购:2011年2月,安森美半导体以3140万美元完成收购赛普拉斯CMOS图像传感器业务部;2011年2月,安森美半导体以3140万美元完成收购赛普拉斯CMOS图像传感器业务部;2014年8月,安森美半导体签署以4亿美元收购汽车及工业市场领先的高性能CMOS图像传感器供应商ApTIna Imaging。这三次并购,大幅扩充了安森美半导体的图像传感器业务,建成公司在汽车及工业半导体市场快速增长的图像传感器领域的领先地位。
二、门户:智能门锁和可视门铃
智能门锁:门是家庭出入的重要通道,一把门锁对整个家庭的安全十分重要。一般而言,智能门锁首先解决的是开锁方式,其次才是安全性,但它的安全性要比传统门锁高得多。智能门锁在安全性的加强上主要包括门锁开锁、上锁、反锁状态的实时反馈,照片快速收集,反暴力**等。
TI在智能门锁应用中也是花费了很大力气,MCU方案MSP430,NFC:TRF7970A,BLE/Sub-1G:CC2640/CC1310等方案,全部主打低功耗,这个人性化设计在智能门锁对功耗要求十分苛刻的应用中可谓是如鱼得水,而且能满足多种开锁方式:指纹开锁、钥匙开锁、微信开锁、远程开锁,一套方案,全部解决。
可视门铃:楼宇可视对讲作为安防领域的一部分,是开发商交楼标准之一,但开发商往往忽略了可视对讲二次确认门口机的采购;而近两年兴起的监控类智能设备又大都只解决了家庭内部的监控问题,忽略了家居大门才是家庭安防的首要防线。由此,可视门铃孕育而生。可视门铃不仅可以通过手机APP随时监控家门口的情况,还可以远程拍照、录像。
TI依托于其在安防监控方面的技术优势,加上音频的多元化产品实现方案,低功耗的无线技术和电源产品,在可视门铃的total solution案例中是得天独厚。全面的芯片方案,可以覆盖整个可视门铃的设备中,整个BOM中的任何电子元器件都可以在TI找到对应的芯片来支持。
三、室内:烟雾探测器、可燃气泄漏探测器、漏水传感器、智能插座
烟雾探测器:顾名思义,就是用来探测烟雾浓度用的。如果浓度超标会进行本地报警,同时向用户手机推送信息。不过,随着多功能一体化设计的引入,烟雾探测器开始集多功能于一体,例如今年CES上推出的烟雾火警探测器,不但能够探测烟雾浓度,而且还具有感知温度、湿度、光照和噪音强度等功能。
TI作为一家大而全的IC芯片公司,在模拟前端、ADC、Sensor等方面怎么可能没有布局?LDC1080是一款低功耗、高精度的数字温湿度传感器,在业界好评不断,温度误差达到±0.2°C,而湿度误差也在±2%,-40°C 到125°C的温度范围能满足所有用户的应用环境。同比而言,也只有Sensirion的一些方案能与它产生冲击了。说到模拟前端、ADC,或许你首先想到的是ADI,可是TI也是你不可忽略的厂商。比如LVP81X系列,毫微级的功耗在烟感探测器这种电池供电、功耗要求很高的应用中是必不可少的,有时候一点点的功耗节省,能让你的产品优势更加明显,也可能让一个不可能实现的创意变成现实。
可燃气泄漏探测器:主要用于探测室内空气中的可燃气浓度,通常安装在厨房,以防由于人为或其他原因造成可燃气泄漏。与时下不少智能家居产品类似,可燃气泄漏探测器的报警机制也分本地端和移动端两种。
漏水传感器:从名字上来看,这类产品更像是一种用于节水的智能产品,但实际上也可用于安全防护,有时还很关键。在安全防护方面,这类产品的使用场景是探测漏水、渗水问题,以免因水电相连而致使用户触电。
智能插座:它是智能家居中的一款基础设备,充当连接用电设备与电源的角色,能够在两方面加强安全:一是自身拥有安全保护机制,不会导致用户触电;二是支持远程断电,一旦用电设备出现问题,用户可及时通过智能手机切断电源,保护家电设备。
智能插座是一个很成熟的产品,对于Smart Plug来说,方案也是五花八门,这里就不一一阐述了,下面小编来聊聊天线设计部分。众所周知,在无线技术中,射频设计和天线匹配电路是无线电路中至关重要的环节。在天线的位置,必须保证一定的禁空区域,以避免外界干扰,比如高频信号线的周围不能穿插clock布线,频率比较高的DCDC电源线也需要远离射频线,防止信号串扰。射频线还可以做包地处理,这样更能使信号达到峰值。在选择好天线之后,都会有阻抗要求,所以在PCB layout的时候,设备走线需要做阻抗匹配,一般都是50欧姆的阻抗匹配,同时在PCB制板的时候也需要和PCB生产厂商沟通好,阻抗匹配做不好会很大程度上影响信号质量。在原理图设计的时候,天线匹配和天线滤波部分建议采用π型电路,一个隔直电感加两个对地电容,这样在后续调天线匹配或者信号强度的时候能起到很大作用,通过电容或者电感值的微调能增强发射功率。顺便说一下,数字地和模拟地分隔开来有时候会有意想不到的收获。
全舒适的家居环境是实现家居智能化的基本前提和根本保障。家用安防系统可以在保护房屋、防盗、减少破坏公物行为和入室抢劫这类常见犯罪行为上起到有效作用,甚至可以利用其减少发生在室内的事故。安防既是智能家居的安全刚需,也是发展困境中的突破口,更成为未来发展的关注重点之一。如果抛却安防谈论智能家居,宛如空中楼宇而缺乏基石,其智能化也无从说起。
|