信息来源：互联网   发布时间：2023-11-06

针对智能家居市场，大联大世平集团，推出基于 NXP i.MX RT1020 和 JN51xx 的 ZigBee 3.0 网关方案

 

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视频详情 一、方案描述智能家居（smart home, home automation）是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

智能家居是在互联网影响之下物联化的体现智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。

与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金（资料来源：阮星, 蔡闯华. 一个基于 ZigBee 协议的智能照明应用实例的实现[J]. 赤峰学院学报：自然科学版, 2011(8).李天祥．Android 物联网开发细致入门与最佳实践：中国铁道出版社，2016 年：14-15）

智能家居控制系统主要应用于家具、橱柜、娱乐系统等住宅场景，通过为家居终端产品配套智能升降控制系统，家居终端产品的高度、延伸性可以调节满足不同家庭成员的需求从全球的角度来看，根据 Statista 数据，2017 年世界智能家居市场规模约 334 亿美元，到 2022 年有望迅速增至 782 亿美元。

从国内市场来看，根据前瞻产业研究院的统计，2017 年中国智能家居市场规模约为 65.32 亿，美元，2012-2017 年年均复合增长率为 38.87%，呈现极为迅速的发展态势根据《2018 中国智能家居产业发展白皮书》，市场渗透率为 4.9%，而同期美国智能家居渗透率达 32.0%，国内渗透率的提升将为智能家居市场规模增长提供强劲动能。

智能家居领域机遇与挑战并存，品牌化、专业化和规模化的企业将更有市场前景（资料来源：前瞻产业研究院《2018 年中国智能家居产业发展白皮书》）根据前瞻产业研究院《2018 年中国智能家居产业发展白皮书》预计到 2020 年，智能家居市场规模将达到782 亿美元，市场增速将逐步缓慢下来到 27%。

由以上可以看出，由于市场规模的增加，每年增速看上去在下降，实际上每年都会稳定的增加 100 ~ 200 亿美元，市场状况十分健康大联大世平集团，针对目前智能家居市场，推出基于 NXP i.MX RT1020 和 JN51xx 的 ZigBee 3.0 网关方案，该方案具有远程控制设备、远程获取设备状态、本地场景、自由操控其他产品、指示灯反馈的功能，具有符合 ZigBee 3.0 规范、和其他厂商产品互联互通、传输距离远、自组网自愈、底层稳定、开发周期短的特性，在市场上具有免费提供评估板，免费提供 App 和云服务，支持力度大的优势。

NXP RT1020 拥有丰富的外设接口：4 路 I2C 接口，4 路 SPI 接口，以太网接口，8 路 Uart，3 路 I2S/SAI，为设计者提供了扩展外设的硬件基础ZigBee 部分使用模组的形式，主推 JN5189。

NXP JN5189 外围电路简单，仅需晶振和少量电容即可搭建最小系统，内部 BALUN 单射频输出口的设计和高达 10 dB 发射功率节省了射频电路设计和外部 PA 的成本1.1 方案硬件设计架构1.1.1 主平台的选择

本 ZigBee 3.0 网关应用方案的主平台采用的是 NXP RT1020，具有高性能，低成本，易于开发特点，采用此平台的原因是Cortex M7 内核，500MHz 主频，性能强，速度快带 PHY 的高速 USB

安全性（即时 FlexSPI 解密）丰富的音频功能SDK 包含 FreeRTOS提供多种 IDE 的 SDK 包，包括 MCUXpresso / Keil / IAR低成本且易于开发

1.1.2 供电 & 下载电路① USB 5V 供电，DCDC & LDO 降压后给外设供电② 支持通过 SWD 对 RT1020 下载程序，并进行仿真调试，支持通过 ISP 对 ZigBee Module 进行烧录。

1.1.3 外设电路由 QSPI Flash，Ethernet，ZigBee，Button，Speaker组成。

1.1.4 方案原理图设计RT1020 最小系统

1.1.5 方案 Layout 设计

1.2 方案软件设计架构方案的软件系统是采用 FreeRTOS ，NXP 提供了完整的基于 FreeRTOS 的 TCP/IP 示例软件，用户只需将 SDK 中的代码移植到 TCP/IP 中来，即可实现相应的功能。

1.2.1 软件框架

1.2.2 开发环境NXP RT1020 的开发环境有三种，Keil 和 IAR 网上许多资料供大家参考，再次就不再赘述，主要来说说使用 NXP 提供的免费 IDE MCUXpresso 作为基础开发环境，MCUXpresso 是一款基于开源开发平台 Eclipse 进行定制优化的方便易用的IDE，受到众多 NXP 芯片开发者的好评。

MCUXpresso 可以从 NXP 官网下载：https://www.nxp.com/design/software/development-software/mcuxpresso-software-and-tools/mcuxpresso-integrated-development-environment-ide:MCUXpresso-IDE

1.2.3连接云平台ZigBee 3.0 网关方案连接的云平台是部署在阿里云的私有云平台网关通过 MQTT 网络通讯协议连接到云服务器本方案连接的阿里云平台是全球卓越的云计算技术和服务提供商提供安全稳定的云服务器。

数据智能是阿里云研发的超级智能，用突破性的技术，解决社会和商业中的棘手问题目前已具备智能语音交互、图像/视频识别、机器学习、情感分析等技能， 数据智能的核心能力在于多维感知、全局洞察、实时决策、持续进化在复杂局面下快速做出最优决定。

1.2.4 APP 界面ZigBee 智能开关面板能使用大联大世平 ATU 智能家居 APP 进行控制，能够自定义按键动作指向的控制功能比如，我可以在 APP 上指定单击这个动作能够控制房间的灯泡亮灭，也可以指定双击这个动作能够控制窗帘的拉开、关上等。

► 场景应用图

► 展示版照片

► 方案方块图

► 核心技术优势关键器件 NXP RT1020的优势：1.高性能，实时处理：Arm Cortex-M7 内核运行频率高达 500MHz，具有超快的实时响应能力 2. 低成本： · 完整产品组合中成本最低的 i.MX 

· LQFP 支持真正的两层 PCB 设计，同时无需昂贵的基础架构 · 具有 DC-DC 的完全集成式 PMIC 3. 丰富的整合： · 广泛的外部存储器接口选项，包括 NAND，eMMC，QuadSPI NOR 闪存和并行 NOR 闪存

· 支持有线（以太网，USB，CAN 等）和无线标准，例如 Wi-Fi®，Bluetooth®，BLE，Zigbee®，Thread™ 4. 易于使用：基于 MCU 的开发人员易于使用，在利用工具链的同时提高了性能。

可以快速进行原型开发，甚至可以通过与 Arduino 兼容的评估套件进行进一步开发► 方案规格处理器：ARM®Cortex-M7储存器：华邦 W25Q128JVSIQ QSPI Flash频率：主频高达 500MHz

无线传输技术规格：2.4 GHz  传输距离：最大检测距离 100 ~ 150米接收灵敏度：-90dBm工作温度：-40℃ 至 + 85℃支持系统：软件支持 Windows ，App 支持 Android 5.0 及以上，iOS 9.0 及以上

连接云平台：阿里云平台功耗：超低功耗

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