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通过无线方式监视多个房间的温度实现高能效家庭 |
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作者：TI公司应用工程师 William Goh |
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关键字： 智能温度监视系统 能效 低功耗模式
在今天的能源危机讨论中，能效一直是个热门话题。近来随着能效技术的不断进步，新的超低功耗微处理器(MCU)有助于降低总的能耗，同时为无线应用创建高性价比的解决方案。
许多人都遇到过家中存在温差的问题，其中一个房间的温度明显比其它房间暖和或凉快。形成这种差异的原因是中央空调自动调温器只监视一个地方的温度。不过，如今在智能温度监视系统方面已经有了简单和方便的解决方案，只需简单地通过无线方式监视建筑物内多个房间的温度就能成功创建高能效的家庭。这种无线监视方法最终意味着不再有凌乱的走线，并能快速判断家里的哪些地方没有处于理想的温度。
为了实现这种高能效家庭，需要将一些小型传感器安装在家庭的各个角落。这些传感器会以无线方式持续地向个人电脑发送温度值，从而及时准确地提供有关当前温度的信息。在这些数据的帮助下，很容易识别出可能需要改善的家庭区域。知道家中哪些区域无法保持理想的温度也就表明了这些地方的隔热装备不再有效，再通过快速简单的检查就能知道家中是否需要对隔热装备进行升级。在这种情况下，在家庭部分区域中安装新的隔热装备比替换整个家中的隔热装备更具成本效益。
为了进一步提高能效，可以使用智能家庭自动化技术。这种技术能根据环境温度动态地打开或关闭电动通风口来控制空气的流动。这种技术甚至能根据太阳光的强度通过无线方式控制窗户上百叶窗的开合。
图1：eZ430-RF2500低成本、超低功耗无线工具。
使用TI的eZ430-RF2500低成本、超低功耗无线工具(图1)可以轻松地部署这类家庭自动化系统。这套工具由TI的高集成度MSP430F2274微控制器和TI的CC2500 2.4GHz无线收发器组成。MSP430 MCU有许多内置外设，包括内部温度传感器，因此无需额外的外部器件。这套49美元的eZ430-RF2500工具不仅具有无线温度传感器功能，还为用户创建定制无线解决方案提供了完整的开发包。这套工具体积小巧，可以单独安装在家中的任何角落，因此只需很少量的前端成本就能显著提高家庭能效值。
预先装载的工具固件以无线方式监视温度，并提供了温度监视图形用户界面(GUI)来帮助用户快速启动开发过程。这个固件建立在TI专有的SimpliciTI无线网络协议基础之上，允许中央接入点连接多个范围扩展器和终端设备来扩展位于家中任何地方的无线温度监视网络(图2)。(SimpliciTI可以免费从网上下载)为了扩大无线网络，需要购买更多的无线模块，单价在20美元左右。
图2：家庭无线温度监视网络。
接近169美元(49美元+6x20美元)的前端成本可以覆盖三个房间，一间起居室，两间浴室和一个厨房，从而在家中构成一个功能完整的监视系统。这些无线模块也是超低功耗的器件，因为每个模块只要用2节AAA电池，在每秒都有数据传送的情况下可以持续使用三年。这种低功耗操作可以通过MSP430 MCU的智能低功耗模式实现。这些模块每隔1秒就会被定时器产生的中断周期性地从低功耗模式中唤醒，然后采集房间温度，向接入点发送数据包。在发送完成后，这些模块又回到低功耗模式，如图3所示。
图3: MSP430 MCU的智能低功耗模式工作流程。
就在数年前，拥有一个智能家庭监视系统还需要付出大量的努力。但现在，通过使用无线技术和eZ430-RF2500工具，昂贵而且带来凌乱布线的智能监视系统已经成为过去。如今的用户能够灵活地创建定制无线解决方案来满足家庭自动化需要。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(9/9/2009) |
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