如何構(gòu)建可由電池供電運(yùn)行數(shù)十年的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)

憑借業(yè)界領(lǐng)先的低功耗MSP微控制器，德州儀器（TI）一直致力于幫助工程師解決開(kāi)發(fā)和構(gòu)建樓宇自動(dòng)化應(yīng)用的各種難題。TI的MSP MCU不僅擁有極低的功耗，還具備實(shí)現(xiàn)小型化的高度模擬集成，同時(shí)包含了參考軟件和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議。那么，這些優(yōu)勢(shì)和特性對(duì)于樓宇自動(dòng)化的設(shè)計(jì)究竟意味著什么呢？

低功耗

利用MSP MCU，工程師無(wú)須犧牲樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的功能性，或者是對(duì)電池充電。通過(guò)將低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)與能量采集（Energy Harvesting）相結(jié)合，可以減少或避免在成千上萬(wàn)個(gè)遠(yuǎn)程傳感器中更換電池。在必須更換電池或者電力流失的情況下，由于FRAM和Compute Through Power Loss（CTPL）軟件設(shè)施所具有的速度和耐久性，系統(tǒng)狀態(tài)得以保持。事實(shí)上，應(yīng)用可以立即在中斷的地方重新連接，無(wú)需再次校準(zhǔn)或硬啟動(dòng)。借助EnergyTrace? 技術(shù)所具有的實(shí)時(shí)功耗分布能力，經(jīng)優(yōu)化的MSP微控制器可以充分利用應(yīng)用的全部電量。

智能模擬集成和小型化

許多人也許并不了解“MSP”的真正含義，這個(gè)命名其實(shí)代表的是“混合信號(hào)處理器”。TI的主要目標(biāo)之一就是將模擬外設(shè)進(jìn)行集成，以降低樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的復(fù)雜度，減少尺寸和成本。集成的高性能模擬功能能夠允許工程師將本地接口連通性添加到樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中的各個(gè)傳感器里，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)采樣和處理等功能。

參考軟件與連通性協(xié)議

無(wú)論是將有線還是無(wú)線的連通性添加到樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)中，MSP MCU硬件和軟件都能使器件像主機(jī)控制器一樣運(yùn)行，同時(shí)與多個(gè)連通性解決方案進(jìn)行無(wú)縫對(duì)接。TI還提供TI Design參考設(shè)計(jì)、有線和無(wú)線堆棧與算法，包括近期發(fā)布的CTPL和IQMathLib庫(kù)，以加快開(kāi)發(fā)速度并減少所需的連通性（RF）專業(yè)知識(shí)。

下面我們將列舉一些最常見(jiàn)的樓宇自動(dòng)化應(yīng)用，看看低功耗MSP MCU如何滿足它們的設(shè)計(jì)需要。

占用傳感器和運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器從本質(zhì)上而言是感測(cè)應(yīng)用，包括一系列用于檢測(cè)固定區(qū)域內(nèi)人員數(shù)量的技術(shù)，通常情況下，這種檢測(cè)是自動(dòng)的，被檢測(cè)人并不知曉。諸如應(yīng)用在辦公室、教室、會(huì)議室、衛(wèi)生間、儲(chǔ)藏室或走廊等區(qū)域的紅外（IR）、超聲波、聲音和圖像識(shí)別等感測(cè)技術(shù)。這些傳感器或檢測(cè)器可以用來(lái)保存和節(jié)省電節(jié)能，同時(shí)還有助于添加智能性和數(shù)據(jù)分析，以改進(jìn)建筑物內(nèi)的安保狀況。

MSP MCU可為占用傳感器應(yīng)用提供以下優(yōu)勢(shì)：

針對(duì)更簡(jiǎn)單電源的低功耗

針對(duì)尺寸受限應(yīng)用的小型化尺寸

針對(duì)被動(dòng)紅外 （PIR）、熱電偶、電感、超聲波等多個(gè)傳感器輸入的集成型智能模擬功能。例如，MSP432 MCU上的14位高速ADC可用于高級(jí)捕捉算法，并提高性能

針對(duì)增強(qiáng)型系統(tǒng)安全的AES256和IP封裝

針對(duì)固件升級(jí)和數(shù)據(jù)記錄的非易失性嵌入式FRAM

此外，MSP MCU還支持6LoWPAN，SimpleLink?、KNX等多個(gè)通信堆棧。

電子鎖（e-lock） 是一個(gè)可由鑰匙、門卡、數(shù)字鍵盤、指紋、RFID卡、安全令牌等實(shí)體提供保密信息或是組合而開(kāi)啟的機(jī)械和電子閉合設(shè)備。這類產(chǎn)品主要用來(lái)幫助提高安全性，以確保對(duì)特定區(qū)域的合法進(jìn)入。

MSP MCU可為e-Lock應(yīng)用提供以下優(yōu)勢(shì)：

可由電池供電運(yùn)行10年以上的超低功耗

針對(duì)增強(qiáng)型安全性和IP保護(hù)的AES256和IP封裝

針對(duì)固件升級(jí)和數(shù)據(jù)記錄的非易失性嵌入式FRAM

支持多個(gè)通信堆棧，其中包括近場(chǎng)通信（NFC）、6LoWPAN、具有Bluetooth? Low Energy （BLE） 和Wi-Fi? 的SimpleLink等

玻璃破裂檢測(cè)器是一個(gè)能夠檢測(cè)一扇窗戶是否破碎或損壞的檢測(cè)器，通常用于電子防盜警報(bào)器等應(yīng)用中。玻璃破裂檢測(cè)器一般通過(guò)麥克風(fēng)來(lái)監(jiān)測(cè)來(lái)自玻璃的噪聲或振動(dòng)，如果這些振動(dòng)超過(guò)了特定的閾值，那么檢測(cè)器電路就對(duì)這些振動(dòng)進(jìn)行分析。

MSP MCU可為玻璃破裂檢測(cè)器應(yīng)用提供以下優(yōu)勢(shì)：

可由電池供電運(yùn)行10年以上的超低功耗

參考設(shè)計(jì)和軟件，具有針對(duì)錯(cuò)誤觸發(fā)或監(jiān)測(cè)的魯棒算法

由AES256實(shí)現(xiàn)的更高安全性，針對(duì)IP保護(hù)的局部安全區(qū)，以及固件升級(jí)

針對(duì)高級(jí)捕捉算法和更高性能的低功耗14位高速ADC

審核編輯：金巧