手機和網絡已經無處不在、無時不用。現在人們去到一個地方，最先詢問的就是：“這里有WiFi嗎？密碼是多少？”人們用手機上網不再僅僅是看郵件、看視頻和聊天，近兩年人們會用手機聯網查看自己的運動量和心跳等健康狀況，還會遠程控制家里的燈光和電視等。由此可見，互聯網已經從人與人互聯向人與物互聯，甚至是物與物互聯的拓展。由此引發一場新的技術變革就是物聯網和智能硬件，物聯網的支撐架構要實現以上的應用，需要處理外圍的傳感器和處理中間的無線通信技術，到核心的云平臺，再到智能手機的一個互動過程。本文主要介紹NXP低功耗無線產品ZigBee、BLE和Cortex M系列MCU在物聯網中的應用，以及品佳集團基于NXP產品智能家居解決方案介紹。

物聯網的定義與架構

物聯網的發展離不開互聯網，正是因為互聯網的快速發展，帶動了物聯網的產生與發展。自2013年物聯網一出現就獲得快速發展，有媒體宣言2015年是物聯網的元年，更有專家說物聯網將引領下一次的產業革命。物聯網是按照約定的協議把任何物品和互聯網相連接，進行信息交換和通訊，以實現對物品進行智能化的識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。顧名思義，物聯網就是物物相連的互聯網，是人與物、物與物之間的信息傳遞和控制。物聯網行業分類主要包括智能家居、智能醫療、智能工業、智能交通和智能電網等。

NXP低功耗無線產品ZigBee、BLE在物聯網中的應用

ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。根據國際標準規定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。ZigBee是我們日常使用的設備連接另外一個設備的無線語言。主要特點是可靠連接、可互操作、低功耗和安全便捷等。應用場所包括智能家居、零售店、智能停車場和智能交通。

ZigBee規范是Zigbee聯盟開發并管理的，主要特點是功能多樣和可互操作性。采用NXP ZigBee PRO可提供以下功能：

使用JN5168的應用完全兼容ZigBee平臺；

支持Light Link profiles協議，可應用于獨立照明系統；

支持Home Automation profiles協議，可應用于照明行業；

支持Smart Energy profiles協議，可應用于家庭顯示器 (IPD)等行業；

支持Smart Energy協議，可應用于負載控制和設備響應；

支持Remote Control profile協議，針對用戶定制設備。

NXP ZigBee產品功能框圖和選型表

NXP公司的ZigBee產品主要特點是內部集成2.4GHz模擬收發前端和32位處理器內核，用戶可根據應用程序的大小選擇不同Flash版本。

表1 NXP ZigBee產品選型表

NXP JN5168特點

RF部分：

兼容2.4GHz IEEE802.15.4標準；

2.0V～3.6V的電池供電；

128位AES安全加密處理；

集成超低功耗睡眠振蕩器：0.6mA；

深度睡眠時電流僅為0.12μA（IO喚醒）；

接收電流：17mA，發送電流：15mA；

接收靈敏度：－95dBm；

發射功率2.5dBm。

MCU部分：

32位RISC CPU，1MHz～32MHz時鐘頻率；

Flash：最高達256kB，RAM：最高達32kB，E2PROM：4kB；

E2PROM至少可擦寫10萬次；

1×I2C、2×UART、1×SPI、5×PWM（4個定時器和1個定時器/計數器）；

支持RF4CE、JenNet-IP、ZigBee Se和ZigBee光鏈路協議棧；

看門狗和掉電復位；

2個低功耗睡眠計數器；

4通道10位ADC，比較器；

多達20個數字IO引腳（DIO）；

電池和溫度傳感器；

紅外遙控發射器。

JN516X支持NXP擁有自己專利的協議棧JenNet-IP，支持增強型6LoWPAN和ZigBee PRO等協議棧。JenNet-IP協議棧包括JenNet-IP、LAN/WAN和WPAN軟件協議棧(JenNet，6LowPAN，IPv6，UDP)；JenNet-IP(JIP) API的開發平臺和OS平臺包括C、Java和Linux系統；EVK HW、JenNet-IP的WiFi Router、USB Dongle、開發板和遙控器；有支持WPAN節點、路由和and IP主設備的應用筆記。

NXP的物聯網網關方案的特點包括提供JN5168 ZigBee/JenNet-IP無線接口；支持ZigBee Light Link、ZigBee HA、ZigBee Light Link；支持JenNet-IP；提供USB、以太網、WIFI和Bluetooth等。可應用于ZigBee網絡、JenNet-IP網絡和智能網關/協調器。

2014年11月25日，NXP收購昆天科（Quintic）旗下可穿戴式設備和BLE芯片業務，豐富NXP在IoT行業的產品，即Wearable Device、MPOS、NFC、智能家居和汽車等，將研發出更多安全和連接的解決方案。

NXP Cortex M系列MCU在物聯網中的應用

在物聯網的框架之下，鏈接、智能與處理，是最重要的三大要素。只有一個合適的微處理器，才能更好的適應“鏈接世界、賦予智能、快速處理”的物聯新時代。基于ARM內核的NXP MCU平臺，可以提供更優異的運算效能，及更好的低功耗性能，可以滿足物聯網串連全世界的愿景。

NXP MCU涵蓋Cortex-M0(+)、Cortex-M3、Cortex-M4、ARM7和ARM9所有嵌入式平臺。NXP的所有MCU器件都以優化的ARM內核為基礎，提供更高的性能、更低的功耗和更多外設。如圖6所示，從性能上劃分的NXP MCU產品，包含從低端到高端三個產品系列。由于大多數物聯網產品都需要電池供電，因此功耗顯得尤其重要。
智能家居是物聯網給人們帶來便捷的最直觀體現，和每個人息息相關。試想當你下班回到家，空調溫度已經調節好，米飯也已蒸好，不需要你再額外等待。這些看似高大上的應用，在不久的將來都會走入尋常百姓家。下文將介紹基于NXP產品的智能家居解決方案。

智能機頂盒

智能機頂盒是指像智能手機一樣，搭載主流操作系統Android，可以由用戶自行安裝和卸載軟件、游戲等應用程序，實現“無限的內容、無限的應用”。這樣可以讓傳統電視瞬間變成智能電視，無須花費更多錢就可接入互聯網，隨消費者自己的喜好支配電視節目，瀏覽網頁、看電影、看電視、聽音樂，聊QQ、玩游戲，或加載更多的內容和應用。

采用NXP ASC884x/5x的網絡攝像機方案，可以讓消費者遠程監控家里的一舉一動。性能參數包括采用CMOS圖像傳感器采集光學圖像信號并轉換成電信號；支持無線WIFI；支持紅外夜視；支持P2P即插即用；支持JPEG和TF卡錄像；內置喇叭，麥克風，支持手機電腦對講等性能。

智能照明

該方案結合NXP的超低功耗的高性能無線微控制器JN5168、SSL驅動器SSL21xx/SSL8001T，使得每一顆燈都有其獨立的IP地址，可以通過智能手機、移動互聯終端、智能家居控制面板、電腦等產品來對燈光進行開關、調光、變色和分組等功能的控制。
主要特點

超低功耗待機SSL電源控制器，空載功耗為10mW；

支持Zigbee/JenNet-IP協議；

無須布線，安裝時間與標準照明系統幾乎相同;；

系統BOM中元器件數量少、成本低；

JN5168可運行協議棧和應用程序的單芯片無線微控制，內部相當于集成2.4GHz RF+32bit CPU；

32位RISC CPU實現高性能和低功耗，4MHz~32MHz主頻可調，低功耗工作模式（深度休眠：0.1uA）；

2.4GHz的IEEE802.15.4標準的集成式RF收發器，18mA RX電流，15mA TX電流，-95dB接收器靈敏度，2.5dB發射功率，MAC加速、CRCs、地址校驗、自動應答、定時器。

總結

NXP公司在物聯網行業已經有很多國內廠家成功應用的案例，比如互聯網防偽采用NXP最新的Ntag等物聯產品，還有在一些食品產品等物流過程中的安全監控等應用案例。市場研究公司IDC日前表示，預計到2020年全球物聯網市場的規模將從2014年的6558億美元增至1.7萬億美元。預計到2020年“物聯網端點”(IoT endpoint)的數量將從2014年的1030萬個增至2950萬個以上。設備、連接和IT服務預計將構成全球物聯網市場的絕大部分，僅設備就將占到整個市場總量的31.8%。在中國，移動設備用戶的日漸增多以及政府為提高制造業效率而進行的努力可能刺激大量新設備和物聯網標準出現。

審核編輯：彭菁