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家庭自動化已成為能量收集的關(guān)鍵應(yīng)用，可提供降低成本和簡化生活的能力。在住宅應(yīng)用中開發(fā)此類系統(tǒng)的關(guān)鍵因素是低成本和多個供應(yīng)商，為此，標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。德國能源采集專家EnOcean正在慶祝家用系統(tǒng)能源采集方面十年的專業(yè)知識，目前正在將其無線短數(shù)據(jù)包協(xié)議作為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）的標(biāo)準(zhǔn)采用。

從簡單的手動控制開關(guān)到智能自動化環(huán)境的照明市場的變化為照明的工業(yè)控制帶來了根本性的設(shè)計轉(zhuǎn)變。通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的傳感器和分布式微控制器的集成使用是改造和新設(shè)計的當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)。 通過為照明控制市場儲備專用微控制器和傳感器來實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)開發(fā)。其中包括適用于板級和基于FPGA的解決方案的完整硬件和軟件開發(fā)環(huán)境。

設(shè)計與能量收集源一起使用的ZigBee應(yīng)用程序帶來了許多挑戰(zhàn)。使用最困難的收割機(jī)之一是自供電開關(guān)，因?yàn)楫a(chǎn)生的能量很少。利用超低功耗的Jennic JN5148微控制器，可以設(shè)計一個由SPS供電的工作應(yīng)用程序，只需100 uJ的能量即可實(shí)現(xiàn)三個基于ZigBee的傳輸。

一般照明光源最重要的特征之一是顯色性。顏色渲染是光源的屬性，它告訴對象顏色在給定照明下的外觀是多么自然。如果顯色性差，則光源對普通照明無用。 1992年美國能源政策法案規(guī)定了美國銷售的幾種常見燈具產(chǎn)品的發(fā)光效率（流明/瓦）和顯色指數(shù)（CRI）的最低要求。這是開發(fā)用于普通照明的白光LED的一個重要方面。

隨著8位和32位微控制器之間差距的縮小，設(shè)計人員在選擇平臺時會在MCU上找到新的靈活性。雖然8位MCU因成本敏感原因和中低復(fù)雜應(yīng)用而存在，但32位MCU在新應(yīng)用中越來越受歡迎。隨著32位MCU成本的降低和性能的提高，它正在進(jìn)一步加速其需求。

市場情報公司Strategies Unlimited表示，LED照明對外部和內(nèi)部照明功能的滲透仍在繼續(xù)。 Strategies Unlimited分析師Robert Steele博士表示，隨著汽車生產(chǎn)從經(jīng)濟(jì)衰退中復(fù)蘇，這些應(yīng)用的LED銷售也將如此。對于2010年，斯蒂爾預(yù)測汽車市場將比2009年增長10％以上。

電子機(jī)械儀表的后續(xù)產(chǎn)品，智能電表使用精確的模擬計量電路，嵌入式處理器和雙向數(shù)據(jù)鏈路來執(zhí)行遠(yuǎn)程讀取并通過廣域網(wǎng)（WAN）進(jìn)行通信。智能電表具有第二鏈路，其用于與能量服務(wù)門戶（ESP）（也稱為HAN網(wǎng)關(guān)）通信，該門戶將消息傳遞到建筑物的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（HAN）和從建筑物的家庭區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（HAN）傳遞消息。 （有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱下面的“智能儀表101”部分。）

作為消費(fèi)者，公司甚至各國都在尋找低成本，高能效的照明光源，發(fā)光二極管（LED）和緊湊型熒光燈（CFL）已成為主要的替代品。這兩種解決方案都是可行的，但差別很大。 CFL照明設(shè)備價格便宜，但開啟速度慢，并且調(diào)光性能差。另一方面，LED具有“快速接通”特性并且很暗，但由于成本的原因，采用速度很慢。

將用于5G網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議和技術(shù)仍在調(diào)查中，最終標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計將在2016年底合并到2018年批準(zhǔn)。已經(jīng)完成了大部分先進(jìn)工作，運(yùn)營商預(yù)計到2020年將根據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)推出商業(yè)系統(tǒng)，并在2022年前實(shí)施全系統(tǒng);因此，積極的開發(fā)和實(shí)施期將影響物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的開發(fā)人員。這將從現(xiàn)有4G設(shè)計發(fā)展到現(xiàn)代芯片的智能手機(jī)和平板電腦開始。該調(diào)制解調(diào)器芯片將集成到模塊中，以便輕松添加到物聯(lián)網(wǎng)和M2M設(shè)計中。

以太網(wǎng)是連接制造節(jié)點(diǎn)以創(chuàng)建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）的明顯選擇。通過采用以太網(wǎng)技術(shù)，工廠車間可以無縫集成到企業(yè)中，從而可以更快地響應(yīng)不斷變化的業(yè)務(wù)條件，集中維護(hù)和診斷，以及一般的工廠自動化。

對新功能的需求推動了汽車信息娛樂系統(tǒng)的快速增長。 201年生產(chǎn)了900萬輛汽車信息娛樂系統(tǒng);預(yù)計到2019年，年產(chǎn)量將快速增長至6000萬輛。汽車信息娛樂系統(tǒng)（如圖1所示）提供新功能，如實(shí)時本地交通和零售信息，基于雷達(dá)的停車輔助系統(tǒng)和安全系統(tǒng)，獨(dú)立后方乘客音頻/視頻，無線互聯(lián)網(wǎng)和自適應(yīng)語音控制。

樓宇自動化超越便利;它引入了一種全新的方式來提高我們生活各方面的效率。因此，它將被視為在輔助生活，個人和財產(chǎn)安全以及能源效率方面必不可少的。當(dāng)然，這個概念比物聯(lián)網(wǎng)要長得多，但它可以說是最近的趨勢，如物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，再加上公用事業(yè)分布中更為成熟但同樣進(jìn)步的發(fā)展 - 智能儀表授權(quán) - 將提供理想的背景將智能建筑提升到一個新的水平。

以太網(wǎng)供電（PoE）提供了一種使用單根電纜為遠(yuǎn)程設(shè)備提供電源和數(shù)據(jù)連接的便捷方式。這使其成為一種非常適合樓宇自動化系統(tǒng)的電力傳輸解決方案，并且有望解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的許多問題，這些問題通?；趯Ｓ袇f(xié)議和連接的混合。

但是，很少有人想要想象一個未來，數(shù)百億個遠(yuǎn)程安裝的盒子需要定期更換電池。使用極低睡眠電流的超低功耗微控制器進(jìn)行極端電源管理可以使IoT在設(shè)備的整個使用壽命期間從小型電池運(yùn)行。假設(shè)占空比較低，這可能需要幾年時間。另一種方法是在能量收集子系統(tǒng)中設(shè)計能夠?yàn)樵O(shè)備供電并為電容器或小電池充電以提供備用。

積極的能效目標(biāo)正在推動從內(nèi)置位置的電機(jī)遷移無傳感器無刷直流（BLDC）和永磁同步電機(jī)（PMSM）電機(jī)的傳感器?？刂艬LDC電機(jī)需要一些設(shè)計復(fù)雜性。 PMSM控制更復(fù)雜，計算密集。它通常用于高端電器和工業(yè)電機(jī)控制。

同時，高效功率轉(zhuǎn)換（EPC）使用其增強(qiáng)型氮化鎵（eGaN）FET 2 演示了48 V至1.2 V非隔離降壓轉(zhuǎn)換器。 EPC的初始演示采用了第一代100 V eGaN FET，如EPC1001和EPC1007，可實(shí)現(xiàn)非隔離降壓轉(zhuǎn)換器，能夠在48 V輸入電壓下工作，并產(chǎn)生1.2 V的低輸出.EPC2001和EPC2007等新一代版本可進(jìn)一步提供據(jù)供應(yīng)商稱，提高效率，提高可靠性和成本競爭力。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）承諾在智能建筑和智能校園環(huán)境中全面應(yīng)用后可節(jié)省大量資金。管理能源將提供最大的節(jié)約之一，因?yàn)榄h(huán)境控制可以為居民提供最佳舒適度，同時最大限度地減少能源使用。工廠和工業(yè)園區(qū)也將受益于更強(qiáng)大和連接的基于物聯(lián)網(wǎng)的能源管理系統(tǒng)。收集和控制所有電力輸送和消耗點(diǎn)將需要更廣泛地推出能量測量和管理設(shè)備。

您的任務(wù)是設(shè)計無線鏈接，例如Wi-Fi ?或ZigBee ?，以用于小型產(chǎn)品。撇開成本，電路板空間或功耗的傳統(tǒng)設(shè)計考慮因素，您知道您還必須處理美國聯(lián)邦通信委員會（以及其他地區(qū)的類似機(jī)構(gòu)）的監(jiān)管合規(guī)要求，這些要求會影響所有無線設(shè)備。您有三種基本方法來實(shí)現(xiàn)鏈接：

在許多應(yīng)用中，工程師將開關(guān)DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器（“開關(guān)穩(wěn)壓器”）與低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）組合在一起。這種混合電源是最大化電池壽命的好方法，同時保持適用于具有敏感模擬電路的電池供電產(chǎn)品的無噪聲電壓。