一站式智能家居电路及应用设计

设计综述

        贝能国际一站式智能家居解决方案，致力实现更多智能交互。

        本参考设计网关部分采用业内主流的ARM® Cortex®-MX芯片, 业内领先的基于 ARM® Cortex®-Mx系列，可在一个紧凑的封装内提供无与伦比的性能、功耗和代码密度。该系列搭载了一个EBI接口和TFT屏驱动模块，具有丰富外设，多个SPI和IIC接口，非常适合用于网关这种需要外接各种通信模块的设备。目前在该网关上实现了800*480总线型TFT彩屏驱动，触摸芯片驱动，小无线驱动，SPI FLASH芯片驱动，4G模块驱动，温湿度传感芯片驱动以及指示灯和按键，预留了Wi-Fi、蓝牙模块和多个传感模块的接口，非常适合用于一般智能家居的网关和工业控制界面。

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        本参考设计节点部分采用性价比高的8bit MCU芯片， 该系列芯片有超低功耗和小封装，成本低，配搭Silicon Labs公司的小无线芯片Si4455，整机性价比超高，功耗超低，在一般应用中，实测可以达到小于1uA的平均电流，非常适合电池供电的节点应用。该8bit MCU系列还有丰富外设，参考设计中将传感接口和驱动代码标准化，尽量让下游客户二次开发时直接采用，甚至无须改动，大大缩短开发时间。        本参考设计除了实现一般远程采集和控制，还实现将采集数据与控制进行绑定，进而实现一定的智能化，为客户的开发打开一定的思路。        本参考设计包括6大实物模块，可以进行整体演示，可以进行一对一通信测试，也可以进行单个模块功能演示，可以适应各种不同需求。

系统框图本演示套装由6个模组组成，分别由：

• 网关（Gateway）：主控芯片ARM® Cortex®-MX系列+小无线芯片Si4455+4G模块+彩屏，主要完成数据的转发和简单判断，提供内网信息的显示和操作界面

•  iAQ节点（传感）：室内空气质量检测节点，可以与电机节点联动

• 温湿度节点（传感）：室内温湿度检测节点，可以与电机节点联动

• 接近检测节点（传感）：接近检测节点，可以与LED节点联动

• 电机节点（执行）：电机执行节点，可以与iAQ/温湿度节点联动

• LED节点（执行）：RGB LED节点，可以与接近检测节点联动

• 联动功能：客户可以设定传感节点的某些指标与执行节点关联，从而实现智能控制，无需人工干预

原理图

功能特点

• 内网采用小无线连接各个节点，外网采用4G模块上网，从而实现手机对各个节点信息的采集和控制。

• 实现节点组网和联网，实现传感节点和执行节点的联动

• 演示套装可以整套演示，也可以节点与节点一对一通信演示，每个功能模块可以进行单独功能演示

电气参数

• 工作电压：2.1–3.6 V

• 工作电流：节点MCU+小无线平均电流小于1uA

• 小无线直线距离：500m+

• 网关彩屏参数：5inch，16bit，800*480，23fps/s

• iAQ：CO2: 450---2000; 67mW

• 温湿度: ±0.4 °C (max), –10 to 85 °C/± 3% RH (max), 0–80% RH

• 4G模块，支持LTE TDD/LTE FDD/WCDMA/TD-SCDMA/CDMA/GSM

• 接近传感：50cm，加透镜后可达200cm，25.6us LED驱动间隔，9uA平均电流

目标应用

• 家庭无线自动化与控制

• 智能家居等