小米智能家居技术分析

小米智能家居以小米多功能网关为中心，搭配门窗传感器、人体传感器和无线开关。其中门窗传感器可以配合智能灯泡、空气净化器等设备，完成进门自动开灯、关窗后自动开启空气净化器等功能。人体传感器可以和多功能网关配合，用户检测宠物出门情况，用户下床自动开灯等。而无线开关和小米智能插座配合，则可以实现一键关闭家中所有插电设备。小米智能家居运用什么技术呢？

小米智能家居技术分析

这套智能设备应该是基于ARM微处理器来设计的嵌入式处理器。首先，小米的智能家居能保持长时间的运作而无需充电，因此需要低功耗的处理器来延长使用时间。其次，套装中的设备都非常小巧，而不大的空间中除了处理器还需要容纳其他的外围设备，因此处理器必须体积小。小米的产品大多拥有高性价比的特点，且基于以上的几点要求，在消费品电子产品中得到充分应用和发展的ARM微处理器能够更好地满足需求。 

供电方面

均适用CR纽扣电池，其中门窗传感器、无线开关和人体传感器分别使用了CR1632、CR2032和CR2450型号的电池，电压均为3V，标准环境下寿命均大于2年，而且电池均可更换。每种设备所选取的纽扣电池是根据不同的用电需求，选取容量由小到大的供电设备。 

在传感方面，设备中现在拥有感应门窗开关和人体活动的两种传感器。 

门窗传感器由传感器主体和磁铁组成，而两部分分别位于门窗可开关部分和固定的门框和窗框上，两部分之间的有效监测距离为12mm。当门窗被开启或者关闭，触发组建中的磁敏元件监测到传感器主体与磁铁的靠近和分开，发送开或者关到信号到智能网关以及与小米智能网关相连的移动智能终端设备上。小米智能家居运用什么技术呢？

人体传感器由热释电红外传感器、菲涅尔透镜和zigbee模块组成，能够探测7米距离、约170度角度范围内人和宠物的移动，完成自动探测、自动提醒的智能功能。其中热释电红外传感器能够接受到人体发射出来的9~10μm的红外线信号，将信号转换为电压信号来判断是否有人经过，再通过ZigBee模块向网关传输探测到的信息。在检测距离方面，菲涅尔透镜利用透镜特殊光学原理，当有人从透镜前经过时将接收到的有效范围内的红外信号以忽强忽弱的脉冲形式输入，从而增强它的能量幅度，更好地被红外传感器所检测；而在探测角度上，菲涅尔透镜可以探测窗口正前方以及正前下方区域，左右探测角度达到170度，可以覆盖一般家庭居所范围。菲涅尔透镜拥有较高的透光率，能够较好地过滤出9~10μm的人体红外线中心波长，在冷热环境下均保持稳定性，因此能很好地配合热释电红外传感器，保证设备的正常检测效果。

通信方面

小米智能家居应用了基于NXP的一颗工业级ZigBee射频芯片—JN5168进行组网通讯。ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议，具有短距离、低功耗、低速率、低成本低等特点。首先，能耗特性是ZigBee的一个技术优势，通常ZigBee节点所承载的应用数据速率都比较低。在不需要通信时，节点可以进入很低功耗的休眠状态，此时能耗可能只有正常工作状态下的千分之一。在一般情况下，休眠时间占总运行时间的大部分，有时正常工作的时间还不到百分之一，因此达到很高的节能效果。其次，ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能，而且也能满足智能家居实时检测快速启动相应功能的效果。ZigBee还拥有大规模的组网能力，在网络中较多设备时更有优势。

但通信方面使用ZigBee技术有一个问题，由于多功能网关通过ZigBee在智能设备之间相互传递，而通过wifi接入到小米云其他智能设备，但ZigBee和wifi工作的频谱是互相冲突的，由于wifi节点在获取信道方面的绝对优势，ZigBee受wifi干扰导致的网络丢包率高达50%。为了解决这个问题，可以引入多通道ZigBee通讯机制算法。首先，通过ZigBee的信道空闲评估机制，启动干扰检测，若干扰评估认为周围Wi-Fi干扰达到一定程度，将对链路性能造成加大影响，则进行信道切换。 

小米智能家居是嵌入式系统在智能家居领域应用的尝试，代表了智能设备应用到更多生活场景中的大趋势，但是在产品细节方面，比如报警功能提醒效果，连接过多设备之后的性能等问题，还待解决，在用户反馈中，进一步完善技术，真正将实用的智能家居设备普及到生活中。

小米智能家居是嵌入式系统在智能家居领域应用的尝试，代表了智能设备应用到更多生活场景中的大趋势，但是在产品细节方面，比如报警功能提醒效果，连接过多设备之后的性能等问题，还待解决，在用户反馈中，进一步完善技术，真正将实用的智能家居设备普及到生活中。

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