智能家居:数字视频监控 门禁和灯光控制（三）

    Microchip的一款IEEE802.15.4无线收发器芯片MRF24J40可用于ZigBee认证的产品中。除了硅芯片，Microchip还提供了一个针对PIC微控制器优化的ZigBee协议栈。此外，Microchip提供了另一个IEEE802.15.4协议栈，被称为MiWi协议。该协议栈比ZigBee协议栈大约小70%。MiWi协议有望被用于对成本敏感的应用中，这类应用无需ZigBee协议提供的互操作性。

    意法半导体低数据速率网络技术市场经理Olivier Rouy则认为，16位或32位MCU更有望成为ZigBee SoC的标准内核，其原因是同时管理ZigBee网络(安全、路由)和灯光应用本身需要一定的计算能力。8位MCU唯一可以应用的地方是最基本的开关(无需路由功能)，此时对ZigBee栈的要求不是很高。但是这类设备将无法从ZigBee网状网络的灵活性中获益。

    Atmel公司RFID高级市场经理Roland Schropp的观点是，带有高效软件堆栈的标准闪存8位MCU非常适合无线灯控应用，而且不会增加不必要的系统设计成本。这种8位解决方案可以降低材料清单成本，并减小耗电量，提供高功效解决方案。AVR Z-Link解决方案包括了Atmel的多种AVR微控制器和符合IEEE802.15.4/ZigBee规范的RF器件，可提供出色的灵活性。目前客户可根据应用要求选用带有4Kb到256Kb闪存的微控制器，使设备的成本符合其特定需求。

    不过，Cypress公司的无线USB芯片CYRF6936为无线控制方案指明了另一种解决思路。CYRF6936芯片的优点包括：在2.4GHz频段具有抗干扰能力、低功耗，具有集成的组件以及加速产品上市的软硬件工具。组件集成功能有助于简化工程设计、减小BOM，简化库存管理等。同时选用PSoC作为控制处理器，这款动态可配置的器件集成了模拟和数字组件，是一种极具灵活性的解决方案。Cypress还提供了易于使用的工具和集成开发环境(IDE)，以及无需编写代码的PSoC Express设计工具。Cypress高级产品市场工程师Leon Tan表示，“通过结合使用CYRF6936与PSoC，可获得PSoC的可编程能力和无线控制的自由性。”

    门禁：数字键盘输入控制方式将率先流行

    近年来门禁控制技术取得了长足的进步，作为一种新型的现代化安全管理系统，门禁控制系统已被大量用于家庭环境，并且随着技术的不断进步，系统的类型也日渐丰富，出现了从磁条卡、智能卡、数字键盘到生物特征识别等一系列多元化的产品。数字键盘通过检验输入密码是否正确来判断出入权限，其成本较低，缺点是密码容易泄露，安全性能不高。智能卡相对来说则难以被复制，开门方便安全，并可实现双向控制，但出入时必须携带卡片将造成一定的麻烦。

    “在高安全性能比成本更重要的门禁应用中，指纹、脸型和虹膜识别将成为主流。在对成本更加敏感的应用中，智能卡和数字键盘更有发展空间。”Silicon Labs MCU市场总监Ross Bannatyne指出，“不过，以上所有选择的成本都将随着技术的发展而降低，并且尺寸更小，功能更强。”

    楚亚(Atrua)电子技术副总裁、总经理邱伦纪博士对此也有认同，他认为数字键盘输入既便宜又较为可靠，因此有可能在低端市场中最流行。而指纹识别将在中端和高端市场中占据主导地位。邱伦纪解释道，给一个设备增加指纹功能的成本包括指纹阅读器以及嵌入式微控制器。阅读器的成本及其需要的计算资源都已降价，这使得它们对于中端市场极具吸引力。另一个原因是，面部识别和眼睛识别系统的部署成本最高，但是这些识别技术不会给用户带来任何相对指纹识别的精确性优势，使用起来也不如指纹识别方便。

    控制器是门禁系统的核心部分，其功能相当于计算机的CPU，负责整个系统的输入、输出信息的处理和储存、控制等。它验证门禁读卡器输入信息的可靠性，并根据规则判断其有效性，如果信息有效则对执行部件发出信号。因此，门禁控制器性能的好坏直接影响着系统的可靠性。

    Atrua的邱伦纪称，16/32位MCU是最适合的控制和处理内核，特别是基于ARM架构的产品，因为这种架构广受供应商的支持，且具有高功效特性。MCU的灵活性也很高，而且与DSP相比具有成本优势。他认为ASIC和FPGA在门禁控制中几乎没有用武之地，任何需要特别与ASIC搭配的解决方案都没有成本竞争优势，这是因为其数量无法与目前更流行的MCU相竞争。Atrua推出的全球最小的指纹传感器将过流保护等电路集成到硅片中，降低了BOM材料成本。其自适应电容技术具有最高精确度，可确保理想的用户体验。基于标准的解决方案更是确保了供应商互操作性和未来的升级途径。

    “但从降低成本的角度来考虑，高速8位MCU就已足够满足需求。”台湾福华先进微电子公司(FameG)产品经理陈圣泓表示，“FameG已推出高达160MHz的超高速8位MCU产品，在对运算机制进行优化后，利用超高速8位MCU产品即可完成系统设计。”Silicon Labs提供的8位MCU平台同样可实现各种安全应用，这是因为其处于业界领先地位的高性能8051内核具有100MIPS的处理性能。此外，集成的高性能模拟性能也降低了客户的成本。

    Silicon Labs的MCU市场总监Ross Bannatyne表示，在设计一个嵌入式系统时，工程师重点考虑的事项包括易于使用的工具以及系统的整体成本。对于这些日益普遍的应用必须便于客户设计，以便客户能将精力集中在其专有技术上。当然，成本也是一个重要因素，虽然门禁控制技术的成本已经大幅降低，但进一步降低系统成本将有利于安全系统得到更广泛的采用。此外还应考虑的是产品是否易于实现。利用Silicon Labs和Cypress提供的混合信号MCU可以实现低成本目标，混合器件中集成了放大、ADC、DAC等模拟元件，因此客户无需再采用多个外围模拟元件来设计复杂的电路板。通过将高性能模拟器件和高性能CPU集成，可以简化设计，同时不会有性能上的损失，并且客户无需采用更昂贵的架构来延长8位设计的寿命。