智能家居如何释放功能——ZigBee在这里帮你解答

智能家居如何释放功能——zigbee在这里帮你解答

 

    自己对智能家居这个行业还是比较喜欢的，如智能插座、智能灯泡、智能遥控器等，如果单独体验，感觉尚可，但是如果放到一起使用，那就会觉得太麻烦了。因为这智能家居产品隶属不同的制造商，对不同厂家的产品必须装不同品牌的智能家居app，久而久之，让人不免觉得操作繁琐，一点也没有体验智能家居的快感，所以这些各自为战的智能家居产品给人的体验通常只是”三分钟“热度，终的结果都是以好奇开始，以失望结束。

 

      难道就没有一整套的智能家居解决方案，只需一个智能家居app，就能让用户实现各种智能家居控制系统的控制吗？答案当然是否定的！近爱板网就拿到了一款物联智能家居套装产品，它包括多个产品（但不于我们拿到的这几个）：一个网关、一个红外转发器、一个温湿度检测器、一个带计量的插座，仅需一个智能家居app，就能实现这几个产品的控制。如下图所示：

 

 

 

 

    在大部分用户的认知中，目前单个智能家居产品通常以wifi或者ble为核心通信技术，配合智能手机端的智能家居app应用，操作也非常简单，但是在整体解决方案中，尤其涉及到多个产品的控制、节点的互联（比如此时的wulian智能家居套装），这两种通信方式的缺点就被暴露出来了，wifi连接时间长、ble支持节点少，传输距离短，而zigbee技术因为低功耗、低成本、支持节点多等优势恰如其分的扮演好了这个角色。

 

 

       体验wulian智能家居套装的使用非常简单，它的原理是通过zigbee通讯协议与网关绑定，然后通过手机客户端实现远程控制各个产品。为了方便大伙观看，暂时把整个套件都呈现在一个地方，在实际的使用中，用户可以根据自己的需求将每个产品安放在想放置的位置。

 

 

 

 

    使用中重要的一步是配置各个产品与网关的绑定，这个步骤可以在网关进入配置zigbee状态的时候，通过连击4下各个产品的配置按键即可，具体操作可以参考产品的使用说明，这里就不详细介绍了。

 

     手机智能家居app可以通过扫描包装盒上的二维码实现下载，第一次打开智能家居app，需要简单的注册，让笔者惊奇的是智能家居app首页底部那条wulian与atmel达成智能家居战略合作协议的广告。

 

 

 

 

 言归正传，笔者在分别试用了这几个产品（红外转发器、温湿度检测器、计量插座）的功能，效果还是非常不错的，在智能家居app的设备中可以查看已绑定的设备，进入后可以分别进行控制。有兴趣的朋友可以考虑购买一套玩玩，这里就不一一说明了，我们重点关注拆解。

 

 

 

 

 

拆解

由于这个wulian智能家居套装的产品比较多，我们就按照网关、红外转发器、温湿度检测器、计量插座的顺序一个个来拆解。

 

wl网关02型

wl网关乍看跟目前的网络电视盒子还挺像的，造型也中规中矩，呈正方形，盒子的两侧为led指示灯以及接口和按键功能的布局，如下图所示。

 

 

 

 

 

 

 对于这样的产品拆解，笔者还是有些经验的，将led指示灯一侧的面板拆下，就能看到隐藏在下面的螺丝，拧下之后，便能打开盒子上盖。仔细一看，pcb板的布局还是挺空旷的，而且看样子，板卡的器件也差不多都分布在正面。

 

 

 

 

果不其然，取出wl网关的pcb板，在板卡背面基本只能看到一些被动阻容电子元件。

 

 

 

 

 

 

纵观wl网关板卡，板载的两个主要电路为：

 

基于ralink rt5350f的单芯片路由方案

基于ti cc2530+rfaxis rfx2401c的zigbee解决方案

 

ralink rt5350f（如下图所示）是一款早期的路由单芯片soc方案，支持ieee802.11n，单发单收，内部集成了pa、lna，真要说，这个和我们之前评测过的极路由ar9331 soc功能差不多，不过相比而言，rt5350f的发热量会比较高，但是价格会便宜一些，不过对于一天24小时无间断工作的产品，站在消费者的角度上，笔者个人是不推荐这个方案的。

 

 

 

 

不过对于这套wulian智能家居套装，让笔者感兴趣的还是其zigbee技术的解决方案，我们来重点关注下。

 

 

 

 

可以看到，wulian智能家居采用了ti cc2530的zigbee soc+rfaxis rfx2401c的解决方案。

 

ti cc2530是大家比较熟悉的一款zigbee单芯片soc解决方案，用的厂商也非常多，采用了qfn40小型封装，大小只有6mm*6mm，内部集成了rf收发器以及一个增强型8051内核，支持ieee802.15.4，如上图所示的那样，外部只需很少的电路便能组成一个完整的电路，cc2530的系统框图如下所示：

 

 

 

 

除了具有丰富的外设资源，cc2530还具有非常低的功耗，具体的参数如下：

 

主动模式rx（cpu 空闲）：24 ma

主动模式tx 在1dbm（cpu 空闲）：29ma

power mode1（4 μs 唤醒）：0.2 ma

power mode2（睡眠定时器运行）：1 μa

power mode3（外部中断）：0.4 μa

宽电源电压范围（2 v–3.6 v）

 

如果仅仅是一个cc2530的单芯片解决方案，那事情也就这样了，笔者肯定不会多费笔墨去描述。不过，设计者显然还是非常用心的，从wl网关产品实际应用角度出发，要考虑到与各个节点之间更好的通信质量，在通信距离上要尽可能做到更大的空间，出于这样的考虑，如果在cc2530电路上增加一个模拟前端（放大电路）显然会更好，但是，这样设计难度、成本也会相应增加，如何选择一款合适的模拟前端芯片呢？

 

rfaxis rfx2401c

 

如果要在cc2530加放大电路，相信不少人会直接联想到ti的全套解决方案cc2530 + cc2591的组合，但是，相信用过这个方案的人都有印象，cc2591的外围元器件过多，参数非常难调，如果没经验的工程师，终的效果可能会很差，甚至说还没有一颗单独的cc2530要好。我们再回到wl网关的pcb板上，你会发现前端电路竟是如此简单，而功臣则是这颗rfaxis rfx2401c！看下面的设计思路，除了匹配电路，外部只需几个旁路电容，电路设计非常简单、方便，对于不具备昂贵射频仪器调试参数的创业公司，rfaxis rfx2401c是zigbee电路的理想前端芯片。

 

 

 

 

 

从rfaxis rfx2401c的规格书上来看，这是一颗超高集成度的rf前端芯片，采用了超小型的qfn-16封装，大小仅有3mm*3mm，集成了包括lna、pa、收发器开关电路、匹配网络、谐波滤波器等功能，外部只需少量的电子元件即可组成一个完整的系统，关于rfaxis rfx2401c的一些具体的参数特性可以参考官方的datasheet。

 

wl单头侧发红外转发器

 

接下去我们再来看看其他几个产品的拆解情况。红外转发器的拆解就更加简单了，看这结构设计，可以说是“原始”的那种，大概讲究的是功能务实、外观务需理念。

 

 

 

 

拆解完全不费吹灰之力，拧去背面的两个三角螺丝即可。

 

 

 

 

相对来说，红外转发器的电路就比较简单了，同样是采用了cc2530的zigbee模块，不过不包含rfaxis rfx2401crf前端芯片。

 

 

 

 

板卡的另一侧则是红外发射器和接收器。

 

 

 

 

温湿度监测器

 

温湿度传感器和红外转发器的外观差不多，而且电路也非常的简单，在看完了红外转发器的构造，相信大家对于温湿度监测器的内部也能想象出大概是个什么情况。

 

 

 

 

同样还是ti cc2530的zigbee模块。

 

 

 

 

背面则是温湿度传感器，电路甚是简单，就不多啰嗦什么了。

 

 

 

 

无线移动插座（计量）

 

再来看看此次拿到的wulian智能套装中后一个产品——无线移动插座。相比前两个红外转发器以及温湿度监测器产品，无线移动插座的质量就比较可靠，看来对于强电电源类的产品，各个厂家还是非常注重品质的。

 

 

 

 

无线移动插座上本身就带有一个电源接通关断的开关，非常人性化的设计。比如你人正在插座旁边想关闭电源的话不用再去繁琐的打开app，执行关闭控制，随手一按即可。

 

拆开插座首先能看到插头孔上边的保护装置，可以防止小孩误触，考虑十分周全。

 

 

 

 

插座的zigbee通信方案依旧是采用了ti的cc2530，通过欧姆龙的5v继电器实现插座的导通关闭。

 

 

 

 

值得一提的是，无线移动插座带有电能计量芯片，采用了微芯的mcp3905a电能测量芯片，这是一款可以作为低成本电表解决方案的产品。看完拆解，我们大概可以得出整个智能家居套装的硬件系统，如下图所示。

 

 

 

 

    从简单的使用到拆解，wulian智能套装带给我们的不仅仅是科技改变生活的便利性，更是无线通讯技术的一次较量。在智能硬件崛起的今天，wifi、ble被视为两大超级载体支撑着智能硬件的无线通信传输，而zigbee似乎已经处于“日若西山”，慢慢地走下坡路，然而，此次wulian智能套装的体验、拆解让我们看到了zigbee所迸发的潜力，在整个家居系统控制中，zigbee很好的发挥了低成本、组网的优势，而cc2530+rfaxis rfx2401c的解决方案有效的增加了zigbee的通讯距离，完美的释放了zigbee技术的潜力，rfaxis的rfx2401c rf前端芯片通过集pa、lna、收发器开关电路、匹配网络、谐波滤波器等功能，使电路设计变得非常简单，只需少量的外部电子元件便能轻松胜任，有这方面需求的工程师不妨多多关注。我们不妨从智能家居前景分析，你就可以知道哪家的智能家居在未来属于佼佼者更适用于人们的日常生活中。在智能家居品牌排行属于“潜伏”着。