安富利推出的基于BLE的HomeKit智能家居方案

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作为物联网应用落地的一个重要场景,智能家居自然是商家必争之地。而有实力的厂商在智能家居领域跑马圈地的一个通行套路就是——利用自己的资源和影响力,建立“智能家居平台”,让尽可能多的(第三方)设备接入进来,快速形成可以和别人抗衡的智能家居生态圈。

在智能家居平台“大战”中,苹果公司出的大招儿是2014年推出的HomeKit。其实HomeKit在思路上与其他友商大同小异,就是通过iOS设备上的一个特定的APP(Home)去统一管理所有符合HomeKit协议的设备,既免去了一个设备对应一个APP的繁复,又能够根据不同的应用场景对于HomeKit设备进行统一配置、操控和互操作。

当然,在一些关键点的设计上,HomeKit还是表现得很“苹果”。比如HomeKit更为强调安全和隐私,对产品形态的约束较多,开发生态也相对封闭。同时,从安全性方面来看,HomeKit设备之间的控制信息传递是点对点的,不会有数据存储在云端,而且设备产生的数据也都是存储在用户的iOS设备上,不会上云。因此,硬件设备厂商想要接入HomeKit平台,就必须要使用苹果公司批准认证的安全芯片,还需要经过长达5个月的认证过程的煎熬。

HomeKit的这种行事风格,在外人看来是把双刃剑——确保了产品品质和用户体验,却也束缚了自身的发展。所以在其他友商的智能家居平台设备疯狂扩军的同时,HomeKit支持设备的数量增长这几年一直不温不火。

不过苹果显然意识到了这一点,他们已经从几个维度上做出调整和布局:

技术上,去年6月的WWDC上,苹果更改了HomeKit 认证规则——硬件厂商和开发者不必一定采用特定的安全芯片,所有的认证程序只需一个软件升级即可,这次“减负”可以说是苹果展示的一个很大的“善意”了。

产品上,很多人预测今年年初苹果HomePod智能音箱的上市,会对HomeKit发展起到推波助澜的作用,HomePod搭载的Siri语音助手无疑会给HomeKit智能家居设备的互操作性带来更多新玩儿法。

市场上,这些年苹果一直在利用自己的品牌影响力,和一些高端的房地产企业合作,去挖掘前装市场的机会,这也能够起到不错的市场示范和教育作用。

所以总体来说,对于智能家居设备厂商而言,支持HomeKit还是会成为其进行产品规划时的重要选项,尤其是对于一些中小型的厂商。

分析起来原因有两点:一是借助苹果的品牌和资源,可以快速实现市场扩张;二是有苹果HomeKit认证做背书,虽然要为此付出更高的成本,但是也有利于在市场定价上获得更大的溢价空间。

既然有了开发HomeKit产品的打算,对于终端设备厂商和开发者来说,如何能够快速开发出HomeKit设备并通过认证,就成了关键的第一步。

实际上从HomeKit推出之后,芯片厂商就已经在积极地跟进。如Nordic Semiconductor在提供可供HomeKit使用的低功耗蓝牙(BLE)芯片的同时,很快就发布了能够满足HomeKit技术规范要求的SDK,方便开发者基于Nordic蓝牙SoC芯片快速完成产品的开发和上市。

更进一步地,很多方案商和技术分销商利用自己独特的资源整合和方案开发能力,向市场提供了很多成熟、完整的HomeKit解决方案,让开发者可以在更高的起点上开始他们的二次开发工作。

比如安富利推出的基于BLE的 HomeKit 智能家居方案,就是其中一个范例。从方案框图(图1)可以看出,其架构非常简洁,只包括一个主控MCU和外围的传感器和执行器。其中的主控MCU采用的是nRF51822,这是一款Nordic Semiconductor的BLE多协议SoC ,在单芯片中同时集成了处理器内核、无线收发器,以及其他的外设、接口功能。内置的Arm Cortex M0处理器内核,负责产品功能控制和运行BLE协议,同时具备极佳低功耗特性。该芯片同时支持BLE和2.4GHz通信协议,也令其在应用开发中可以获得更大的灵活性。

图1,安富利开发的BLE HomeKit设备解决方案框图

从方案的BOM中可以看到,安富利方案中的外围传感器和执行部件也都系出名门,都是代表厂商的经典产品:

HDC1000:一款来自TI的集成式温度/湿度传感器,功耗低,测量精度高。温度测量范围范围-40°C至+125°C,湿度测量采用的是新型电容式传感器。

APDS9960:这是Avago的一款集成环境光感(ALS)、红外LED 和接近检测器的光学传感器模块,可通过I2C接口与MCU连接,可实现手势检测、环境光、颜色等多种感知功能。

KXG03:ROHM集团旗下Kionix公司出品,集成三轴加速度传感器和三轴陀螺仪,外形小巧,采用先进的低功耗结构、包括I2C、SPI等数字接口、特别优化了功耗与噪音性能之间的平衡,在温度变化时也具有很好的偏置稳定性。

ALQ305:松下的高性能继电器。

图2,安富利开发的BLE HomeKit设备解决方案实物图

方案中,主控MCU通过数据接口从外部传感器获取数据,或者将指令发送给执行部件,同时通过BLE与iOS设备保持通信、交互数据,利用基于苹果的Home APP进行操控配置,进而构成一个智能家居产品的完整功能。因此,安富利的BLE HomeKit方案,可以广泛地应用在风扇控制、车库门开门器、照明控制、智能电源插座、温度控制、相对湿度控制等智能家居产品中。想让你的产品快速成为HomeKit家族中的一员,以这样的方案为起点,显然是一条捷径。

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