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设计智能家居设备的技巧第1部分

2021-08-18 来源:贵州机械信息网

设计智能家居设备的技巧–第1部分

智能家居市场正在迅速增长,许多开发商都在努力获得一部分。结果,竞争是激烈的。为了创建竞争激烈的智能家居设备,设计人员希望制造与行业标准兼容且易于使用的设备中国机械网okmao.com。他们希望将这些设备快速推向市场。

尽管开发人员了解了他们在智能家居设备中的需求,但他们对设计过程,设计标准,无线协议/标准和云平台也有特定的疑问。

在本系列中,我们将回答开发人员提出的一些关键问题。

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创建新的智能家居设备时要考虑哪些设计标准?

本质上,智能家居设备是具有一些内置人工智能(AI)的远程控制开/关开关。无论您是设计具有天气感应功能的智能恒温器还是远程洒水控制器,请考虑以下推荐的设计清单。它可以帮助消除技术平台决策中的某些复杂性。

对于简单的远程开关(例如用于打开和关闭灯),您不需要精巧的设计。专注于低成本,简单的切换。如果要使用可对许多家用设备进行全面控制的Apple或Android智能手机应用程序设计解决方案,则需要考虑Zigbee或Z-Wave协议并了解智能手机平台。Zigbee联盟和Z-Wave联盟都提供全面的设计支持。

通常,设备越紧凑,复杂度和成本就越高。例如,如果您设计一种可穿戴的家用设备来监视居民的生命体征及其安全,那么紧凑的尺寸和可靠性将至关重要。成本因素成为次要因素。另一方面,如果您设计的智能恒温器没有严格的尺寸限制,则可以使用通用组件来降低成本。

几乎所有的智能家居设备都需要某种类型的传感器,无论是温度,运动,流体检测,语音输入还是光感测。有许多不同类型的解决方案。一些是非常基础的,而另一些则具有内置的人工智能(AI)。

确定所需的存储量以及对单元内动态和/或静态内存的需求。如果设备进行实时通信并且不需要存储,则可以降低整体单位成本。

无线技术。有许多可用于智能家居设备的无线技术。(有关更多详细信息,请参见下面的答案。)

能源管理。除非设备连接到交流电源,否则能源管理将是一个重要因素。低功耗广域网(LPWAN)设备的准则规定电池寿命应在5至10年范围内。消费者更喜欢不经常更换电池的便利。在您的设计中,请考虑提供能量分析的软件开发工具。考虑使用集成解决方案以实现最终的节能效果,例如具有内置安全性和/或传感器的微控制器。最后,考虑能量收集,这将有可能完全消除电池的使用。

我应该选择哪种智能家居协议/标准?

长期以来,已经部署了许多不同类型的智能家居协议。但是,近年来,Zigbee和Z-Wave已成为智能家居市场中的两个领先标准。如果要设计新的智能家居设备,建议遵循以下标准之一。2020年末,Z-Wave联盟宣布对其现有规范进行升级。新型Z-Wave LR(远程)将无线通信范围从300英尺扩展到以英里为单位的距离。该联盟计划进一步扩大范围,并将电池寿命延长至10年。这些行动将有可能将应用程序从智能家居扩展到智能建筑和智能城市。

Zigbee和Z-Wave都有安全性规定。Zigbee提供了同心的安全措施层,包括设备唯一的加入身份验证,设备唯一的重新输入身份验证,成对的隐私和完整性以及安全的空中下载(OTA)更新。

Z-Wave提供了一个软件开发工具包(SDK),其中包括Z-Wave Security S2框架,以消除中间人攻击的风险。该框架还使用椭圆曲线Diffie-Hellman密钥协商协议(一种行业范围内的安全密钥交换方案)来提高安全性。

第2部分将继续介绍其他设计注意事项,包括云平台,开发人员工具以及设计过程。

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