嵌入式方案助力智能家居 连接和低功耗是关键技术

电力网络、智能家电、家用温控器、智能照明、智能插头、智能网关/网桥等的智能家居应用，追求着更加智能、低功耗的目标。例如当今的智能家电，主要是高效电机、节水、电子电机控制以及用户友好界面等特点。而未来的智能家电，将向着高级用户界面、通信功能、报告能源使用情况、实时报价以及响应DR事件等特点发展。

嵌入式智能解决方案正帮助智能家居应用向更高目标迈进，而连接和低功耗则是其中的关键技术。为此，美国微芯科技公司Microchip凭借低功耗嵌入式WIFI模块以及低功耗MCU等系列产品进一步降低使用能耗，其中深度休眠模式更将休眠电流降低至极低水平，走向超低功耗。

无线传感器在智能家居中得到大量应用，例如智能仪表、智能插头、温控器和温度传感器等，其安装简便，低廉可靠，使用寿命长。据微芯科技应用工程师王敬亭介绍，在类似应用中采用低功耗嵌入式WIFI模块，能够间歇性发送小量数据，连接到网络时传输数据，然后断开网络，通过internet与其他设备或用户通信，执行时间短意味着功耗低。

Microchip的两类WIFI模块包括RN系列和MRF系列。其中RN系列，TCP/IP协议栈在模块上，优点是简单的ASCII接口，上市快，可与任何MUC供应商的产品配合使用，支持所有PIC单片机系统。MRF系列，TCP/IP协议栈在PIC MCU中，优点是提供完整的应用程序服务协议栈，在PIC18至PIC32中经过验证，使用时无许可证费，可扩展以定制协议栈应用程序。模块的好处在于提供优化的RF性能，降低风险。一经预先认证的模块，省钱并缩短上市时间。


另一方面，基于类似应用的无线传感器需要较长的电池寿命（有些情形下需要20年），必须可靠稳定，例如必须检测殆尽电池，提供警示信号来提醒用户并执行安全关闭，必须定期执行特定任务，例如烟雾探测器每隔数秒采样空气质量，以及低运行电流。

许多应用在大多数时间保持MCU处于休眠模式。这些MCU定期唤醒，执行目标功能，然后再次返回休眠。因此，低功耗MCU应当具备以下特点：在内核不运行时低休眠电流；MCU执行任务时低工作电流；快速唤醒时间，可快速执行目标功能；监视电路，将MCU从休眠唤醒；低平均电流。

而Microchip PIC MCU具有的特性可将休眠电流进一步降低至前所未的极低水平，即深度休眠模式。具体而言，内核、外设和SRAM断电。相比传统休眠模式，电流消耗少90%，深度休眠电流低至约25nA，在RTCC（实时时钟和日历）工作的深度休眠模式下，电流消费低至约850nA。

此外，Microchip提供灵活的平台，例如XLP技术支持电池供电的低功耗能量显示屏和监视器，同时集成段式LCD/图形控制器，用于低成本能量显示，还可根据网络需求，在Sub-GHz\WIFI和802.15.4/ZigBee网络之间轻松迁移。还有高精度的低成本能量测量，以及一系列参考设计和开发板的加快开发，持续帮助智能家居变为现实。（责编：王琼芳）