智能家居是一個居住環境，是以住宅為平台，裝有智能家居的場所。這個場所融合了自動化控製係統

、計算機網絡係統和網絡通信技術的網絡化、智能化的家居控製係統。智能家居將讓用戶有更方便的手段來管理家庭設備
，比如
，通過觸摸屏、互聯網或者語音識別控製家用設備，更可以執行場景操作，使多個設備形成互連和互動；智能家居內的各種設備相互間可以通信，從而給用戶帶來最大程度的高效
、便利、舒適與安全。

 

經jing過guo近jin幾ji年nian的de技ji術shu發fa展zhan，特te別bie是shi物wu聯lian網wang與yu雲yun計ji算suan的de迅xun速su崛jue起qi
，給gei智zhi能neng家jia居ju行xing業ye帶dai來lai了le全quan新xin的de麵mian貌mao，智zhi能neng家jia居ju的de定ding義yi也ye變bian得de愈yu加jia廣guang闊kuo。智zhi能neng家jia居ju已yi經jing不bu再zai僅jin限xian於yu視shi頻pin監jian控kong
、防盜報警、zhinengkongzhidengputongdeanfang，ershitongguowulianwangyuyunjisuanjiehezhengtixitongpingtaideyingyong，bayishizhuxingdexinxizhirudaozhinengjiajuxitong。zaizhinengjiajuxifenlingyu，zhinengjiadian、智能照明、樓宇對話

、家(jia)居(ju)控(kong)製(zhi)等(deng)
，各(ge)種(zhong)應(ying)用(yong)在(zai)迅(xun)速(su)發(fa)酵(jiao)。中(zhong)國(guo)室(shi)內(nei)裝(zhuang)飾(shi)協(xie)會(hui)智(zhi)能(neng)化(hua)委(wei)員(yuan)會(hui)秘(mi)書(shu)長(chang)向(xiang)忠(zhong)宏(hong)指(zhi)出(chu)，智(zhi)能(neng)家(jia)居(ju)產(chan)業(ye)在(zai)中(zhong)國(guo)已(yi)有(you)十(shi)三(san)年(nian)的(de)發(fa)展(zhan)曆(li)程(cheng)，目(mu)前(qian)規(gui)模(mo)已(yi)過(guo)百(bai)億(yi)
，在(zai)智(zhi)慧(hui)城(cheng)市(shi)、物聯網的雙引擎推動下，未來十年內將成長為數千億的市場。

 

 

在智能家居係統中，為了實現遠程監控以及與外部網絡的通信
，必須要實現單片機係統的互聯網控製與接入

，都需要基於MCU來實現。同時，由於現代生活中的數據交互量急劇增長
，智能家居對MCU的處理能力、綠色節能、安全性也提出了新的要求。

智能家居本身有著高可靠性需求，這要求MCU本身也具有這一特性，以保證在整個人居建築中


，各個智能化子係統能二十四小時運轉
，係統的安全性、可靠性和容錯能力必須非常好。對各個子係統，應以電源、係統備份等方麵采取相應的容錯措施，保證係統正常安全使用，具備應付各種複雜環境變化的能力。

另外
，智能家居的部分應用環境可能會需要電池供電，這對MCU的低功耗特性提出更高挑戰。此外
，智能家居中的有些應用需要更精確的測量和控製

、更好的能效
，都需要有更複雜的數學模型和運算，這就要求MCU的運算速度大幅提升
，以滿足能耗和運算的需求，因此
，在一些解決方案中，MCU也在從8位、16位向32位遷移。

還有一些家居應用要求MCU具有更強大的驅動能力
，如LCD驅動和I/O口的驅動，更強的PWM輸出能力等，甚至使得MCU逐漸向SoC靠攏。

可見，智能家居係統中的MCU，應當是富有競爭力的。
 

 

飛思卡爾是智能家居係統中MCU、射頻
、傳感器
、模擬技術與電源管理、處理器等產品的領先供應商，並致力於向市場提供嵌入式工業解決方案。在智能家居應用中，飛思卡爾可用的
、滿man足zu現xian實shi需xu求qiu的de產chan品pin和he方fang案an不bu斷duan增zeng加jia，在zai這zhe個ge領ling域yu積ji累lei了le很hen多duo經jing驗yan。利li用yong這zhe些xie先xian進jin的de產chan品pin係xi列lie，飛fei思si卡ka爾er提ti供gong更geng加jia智zhi能neng和he更geng具ju成cheng本ben效xiao益yi的de解jie決jue方fang案an，應ying用yong涵han蓋gai照zhao明ming、HVAC、網絡控製、樓宇接入
、監控和安全、家居智能能源（家庭能源管理係統、家庭太陽能逆變）、能源利用（商業太陽能逆變器、離網太陽能逆變等）等。這些方案可以滿足市場在環境、能源效率、可靠安全方麵的需求。

 

在家庭能源管理係統中，通常需要提供綜合用戶界麵和廣泛連接功能。飛思卡爾具有多種基於業界領先Power Architecture和ARM處理器的解決方案
，非常適用於這種應用，係統方案示例見下圖。利用通信處理器、電源管理器件、無線收發器
、圖形處理等廣泛的產品線
，如MPC8308
、MC13224、S08QE、I.MX233、I.MX6S等
，飛思卡爾的解決方案使智能家居中的各個點都可以通過一個集中的點連接和控製
，實現高能效和能源優化。

在zai部bu署shu具ju有you通tong信xin功gong能neng的de電dian表biao後hou
，可ke以yi向xiang業ye主zhu提ti供gong許xu多duo應ying用yong，以yi便bian優you化hua整zheng體ti能neng源yuan管guan理li。對dui電dian力li公gong司si來lai說shuo，這zhe可ke以yi作zuo為wei一yi種zhong管guan理li電dian網wang負fu荷he並bing防fang止zhi電dian力li需xu求qiu激ji增zeng的de方fang式shi。此ci外wai，家jia庭ting能neng源yuan管guan理li係xi統tong的de功gong能neng還hai可ke以yi包bao括kuo：從智能電表中采集實時能耗數據
，從各種家電中采集功耗數據；控製家電的開啟/關閉；生成儀表板
，以提供關於能源使用情況的反饋信息
；提供控製菜單，對家電進行有效控製
；提供與電力公司和/或互聯網之間的鏈接……目標應用包括家庭局域網絡(HAN)、家庭能源網關以及家庭自動化等。

 

 

圖1：基於飛思卡爾廣泛產品線的家庭能源管理係統示例

 

家庭太陽能逆變係統中，飛思卡爾的處理器
、微控製器產品，如MC56F84XXX、MC56F82XX、56F803X等等產品，為整個係統帶來可行
、高效、可靠的電源轉換方案。

 

 

圖2：基於飛思卡爾MCU和DSC的家庭太陽能轉換係統

 

上述幾種智能家居方案示例實際應用中已被采用。

 32位Kinetis E係列帶來綠色安全智能家居方案

飛思卡爾具有完善的8位、16位和32位MCU係列產品，廣泛應用於工業、網絡、能源、汽車
、醫療
、消費電子等眾多領域。Kinetis E係列器件是飛思卡爾極具特色的MCU係列之一
，也是業界最具擴展能力的ARM Cortex-M0+ MCU產品，智能家居應用是其發揮優勢的一大市場。該係列MCU具有強大的係統電磁抗噪能力(過去隻有8位和16位MCU具有這種能力)，是白色家電和工業應用
，如洗碗機、冰箱、家庭和樓宇控製係統
、電機控製風機、工業轉換器，以及通常在高噪聲環境中運行的其他應用的理想選擇。

利用Kinetis E係列的耐用設計和32位處理能力，係統設計人員可以隻采用一個器件，而不是以前所需的多個MCU。此外，大間距封裝選件和高靜電放電保護性能支持單層板設計，減少其他電路保護組件的需求
，從而降低係統成本。

該係列產品可在複雜電氣噪聲環境和要求高可靠性的應用中保持高穩定性，而且有豐富的內存
、外設和產品包可供選擇。它們具有通用的外設和引腳數量，使開發人員能夠輕鬆實現相同MCU係列內或多個MCU係列間的遷移，以利用更多存儲器或特性集成。這種可擴展性使開發人員能夠在Kinetis E係列上實現其終端產品平台的標準化
，最大程度地提高硬件和軟件的再利用
，縮短產品上市所需的時間。

Kinetis E係列是32位MCU。32位MCU一直以來都以低電壓運行，人們通常會認為，32位MCU在工廠等惡劣電磁環境中甚至很多家庭中並不可靠。但是Kinetis E係列打破這一認知開創新局麵，將低成本、高性能、先進的電磁兼容性（EMC）和靜電放電（ESD）保護功能完美結合，符合工業級的可靠性和溫度要求。

 

 

32位ARM Cortex-M0+ 內核

存儲空間可以從8 KB閃存/1 KB SRAM擴展到128 KB閃存/16 KB SRAM

具備片上模擬比較器和12位ADC，具有精確的混合信號處理能力

強大的定時器
，麵向包括電機控製在內的廣泛的應用

串行通信接口，如UART、SPI、I2C等

高安全性
，帶有內部看門狗和可編程CRC模塊

單電源(2.7–5.5 V)，具備完整的閃存編程/擦除/讀取功能

工作環境溫度範圍：-40℃–105℃

 

根據產品特性可以看出，飛思卡爾智能家居解決方案可為市場帶來綠色
、安全、節能、靈活等優勢。

以Kinetis子係列KE02 MCU為例來看。KE02 MCU以ARM Cortex-M0+為內核，該內核以其低功耗特性深獲市場讚譽。KE02也是Kinetis E係列的入門級產品，引腳與整個E係列兼容
，擴展靈活
，另外，它們還與8位S08P係列兼容。

這個子係列擁有一係列強大的外設
，其中包含模擬
、通信
、定時器與控製等，同時也有多種規格的閃存和引腳。該係列是提供低功耗、高耐用性和高能效的MCU
，為開發人員提供適合的入門級32位解決方案。

作為新一代MCU解決方案
，該係列特別增強了ESD/EMC性能，廣泛適用於強電氣幹擾環境下對成本、高可靠性有特殊要求的應用場合中，比如家用電器、DC風機
、計量/PLC、後備式UPS
、模擬電源、DC/DC等。其中，電源管理模塊（PMC）提供三種電源模式：運行
、等待和停止模式，可以在保障能源效率的情況下運行。內置看門狗和可編程CRC模塊
、每芯片64位唯一識別碼（ID）可提供更高的安全性。

 

 

圖3：KE02 MCU家族框圖

 

對各係列MCU
，飛思卡爾為工程師提供了強大的設計工具和設計資源，對Kinetis E係列也不例外。這些資源包括FRDM-KE02Z Freescale Freedom開發平台、Processor Expert軟件以及軟件開發工具包，可輕鬆訪問樣本軟件庫。采用低成本Freescale Freedom開發平台，客戶可以輕鬆、快速評估並原型設計飛思卡爾MCU。此外，Kinetis E係列MCU還獲益於廣泛的ARM生態體係支持
，包括現成軟件
、工具和培訓，以及合作夥伴開發的解決方案
，如IAR Embedded Workbench和Keil MDK-ARM微控製器開發工具包。其他開發資源包括具有高性能和最佳功率效率CoreMark?/mA的中間件和軟件庫。在Kinetis MCU社區，工程師還可以實現快速設計入門指導。