用超低功耗WI-FI平台简化智能家居

智能家居的承诺是为您简化生活。 它具有烹饪食物、订购杂货、安排家务和监控场所的潜力，为您提供舒适、便利、安全和保障。 但现实与承诺的愿景相去甚远。

为什么智能家居技术还没有出现？

在发达国家，5-15% 的家庭采用了某种智能家居产品（来源：Statistica）。 这些渗透率使智能家居处于采用的早期阶段。 早期采用者通常是技术驱动的专业人士，他们为了技术而热爱技术。 他们愿意经历复杂的设置，并且有足够的耐心来解决早期的错误和挫折。

另一方面，早期的大多数人并不关注技术的新颖性，而是受其实用性的驱动。 如果技术易于设置并为最终用户提供实实在在的好处，则早期大多数人都会采用该技术。

但是，如果您不是精通技术的人，那么今天的智能家居设置起来很复杂。 虽然您可以轻松购买移动设备或笔记本电脑，并且知道它可以毫无问题地连接到您家的 Wi-Fi 网络，但您无法对智能家居小工具进行同样的操作。

根据Next-Generation Support：构建参与平台，超过 50% 的智能设备在安装过程中面临设置问题。 换句话说，如果你想在你的智能家居中安装 10 台智能设备，你有 99.94% 的概率会遇到至少一个设置问题。 这对于智能家居设备的大规模采用来说是完全不能接受的。

设置过程中遇到的设置问题数量

大多数设置问题的根源在于智能家居的协议碎片问题。 在当今的智能家居中，Wi-Fi 和以太网用于高带宽应用，而 Zigbee 和 Z-wave 用于低功耗用例。 Zigbee 协议存在碎片问题，因为两个 Zigbee 版本彼此不兼容。 Z-wave 是一种专有协议，将制造商和用户委托给一个供应商。

使用这些协议设置智能家居需要一个昂贵的集线器，使设备间通信成为可能。 问题不仅在于最终用户的成本，还在于这些集线器的制造商控制智能家居数据的事实。 集线器制造商可能会决定通过引入意外的订阅费或类似障碍来限制访问，并且偶尔知名的集线器制造商会遇到财务困难，从而使最终用户陷入困境。 简而言之，基于集线器的家庭架构使主流采用变得复杂。

Wi-Fi 将简化智能家居

Wi-Fi 是智能家居无处不在的协议。 它安装在发达国家的几乎每个家庭中。 它易于设置且易于维护。 随着 Wi-Fi 6 和低功耗 Wi-Fi 的出现，智能家居的协议碎片化问题现在可以得到解决。 Wi-Fi 6 将取代目前在以太网上运行的高带宽应用程序，而瑞萨电子的 DA16200 等新的超低功耗 Wi-Fi 平台将取代 Zigbee 和 Z-Wave 用于低功耗用例。 DA16200 提供 Zigbee 和 Z-wave 的低功耗优势，同时保持标准 Wi-Fi 的兼容性、简单性和普遍性。 借助 DA16200 Wi-Fi 平台，嵌入式开发人员可以为其物联网设备实现一年或更长时间的电池寿命，即使在始终连接的场景中也是如此。

Wi-Fi 将如何简化智能家居架构

DA16200 在超低功耗 Wi-Fi 市场上的领先地位通过在 EEMBC IoTMark ［Wi-Fi］ 基准测试中获得最高分得到证明。 因此，智能门锁一次充电可使用三年以上——这一时间比最接近的竞争对手长 50%。

瑞萨超低功耗 Wi-Fi 背后的魔力是什么？

DA16200是超低功耗 Wi-Fi 平台，基于瑞萨电子的 VirtualZero™ 技术。 瑞萨电子的天才和敬业的工程师通过开发专利的专有 DPM 算法掌握了低功耗 Wi-Fi 的艺术，该算法使用标准 Wi-Fi 的许多功能来优化睡眠和唤醒时间。 该平台根据物联网设备制造商的要求提供三种不同的睡眠模式。

Sleep 1 以 0.2uA 电流的最低功耗运行。当此睡眠模式被激活时，大部分芯片模块关闭，芯片与网络断开连接。通过芯片的唤醒引脚可以打开 SoC。

Sleep 2 允许设备保留其实时时钟功能，同时仅消耗 1.8uA。它还保证唤醒时间小于 100 毫秒，以响应外部事件或内部定时器的完成。

Sleep 3 启用始终连接的 Wi-Fi 模式，并确保在检测到传入的 Wi-Fi 数据包时唤醒时间小于 2 毫秒。此模式消耗的平均电流小于 50uA。在这种模式下，SoC 对嵌入在 802.11 管理帧中的标准Traffic Indication Map （TIM） 或Delivery Traffic Indication Map （DTIM） 信息元素执行定期检查。它还会唤醒以启动正常 Wi-Fi 流量的过程，就像任何网络站点在需要时所做的那样。

VirtualZero 技术的好处

简单快速的 Wi-Fi 实现

在开发他们的第一个物联网产品时，我们的客户通常将上市时间视为一个关键因素。 这些客户中的大多数对 Wi-Fi 堆栈的了解有限，因为他们的主要目标是在应用程序级别增加价值，而不是将资源浪费在复杂的实施上。 因此，我们为客户提供易于使用的 SDK 和一系列相应的工具，帮助他们更快、更高效地开发 Wi-Fi 产品。 AT 命令就是这种工具的一个例子。

我们在我们的无线 DA16200 平台上开发了一套全面的 AT 命令，以帮助我们的客户快速开发和部署他们的物联网应用程序。 此外，DA16200 AT 命令工具还支持 Wi-Fi 配网、GPIO 配置和固件无线 （OTA） 更新。 如果存在任何定制要求，开发人员可以创建自己的命令。 AT 命令解析器和使用 UART 和 SPI 的示例可用，您可以将它们重用于您选择的微控制器。 Raspberry Pi RP 2040 和 STM 32 运行示例可用。 MikroE LP WiFi Click 板、Qwiic WiFi Shield 和 SparkFun MicroMod WiFi 功能板等第三方板将帮助您加快开发下一个 Wi-Fi 无线连接物联网应用程序。

我们还包括一个Wi-Fi供应应用程序，以及iOS和Android的免费示例源代码。完整的AWS物联网服务被集成在一起，您可以选择部署和重新开发自己的应用程序。为了加快原型开发速度，DA16200 开发工具包支持FreeRTOS开发和基于gcc的开发。

总结

低功耗Wi-Fi技术通过消除对昂贵集线器的需求和解决协议碎片化问题，是使智能家庭网络变得更简单的关键。瑞萨（Renesas）正以其低功耗Wi-Fi技术颠覆智能家居行业。基于VirtualZero专利技术的DPM算法，允许物联网设备拥有一年甚至更长时间的电池寿命。完整的AT命令集为开发人员提供了定制、部署和重新开发其独特应用程序的灵活性。这些关键品质使瑞萨的Wi-Fi成为Zigbee和Z-wave的绝佳替代品。

审核编辑：郭婷