小米智能家居技術(shù)分析

小米智能家居以小米多功能網(wǎng)關為中心，搭配門窗傳感器、人體傳感器和無線開關。其中門窗傳感器可以配合智能燈泡、空氣凈化器等設備，完成進門自動開燈、關窗后自動開啟空氣凈化器等功能。人體傳感器可以和多功能網(wǎng)關配合，用戶檢測寵物出門情況，用戶下床自動開燈等。而無線開關和小米智能插座配合，則可以實現(xiàn)一鍵關閉家中所有插電設備。小米智能家居運用什么技術(shù)呢？

小米智能家居技術(shù)分析

這套智能設備應該是基于ARM微處理器來設計的嵌入式處理器。首先，小米的智能家居能保持長時間的運作而無需充電，因此需要低功耗的處理器來延長使用時間。其次，套裝中的設備都非常小巧，而不大的空間中除了處理器還需要容納其他的外圍設備，因此處理器必須體積小。小米的產(chǎn)品大多擁有高性價比的特點，且基于以上的幾點要求，在消費品電子產(chǎn)品中得到充分應用和發(fā)展的ARM微處理器能夠更好地滿足需求。 

供電方面

均適用CR紐扣電池，其中門窗傳感器、無線開關和人體傳感器分別使用了CR1632、CR2032和CR2450型號的電池，電壓均為3V，標準環(huán)境下壽命均大于2年，而且電池均可更換。每種設備所選取的紐扣電池是根據(jù)不同的用電需求，選取容量由小到大的供電設備。 

在傳感方面，設備中現(xiàn)在擁有感應門窗開關和人體活動的兩種傳感器。 

門窗傳感器由傳感器主體和磁鐵組成，而兩部分分別位于門窗可開關部分和固定的門框和窗框上，兩部分之間的有效監(jiān)測距離為12mm。當門窗被開啟或者關閉，觸發(fā)組建中的磁敏元件監(jiān)測到傳感器主體與磁鐵的靠近和分開，發(fā)送開或者關到信號到智能網(wǎng)關以及與小米智能網(wǎng)關相連的移動智能終端設備上。小米智能家居運用什么技術(shù)呢？

人體傳感器由熱釋電紅外傳感器、菲涅爾透鏡和zigbee模塊組成，能夠探測7米距離、約170度角度范圍內(nèi)人和寵物的移動，完成自動探測、自動提醒的智能功能。其中熱釋電紅外傳感器能夠接受到人體發(fā)射出來的9~10μm的紅外線信號，將信號轉(zhuǎn)換為電壓信號來判斷是否有人經(jīng)過，再通過ZigBee模塊向網(wǎng)關傳輸探測到的信息。在檢測距離方面，菲涅爾透鏡利用透鏡特殊光學原理，當有人從透鏡前經(jīng)過時將接收到的有效范圍內(nèi)的紅外信號以忽強忽弱的脈沖形式輸入，從而增強它的能量幅度，更好地被紅外傳感器所檢測；而在探測角度上，菲涅爾透鏡可以探測窗口正前方以及正前下方區(qū)域，左右探測角度達到170度，可以覆蓋一般家庭居所范圍。菲涅爾透鏡擁有較高的透光率，能夠較好地過濾出9~10μm的人體紅外線中心波長，在冷熱環(huán)境下均保持穩(wěn)定性，因此能很好地配合熱釋電紅外傳感器，保證設備的正常檢測效果。

通信方面

小米智能家居應用了基于NXP的一顆工業(yè)級ZigBee射頻芯片—JN5168進行組網(wǎng)通訊。ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議，具有短距離、低功耗、低速率、低成本低等特點。首先，能耗特性是ZigBee的一個技術(shù)優(yōu)勢，通常ZigBee節(jié)點所承載的應用數(shù)據(jù)速率都比較低。在不需要通信時，節(jié)點可以進入很低功耗的休眠狀態(tài)，此時能耗可能只有正常工作狀態(tài)下的千分之一。在一般情況下，休眠時間占總運行時間的大部分，有時正常工作的時間還不到百分之一，因此達到很高的節(jié)能效果。其次，ZigBee的響應速度較快，一般從睡眠轉(zhuǎn)入工作狀態(tài)只需15ms，節(jié)點連接進入網(wǎng)絡只需30ms，進一步節(jié)省了電能，而且也能滿足智能家居實時檢測快速啟動相應功能的效果。ZigBee還擁有大規(guī)模的組網(wǎng)能力，在網(wǎng)絡中較多設備時更有優(yōu)勢。

但通信方面使用ZigBee技術(shù)有一個問題，由于多功能網(wǎng)關通過ZigBee在智能設備之間相互傳遞，而通過wifi接入到小米云其他智能設備，但ZigBee和wifi工作的頻譜是互相沖突的，由于wifi節(jié)點在獲取信道方面的絕對優(yōu)勢，ZigBee受wifi干擾導致的網(wǎng)絡丟包率高達50%。為了解決這個問題，可以引入多通道ZigBee通訊機制算法。首先，通過ZigBee的信道空閑評估機制，啟動干擾檢測，若干擾評估認為周圍Wi-Fi干擾達到一定程度，將對鏈路性能造成加大影響，則進行信道切換。 

小米智能家居是嵌入式系統(tǒng)在智能家居領域應用的嘗試，代表了智能設備應用到更多生活場景中的大趨勢，但是在產(chǎn)品細節(jié)方面，比如報警功能提醒效果，連接過多設備之后的性能等問題，還待解決，在用戶反饋中，進一步完善技術(shù)，真正將實用的智能家居設備普及到生活中。

小米智能家居是嵌入式系統(tǒng)在智能家居領域應用的嘗試，代表了智能設備應用到更多生活場景中的大趨勢，但是在產(chǎn)品細節(jié)方面，比如報警功能提醒效果，連接過多設備之后的性能等問題，還待解決，在用戶反饋中，進一步完善技術(shù)，真正將實用的智能家居設備普及到生活中。

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