通過無線方式監(jiān)視多個房間的溫度可以輕松實現(xiàn)高能效家庭

在今天的能源危機討論中，能效一直是個熱門話題。近來隨著能效技術(shù)的不斷進步，新的超低功耗微處理器(MCU)有助于降低總的能耗，同時為無線應(yīng)用創(chuàng)建高性價比的解決方案。

許多人都遇到過家中存在溫差的問題，其中一個房間的溫度明顯比其它房間暖和或涼快。形成這種差異的原因是中央空調(diào)自動調(diào)溫器只監(jiān)視一個地方的溫度。不過，如今在智能溫度監(jiān)視系統(tǒng)方面已經(jīng)有了簡單和方便的解決方案，只需簡單地通過無線方式監(jiān)視建筑物內(nèi)多個房間的溫度就能成功創(chuàng)建高能效的家庭。這種無線監(jiān)視方法最終意味著不再有凌亂的走線，并能快速判斷家里的哪些地方?jīng)]有處于理想的溫度。

為了實現(xiàn)這種高能效家庭，需要將一些小型傳感器安裝在家庭的各個角落。這些傳感器會以無線方式持續(xù)地向個人電腦發(fā)送溫度值，從而及時準(zhǔn)確地提供有關(guān)當(dāng)前溫度的信息。在這些數(shù)據(jù)的幫助下，很容易識別出可能需要改善的家庭區(qū)域。知道家中哪些區(qū)域無法保持理想的溫度也就表明了這些地方的隔熱裝備不再有效，再通過快速簡單的檢查就能知道家中是否需要對隔熱裝備進行升級。在這種情況下，在家庭部分區(qū)域中安裝新的隔熱裝備比替換整個家中的隔熱裝備更具成本效益。

為了進一步提高能效，可以使用智能家庭自動化技術(shù)。這種技術(shù)能根據(jù)環(huán)境溫度動態(tài)地打開或關(guān)閉電動通風(fēng)口來控制空氣的流動。這種技術(shù)甚至能根據(jù)太陽光的強度通過無線方式控制窗戶上百葉窗的開合。

圖1：eZ430-RF2500低成本、超低功耗無線工具。

使用TI的eZ430-RF2500低成本、超低功耗無線工具(圖1)可以輕松地部署這類家庭自動化系統(tǒng)。這套工具由TI的高集成度MSP430F2274微控制器和TI的CC2500 2.4GHz無線收發(fā)器組成。MSP430 MCU有許多內(nèi)置外設(shè)，包括內(nèi)部溫度傳感器，因此無需額外的外部器件。這套49美元的eZ430-RF2500工具不僅具有無線溫度傳感器功能，還為用戶創(chuàng)建定制無線解決方案提供了完整的開發(fā)包。這套工具體積小巧，可以單獨安裝在家中的任何角落，因此只需很少量的前端成本就能顯著提高家庭能效值。

預(yù)先裝載的工具固件以無線方式監(jiān)視溫度，并提供了溫度監(jiān)視圖形用戶界面(GUI)來幫助用戶快速啟動開發(fā)過程。這個固件建立在TI專有的SimpliciTI無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議基礎(chǔ)之上，允許中央接入點連接多個范圍擴展器和終端設(shè)備來擴展位于家中任何地方的無線溫度監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)(圖2)。(SimpliciTI可以免費從網(wǎng)上下載)為了擴大無線網(wǎng)絡(luò)，需要購買更多的無線模塊，單價在20美元左右。

圖2：家庭無線溫度監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。

接近169美元(49美元+6x20美元)的前端成本可以覆蓋三個房間，一間起居室，兩間浴室和一個廚房，從而在家中構(gòu)成一個功能完整的監(jiān)視系統(tǒng)。這些無線模塊也是超低功耗的器件，因為每個模塊只要用2節(jié)AAA電池，在每秒都有數(shù)據(jù)傳送的情況下可以持續(xù)使用三年。這種低功耗操作可以通過MSP430 MCU的智能低功耗模式實現(xiàn)。這些模塊每隔1秒就會被定時器產(chǎn)生的中斷周期性地從低功耗模式中喚醒，然后采集房間溫度，向接入點發(fā)送數(shù)據(jù)包。在發(fā)送完成后，這些模塊又回到低功耗模式，如圖3所示。

圖3: MSP430 MCU的智能低功耗模式工作流程。

就在數(shù)年前，擁有一個智能家庭監(jiān)視系統(tǒng)還需要付出大量的努力。但現(xiàn)在，通過使用無線技術(shù)和eZ430-RF2500工具，昂貴而且?guī)砹鑱y布線的智能監(jiān)視系統(tǒng)已經(jīng)成為過去。如今的用戶能夠靈活地創(chuàng)建定制無線解決方案來滿足家庭自動化需要。