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基于NFC網絡在智能家居控制系統中的應用

電子設計 ? 2020-02-07 08:38 ? 次閱讀

使用NFC含羞草將設備加入網絡(NFC comssioning)

含羞草 NFC無線標準的工作頻率為13.56MHz,無線數據速率為106kbps。它提供了一種方法,可在很短距離內(幾厘米),將數據從有電源的設備(例如移動電話)傳輸到無電源的、斷開網絡連接的設備(例如電燈)。從有電源的設備發出的NFC信號功率將用于為無電源設備中的NFC接收器和提供通電所需的很小能量,讓信息能夠傳輸到任何類型產品的本地器上。這種技術特別適用于安裝之前的燈泡等設備,也適用于節能電燈開關,除了傳輸幾個數據包之外,不需要更多能量。NFC的傳輸距離很短,這樣可確保獲得完全保護,防止第三方訪問網絡密鑰。傳輸數據的操作也非常簡單,只需將智能手機靠近設備,并啟動傳輸數據的應用程序。使用NFC傳輸安全憑據有幾個選項。

最簡單的選項是使用完全無源NFC標簽,這些標簽可進行編程,擁有用于加入網絡的唯一密鑰。在制造過程中,我們為單芯片ZigBee器件提供唯一的密鑰,用于交換加入網絡所需的信息。在制造流程中,這個唯一密鑰與MAC地址一同復制到標簽中,該標簽會粘貼到最終產品上或嵌入其內部。最簡單的標簽可能只是單個不干膠標簽,內含NFC芯片和所需的線圈天線。或者,芯片和天線可以集成到設備本身的結構中。最終用戶可以使用移動電話中的內置NFC讀卡器,讀取這個唯一密鑰。移動電話通過WiFi連接到ZigBee網絡的網關,因此密鑰能夠安全傳輸。

含羞草 然后,ZigBee協調器使用這個密鑰來加密網絡密鑰,隨后即可將網絡密鑰發送到新設備的MAC地址。一旦新設備獲取了網絡密鑰,它就可以安全地加入ZigBee網絡。這種方法提供了一種將設備加入網絡的安全技術,但其功能有限,然后需要很多交互來設置ZigBee設備,將其加入群組和場景等。它還會造成生產方面的困難,因為每個標簽都需要與特定ZigBee設備地址相匹配,以提供最佳安全性。

只有當標簽以電氣方式連接到ZigBee設備時,才能實現NFC的全部價值。標簽將有效地充當雙端口存儲器。一個端口連接到NFC,另一個端口連接到I2C端口。在這種情況下,數據可從手機傳輸到標簽存儲器。然后可使用I2C端口,將該信息傳輸到管理ZigBee網絡的無線微控制器。如果在數據傳輸過程中需要為微控制器供電,還可使用NFC標簽提供少量功率(最大5mA)。典型的互聯標簽,例如圖1所示的NXP含羞草 NTAG器件,可以存儲1或2 KB數據。

基于NFC網絡在智能家居控制系統中的應用

圖1:顯示了互聯標簽架構。

含羞草 這種功能為設備加入ZigBee網絡提供了很多可能性。首先,它提供了一種簡單的方法,使用支持NFC技術的智能手機,安全地將網絡密鑰添加到設備。手機可通過與系統網關的受保護WiFi連接,獲取必需的密鑰。或者可通過將電話接觸網關或遠程管制設備,使用NFC傳輸密鑰。當手機靠近要加入網絡的設備時,即可傳輸密鑰。

由于這樣可以傳輸大量的數據,因此系統的功能可以顯著增強。在手機上運行應用程序,用戶可以看到已加入網絡的所有設備。這樣他們可在安裝網絡密鑰的同時,在手機上設置控制關系,并在手機上對這種關系進行編程。另外,還可為設備添加一個文本名稱,以便輕松識別設備,或許還可將其與相應位置照片相關聯。使用互聯NFC標簽可以實現上述所有方法,毫無疑問,利用該技術提供的功能,很多新技術都將得以采用。

住宅控制系統

為了演示在ZigBee網絡中,通過NFC將設備加入網絡的工作方式,我們設計和構建了一個住宅控制演示系統(圖2)。這個系統基于智能恒溫器,它可以溫度和濕度,并使用在JN5168無線微控制上運行的ZigBee家庭網絡自動化配置文件,以及在NTAG互聯標簽上實施的NFC技術來進行連接。我們編寫了一個智能手機應用程序,以便將設備加入網絡,并分配控制關系。各個房間都安裝了單獨的有機玻璃箱,配備加熱器元件和恒溫器,通過ZigBee家庭自動化系統連接。電燈和智能插座可以分別添加到系統中。

基于NFC網絡在智能家居控制系統中的應用

含羞草 圖2:是住宅氣候控制演示。

在本例中,網絡協調器是一個網關設備,運行OpenWRT Linux操作系統。網關還配備了NFC讀卡器設備。這樣只需將手機靠近網關,即可接收網關提供的唯一安全密鑰。然后將手機靠近設備。手機從設備接收唯一的網絡加入密鑰。然后將該密鑰傳輸回到網關,使用唯一網關密鑰進行加密。

網關隨后將網絡參數發送到設備,使用其他任何人都不知道的設備唯一密鑰進行加密。使用這種方式,網絡安全憑據不會通過任何機制在未加密狀態下發送。一旦設備有了網絡參數,它就可以安全地加入網絡。相同的程序可用于系統中的其他設備,例如電燈、智能插座、開關等。圖3以圖形方式解釋了這個過程。

基于NFC網絡在智能家居控制系統中的應用

含羞草 圖3:顯示了網絡密鑰交換過程。

小結

隨著人們對家庭自動化功能的需求日益增長,他們更加迫切地需要安全的系統。ZigBee家庭自動化是一種功能強大而穩定的開放標準,能夠滿足家庭自動化的連接和應用需求。但是,我們可以通過使用帶外技術來傳輸網絡憑據,讓設備加入網絡和進行密鑰交換的標準方法得以增強。使用連接到ZigBee設備的NFC標簽,可以實現安全的信息傳輸,而不可能被惡意網絡流量偵聽器檢測到。使用ZigBee家庭自動化和基于NFC的網絡加入方法的家庭氣候控制系統的長足發展已經證明了這一點。

責任編輯:gt

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LV52117QA 用于LCD面板的雙輸出DC-DC轉換器

7是一款高電流雙輸出DC-DC轉換器,可產生正電壓和負電壓。 LV52117特別適用于LCD顯示器等電源應用。 特性 集成1.5MHz同步升壓和逆變器轉換器 2.75V至4.6V輸入電壓范圍 4.6V至5.8V可調正輸出(VDCO1) -5.8V至-4.6V可調負輸出(VDCO2) 輸出電流高達100mA 脈沖跳躍模式低負載條件 過流/短路保護 終端產品 液晶面板 電路圖、引腳圖和封裝圖
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LV52117QA 用于LCD面板的雙輸出DC-DC轉換器

KA78R LDO穩壓器 1 A 5至15V 帶固定輸出

XC是一款適用于各種電子設備的低壓差穩壓器。它提供帶有TO-220-4引線全模封裝的恒壓電源。在滿額定電流(1A)下,KA78RXXC的壓差低于0.5V。該穩壓器具有各種功能,如峰值電流保護,熱關斷,過壓保護和輸出禁用功能。 特性 1A / 3.3V,5V,8V,9V ,12V,15V輸出低壓差穩壓器 TO-220全模封裝(4pin) 過流保護,熱關機 過壓保護,短路保護 帶輸出禁用功能 應用 此產品是一般用途,適用于許多不同的應用。 電路圖、引腳圖和封裝圖...
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KA78R LDO穩壓器 1 A 5至15V 帶固定輸出

NCV8720 LDO穩壓器 350 mA 超低壓降 高PSRR 帶偏置軌

0是一款350 mA LDO,配有NMOS passtransistor和獨立的偏置電源電壓(VBIAS)。該器件提供非常穩定,精確的輸出電壓和低噪聲,適用于空間受限,噪聲敏感的應用。為了優化電池供電的便攜式應用的性能,NCV8720具有低IQ消耗。 NCV8720采用WDFN6 2 mm x 2 mm封裝,可潤濕側面選項可用于增強光學檢測。 類似產品: NCV8130 NCV8133 NCV8135 NCV8720 輸出電流(A) 0.30 0.50 0.50 0.35 PSRR f = 1 kHz(dB) 65 70 73 65 壓差電壓(V) 0.075 0.140 0.053 0.110 Wettable Flank 否 否 是 是 特性 優勢 Typ的超低壓降。 110 mV 允許節省功耗,并以非常低的Vin-Vout電壓工作。 固定輸出電壓選項從0.8 V到2.1 V 低壓Vcore應用的最佳選擇 典型的110 mV壓降完整的350 mA負載。 最大限度地減少調節器的功率損耗 保證輸出電流從0 mA到350 mA 高電流應用的最佳選擇 0.5%典型輸出電壓精度 非常適合POL應用程序 輸出電流超過350 mA 應用 終端產品 Automot ive 電池供電...
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NCV8720 LDO穩壓器 350 mA 超低壓降 高PSRR 帶偏置軌

NCV8535 LDO穩壓器 500 mA 低Iq 超高精度 帶使能

5低靜態電流低壓降(LDO)線性穩壓器是一款高性能LDO穩壓器。它具有+/- 0.9%的線路和負載精度以及超低靜態電流和噪聲,涵蓋了當今消費類電子產品所需的所有必要功能。這種獨特的器件保證在沒有最小負載電流要求的情況下保持穩定,并且對于任何類型的小至1.0 uF的電容器都是穩定的。 NCV8535還配備了感應和降噪引腳,以提高設備的整體實用性。 NCV8535提供反向偏壓保護。 特性 線路和負載的高精度(25℃時+/- 0.9%) 滿載時的超低壓降(典型值260 mV) 穩定性無最小輸出電流 低噪聲(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低關斷電流(0.07 uA) 反向偏向保護 2.6 V至12 V電源范圍 熱關斷保護 目前的限制 僅需1.0 uF輸出電容以確保穩定性 使用任何類型的電容器(包括MLCC)均可穩定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可調輸出電壓 應用 終端產品 汽車音響和信息娛樂 汽車配件 汽車儀表盤 汽車相機顯示器 汽車儀表板電子產品 汽車 工業 電路圖、引腳圖和封裝圖...
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NCV8535 LDO穩壓器 500 mA 低Iq 超高精度 帶使能

NCV8165 LDO穩壓器 500 mA 低壓差 超低Iq 超高PSRR 超低噪聲

5是一款LDO(低壓降穩壓器),能夠提供500 mA輸出電流。 NCV8165器件旨在滿足RF和模擬電路的要求,具有低噪聲,高PSRR,低靜態電流和非常好的負載/線路瞬態。該器件設計用于1μF輸入和1μF輸出陶瓷電容。提供DFNW8 0.65P,3 mm x 3 mm x 0.9 mm封裝。 類似產品: NCV8160 NCV8161 NCV8163 NCV8165 輸出電流(A) 0.25 0.45 0.25 0.50 PSRR f = 1 kHz(dB) 98 98 92 85 噪音(μV RMS ) 10 10 6.5 8.5 特性 優勢 超高PSRR在1 kHz時為85dB,在100 kHz時為63dB 非常適用于Wi-Fi模塊等功耗敏感設備 超低輸出噪聲8.5μV RMS 非常好適用于噪聲敏感應用 超低靜態電流12μA 在輕載條件下提高效率 工作輸入電壓范圍1.9V至5.5V 適用于電池供電設備 極低壓差200mV,500mA 滿載時的低功耗 應用 終端產品 A / D和D / A轉換器電源 音頻編解碼器 電池供電設備 相機模塊 RF模塊 WiGig電源 LP5907或LP5912升級 汽車設備點負載調節 信息娛樂,車身控制和導航 遠...
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NCV8165 LDO穩壓器 500 mA 低壓差 超低Iq 超高PSRR 超低噪聲

NCP139 LDO穩壓器 1 A 超低壓降 帶偏置軌

是1 A LDO,配有NMOS passtransistor和獨立的偏置電源電壓(VBIAS)。該器件提供非常穩定,精確的輸出電壓和低噪聲,適用于空間受限,噪聲敏感的應用。為了優化電池供電的便攜式應用的性能,NCP139具有低IQ消耗。 WLCSP6 1.2 mm x 0.8 mmpackage經過優化,適用于空間受限的應用。 類似產品: NCP13x系列 NCP130 NCP133 NCP134 NCP135 NCP137 NCP139 輸出電流(A) 0.3 0.5 0.5 0.5 0.7 PSRR f = 1kHz(dB) 70 70 td> 60 壓差電壓(V) 0.060 0.090 0.090 0.053 0.060 0.060 特性 優勢 超低壓降典型的。 40mV 允許節省功率并以非常低的Vin-Vout電壓工作。 可調電壓版本 低壓Vcore應用的最佳選擇 在1 A負載下典型的50 mV壓降。 最大限度地減少調節器的功率損失 保證輸出電流從0到1 非常好的選擇用于高電流應用 0.5%典型輸出電壓精度 非常適合POL應用 輸出超過1 A的電流 輸出有效可用的放電選項 應用 終端產品 電池供電和便攜式設備 智能手機,...
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NCP139 LDO穩壓器 1 A 超低壓降 帶偏置軌

NCP161 LDO穩壓器 450 mA 超高PSRR 超低噪聲

是一款線性穩壓器,能夠提供450 mA輸出電流。 NCP161器件旨在滿足RF和模擬電路的要求,可提供低噪聲,高PSRR,低靜態電流和非常好的負載/線路瞬態。該器件設計用于1μF輸入和1μF輸出陶瓷電容。它有兩種厚度的超小0.35P,0.65 mm x 0.65 mm芯片級封裝(CSP),XDFN-4 0.65P,1 mm x 1 mm和TSOP5封裝。 類似產品:
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NCP161 LDO穩壓器 450 mA 超高PSRR 超低噪聲

LV5768V-A 降壓穩壓器 開關 1通道

V-A是一個1通道降壓型開關穩壓器。 特性 優勢 不受負載影響的軟啟動電路。 電源電路穩定運行。 頻率FOLD BACK為負時下垂。 過流保護 內置逐脈沖OCP電路。通過使用外部MOS的導通電阻來檢測。 過流保護 開啟/關閉功能(啟用控制) 可在外部啟用控制 同步整流的1通道降壓型開關穩壓控制器方法 電路圖、引腳圖和封裝圖
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LV5768V-A 降壓穩壓器 開關 1通道

NCP81274 具有省電模式和PWM VID接口的多相同步降壓控制器

74是一款多相同步控制器,針對新一代計算和圖形處理器進行了優化。該器件能夠驅動多達8個相位,并集成差分電壓和相電流檢測,自適應電壓定位和PWM_VID接口,為計算機或圖形控制器提供精確調節的電源。集成的省電接口(PSI)允許處理器將控制器設置為三種模式之一,即所有相位接通,動態相位脫落或固定低相位計數模式,以在輕載條件下獲得高效率。雙邊沿PWM多相架構可確保快速瞬態響應和良好的動態電流平衡。 應用 終端產品 GPU和CPU電源 圖形卡的電源管理 臺式電腦 筆記本電腦 電路圖、引腳圖和封裝圖...
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NCP81274 具有省電模式和PWM VID接口的多相同步降壓控制器

NCP81276 具有省電模式和PWM VID接口的多相同步降壓控制器

76是一款多相同步控制器,針對新一代計算和圖形處理器進行了優化。該器件能夠驅動多達4個相位,并集成差分電壓和相電流檢測,自適應電壓定位和PWM_VID接口,為計算機或圖形控制器提供精確調節的電源。集成的省電接口(PSI)允許處理器將控制器設置為三種模式之一,即所有相位開啟,動態相位脫落或固定低相位計數模式,以在輕載條件下獲得高效率。雙邊沿PWM多相架構可確保快速瞬態響應和良好的動態電流平衡。 應用 終端產品 GPU和CPU電源 圖形卡電源管理 臺式電腦 筆記本電腦 電路圖、引腳圖和封裝圖...
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NCP81276 具有省電模式和PWM VID接口的多相同步降壓控制器

LV5725JA 降壓轉換器 DC-DC 1通道

JA是一個降壓電壓開關穩壓器。 特性 優勢 寬輸入動態范圍:4.5V至50V 可在任何地方使用 內置過流逐脈沖保護電路,通過外部MOSFET的導通電阻檢測,以及HICCUP方法的過流保護 燒傷保護 熱關閉 熱保護 負載獨立軟啟動電路 控制沖擊電流 外部信號的同步操作 它可以改善發生兩個穩壓器IC之間的振蕩器時鐘節拍 電源正常功能 穩定性操作 外部電壓為輸出電壓高時可用 應用 降壓方式開關穩壓器 電路圖、引腳圖和封裝圖...
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LV5725JA 降壓轉換器 DC-DC 1通道

NCP81038 具有自動省電模式和內置LDO的同步降壓控制器

38是一款雙同步降壓控制器,經過優化,可將電池電壓或適配器電壓轉換為臺式機和筆記本電腦系統所需的多個電源軌。 NCP81038包括兩個降壓開關控制器,通道2上固定5.0 V輸出,通道1上3.3 V,兩個板載LDO,三個輸出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81038支持高效率,快速瞬態響應并提供電力信號。安森美半導體專有的自適應紋波可控制器從CCM到DCM的無縫過渡,其中轉換器運行時降低了開關頻率,在輕載時具有更高的效率。該器件的工作電源電壓范圍為5.5 V至28 V 電路圖、引腳圖和封裝圖...
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NCP81038 具有自動省電模式和內置LDO的同步降壓控制器

NCP81148 具有自動省電模式和內置LDO的同步降壓控制器

48是一款雙同步降壓控制器,經過優化,可將電池電壓或適配器電壓轉換為臺式機和筆記本電腦系統所需的多個電源軌。 NCP81148由兩個降壓開關控制器組成,通道2上固定5.0 V輸出,通道1上為3.3 V,兩個板載LDO具有三個輸出:5 V / 60 mA和3.3 V或12 V / 10 mA。 NCP81148支持高效率,快速瞬態響應并提供電力商品信號。安森美半導體專有的自適應紋波可控制器從CCM到DCM的無縫過渡,其中轉換器運行時降低了開關頻率,在輕載時具有更高的效率。該器件的工作電源電壓范圍為5.5 V至28 V. 電路圖、引腳圖和封裝圖...
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NCP81148 具有自動省電模式和內置LDO的同步降壓控制器

NCP4200 具有I2C接口的多相同步降壓轉換器

0是一款集成電源控制IC,具有I 2 C接口。它結合了高效,多相,同步降壓開關穩壓控制器和I 2 C接口,可實現關鍵系統參數的數字編程。 特性 優勢 I 2 C 啟用關鍵系統參數的數字化編程 快速增強型PWM彈性模式架構 出色的負載瞬態性能 應用 終端產品 CPU Vcor??e 游戲,桌面,服務器 電路圖、引腳圖和封裝圖
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NCP4200 具有I2C接口的多相同步降壓轉換器

NCP4208 同步降壓轉換器 8相 VR11.1可編程 帶I2C接口

8是一款集成電源控制IC,具有I 2 C接口。 NCP4208是一款高效,多相,同步降壓開關穩壓控制器,可幫助設計高效率和高密度解決方案。 NCP4208可編程為1,2,3,4,5,6,7或8相操作,允許構建多達8個互補降壓開關級。 特性 優勢 快速增強PWM 出色的負載轉換性能 應用 終端產品 CPU Vcor??e 臺式電腦,服務器 電路圖、引腳圖和封裝圖
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NCP4208 同步降壓轉換器 8相 VR11.1可編程 帶I2C接口