智能家居和智能楼宇

家居和楼宇自动化系统

物联网使楼宇更安全、舒适

智能家居和智能楼宇的技术特性带来了舒适性、能效和安全性的提升。半导体解决方案使楼宇服务中的智能家电和系统能够适应其运行环境。传感器、执行器和控制系统协同工作,使智能家居或智能楼宇中的组件能够在执行或启动适当的操作或反应之前正确收集、评估和处理实时数据。在这种情况下,安全解决方案保护系统及其所有活动免受攻击。

2019年,欧洲智能楼宇中已经有约1600万个活跃的物联网连接。到2025年,这一数字将增加到约1.54亿个。

欧洲电信网络运营商协会(ETNO)指出

英飞凌的半导体解决方案使住宅和商业楼宇变得智能化,以增强舒适度和便利性。

解决方案

交钥匙家居和楼宇自动化系统

英飞凌广博的产品组合包括量身定制的用于打造创新的智能家居和智能楼宇应用的半导体解决方案。英飞凌从一开始就协助制造商开发物联网解决方案并将半导体解决方案集成到家居和楼宇自动化系统中。尤其是该领域的新玩家将受益于英飞凌提供的XENSIV™预测性维护评估套件以及常规的基础解决方案。

感官

传感器是智能楼宇的神经系统

为楼宇配备传感器使其能够收集有关运行和环境的数据,以便对收集到的信息进行实时反应。英飞凌XENSIV™系列为此提供了广泛的解决方案:

例如,XENSIV™ MEMS麦克风可用于实现语音控制。CAPSENSE™ 系列电容传感器是一种通过触摸控制设备的优雅可靠的解决方案。

同时,雷达传感器可以有效地检测运动。 英飞凌高度集成的XENSIV™ 60 GHz雷达传感器解决方案体积小、功耗低,为许多应用带来了创新、直观的传感功能。

采用ToF技术的REAL3™图像传感器可实时提供精确的深度数据,反应迅速,具有非接触操作的特点,并且不受环境光线的影响。

 

英飞凌XENSIV™传感器技术

英飞凌XENSIV™ MEMS麦克风

物联网用英飞凌XENSIV™ 60 GHz雷达传感器

基于ToF的英飞凌 REAL3™ 3D图像传感器

控制

面向定制物联网控制解决方案的微控制器

微控制器处理各种楼宇组件中的数据。英飞凌在其产品组合中拥有众多基于不同架构的此类解决方案:

采用Arm® Cortex®-M0内核和尖端65 nm技术的XMC1000微控制器用于联网LED电源或无线充电解决方案。基于Arm® Cortex®-M4内核并支持内置DSP指令集的XMC4000微控制器在智能家居和智能楼宇中的潜在应用范围涵盖太阳能转换器、传感与控制以及照明网络。

凭借其双CPU架构,PSoC™ 6微控制器弥合了高性能与低能耗之间的鸿沟,并针对物联网设备应用进行了量身定制。英飞凌PSoC™ 4是真正的问题解决者:模拟传感器、电容式触摸感应和无线连接等功能都是标准集成的。

 

英飞凌基于Arm® Cortex®-M的32位XMC™微控制器

英飞凌基于Arm® Cortex®-M4 Cortex-M0 +的32位PSoC™ 6

英飞凌基于Arm® Cortex®-M0的32位PSoC™ 4

 

启动

功率半导体保证了能量转换的高效率

执行器使用接收到的数据和信息来控制和启动相关楼宇中的联网设备。英飞凌的OptiMOS™ N沟道功率 MOSFET专为高性能应用而设计,具有高效率、高功率密度以及针对高开关频率优化等优点。用于电机控制应用的高度集成的IC,如iMOTION™系列和CIPOS™系列的智能电源模块(IPM),已被开发出来,用以确保电机在家用电器、风扇和泵中的高效运行。

强大的CoolSET™ AC-DC功率级可以实现家用电器、机顶盒甚至是最大额定输出功率为43 W的电信系统/服务器主电源的电源管理应用。各种分立IGBT器件进一步完善了英飞凌的产品组合。

英飞凌功率半导体解决方案

英飞凌OptiMOS™ N沟道功率MOSFET

英飞凌iMOTION™数字电机控制器

英飞凌CIPOS™(IPM)

连接

联网以实现高效数据交换

联网是智能楼宇的关键特征:它将楼宇元件转换为能够发送和接收数据的智能连接设备。因此,英飞凌提供了适合各种通信系统的解决方案:

WICED Wi-Fi+蓝牙组合将IEEE 802.11a/b/g/n/ac WLAN和蓝牙集成到一个单芯片解决方案中,以实现小尺寸的物联网设计。WICED Wi-Fi和ModusToolbox™软件开发套件支持多种Wi-Fi+蓝牙组合,提供代码示例、工具和开发支持。

英飞凌的蓝牙产品组合包括纯蓝牙低能耗和支持经典蓝牙(即基本速率(BR)和增强数据速率(EDR))以及蓝牙LE的双模蓝牙解决方案。蓝牙SDK包含构建双模应用所需的一切(BR + EDR +蓝牙LE)。 蓝牙SDK、ModusToolbox™ IDE和蓝牙配置器工具共同构成了功能强大但易于使用的工具集,可帮助您创建出色的、支持蓝牙的物联网解决方案。

 

英飞凌无线连接

安全

可扩展、易于集成的安全解决方案

硬件嵌入式物联网安全架构对于武装智能楼宇抵御网络攻击至关重要。英飞凌正通过其广泛的、经过测试的硬件解决方案来应对这一挑战,旨在对智能家居和智能楼宇中的数据和设备提供强有力的保护:

OPTIGA™系列为嵌入式安全解决方案和安全的蜂窝连接提供了广泛的产品组合,旨在简化集成。这些基于硬件的安全解决方案从基本身份验证芯片扩展到复杂的应用。通过OPTIGA™ Authenticate系列产品,我们为“事物”赋予了身份,以验证其真实性。这是在数字世界,尤其是在物联网内部建立信任的前提。OPTIGA™ Connect产品系列使我们的客户能够通过安全的蜂窝连接来连接其产品。启用可信数据以增强完整性并实现可信通信以提高机密性是我们OPTIGA™ Trust和OPTIGA™ TPM系列的明确目标。

SECORA™ Blockchain是一种快速、易于使用的Java Card™解决方案,为区块链系统应用提供了一流的安全性。对于客户的区块链系统,它使应用更安全、更易于设计。

 

英飞凌OPTIGA™嵌入式安全解决方案

英飞凌SECORA™ Blockchain安全解决方案

应用示例

Home Appliances

雷达入口计数器

准确、匿名、无接触

 

新冠疫情迅速增加了对公共建筑中社交距离解决方案的需求。智能入口计数器就是这样一种解决方案。当一个人进入或离开一栋建筑或一个房间时,计数器就将对其进行统计,同时确保社交距离。该系统采用60GHz雷达传感器和集成软件,精确、匿名地统计人数。交通信号灯系统向人们指示是否允许进入。

预计全球此类解决方案的需求量为9000万个。该系统易于安装,可简单地安装在入口/出口区域的墙壁或天花板上。它可以在任何类型的楼宇中使用,包括公共建筑、零售商店和杂货店、餐馆、学校和公司空间(如食堂、办公室等)。

通风和警报系统

PAS传感器确保室内空气清新健康

楼宇和房间内的智能通风和警报系统提醒居住者注意空气质量变差或提供必要的新鲜空气供应。基于光声光谱(PAS)的传感器可以精确地测量室内空气的CO2含量。这些传感器使用高度灵敏的声音检测器,专门为低频设计。与传统的CO2传感器相比,PAS原理使设备的尺寸减小了75%。创新的设计和ppm值的直接输出实现了快速简便的集成和组装,非常适合高产量的应用。

Learn more about sensors - the nervous system of the IoT

Radar-based entrance counter: Accurate, anonymous, contactless (1/2)

COVID-19 has rapidly increased the need for social distancing solutions in public buildings. The smart entrance counter is one such solution. It counts when a person enters or leaves a building or a room, and simultaneously ensures social distancing. The system uses a 60-GHz radar sensor and integrated software; people are counted accurately and anonymously. A traffic-light system tells people whether access is permitted or not. The expected demand for this type of solution amounts to 90 million units globally. The system is easy to install and is simply mounted to the wall or ceiling of an entrance/exit area. It can be used in any type of building, including public buildings, retail stores and grocery stores, restaurants, schools, and corporate spaces, such as canteens, offices, etc.

Click on the next slide and watch our video.

For more information about our entrance counter solution, click here.

Radar-based entrance counter: Accurate, anonymous, contactless (2/2)

A breath of fresh air: XENSIV™ PAS CO2 sensor to detect carbon dioxide (1/2)

Although everyone has an intuitive sense of when a meeting gets "stuffy", unfortunately we humans don't have anything like sensors for ambient air quality. But Infineon does!

Indoor spaces with increased CO2 concentration levels not only have poor air quality which can for example cause headaches, here we also find raised levels of aerosol concentration – one of the most common transmission paths for COVID-19. Regular ventilation is a good preventive step, but who wants to spend lots of time sitting in a draft of cold air? Wouldn't it be great if we could only air out meeting rooms whenever it's really necessary!

Click on the next slide to watch the video to learn more about the PAS principle and how our XENSIV™ PAS CO2 sensor works.

A breath of fresh air: XENSIV™ PAS CO2 sensor to detect carbon dioxide (2/2)

Explore use cases and start evaluating!

Visit our new Makes Sense page and let Chipman show you the latest use cases and application examples!

[预测性维护]

防止意外停机

暖通空调和制冷技术系统的故障一次又一次地中断工作过程,增加维护成本。预测性维护是一种基于数据的系统故障预测维护策略,可以有效地解决这一问题。为了说明使用传感器解决方案的好处,英飞凌与Klika Tech和AWS合作开发了基于传感器的评估套件。它可以直接评估状态监测和预测性维护。使用一系列传感器,配合微控制器、嵌入式安全设备和软件,可以实时监控重要组件(例如压缩机、电机和风扇)的各种参数,以便可以立即检测到任何潜在的异常情况。在这种情况下,可以在出现故障之前及时通知相应的维护技术人员解决问题,例如通过更换易损件或清洁空气过滤器。

 

XENSIV™预测性维护评估套件

[“IP互联家庭(Connected Home over IP)”标准]

简单安装来自不同供应商的设备

在全球范围内,领先的智能家居设备制造商和供应商正在合作制定智能家居的全球标准。Zigbee联盟的“Connected Home over IP”工作组希望提高智能家居产品的兼容性和安全性,并简化其使用。这是因为智能家居解决方案的安全、易于安装和控制等方面正成为消费者做出购买决策的重要标准。

通过Connected Home over IP标准,设备的身份可以在其整个生命周期内(从设计阶段到报废)在基于硬件的安全系统中保存和更新。这意味着用户可以免除弱密码,通过安全固件更新保护设备完整性,并根据最新技术对私有数据进行加密。Connected Home over IP标准旨在帮助制造商显著提高智能家居设备的安全级别,同时还尽可能降低成本和复杂性——这得益于易于集成的安全硬件。

See how easy the Connected Home over IP standard will work

Seamless, secure interoperability with the Connected Home over IP standard

  • The consumer buys a device with Connected Home over IP standard like a coffeemaker. The device is already preloaded with related software and a set of credentials to prove its unique identity and certification status.
  • To add the device to the home, the consumer has to scan a QR code with the phone and to press the pairing button in the device.
  • The phone will verify the device’s initial credentials and set it up on the network. Ready! Now it can be controlled with the phone, the smart speaker or other installed devices.

Learn more

以太网供电

瞬时完成物联网安装

以太网供电(PoE)意味着楼宇技术中的传感器和其他物联网设备可以更快地安装,因为LAN线缆不仅可以传输数据,还可以同时为设备供电。尽管PoE已经存在了很多年,但最新的IEEE 802.3bt标准实现了最大可用功率的提升,并且可通过双绞线以太网电缆来实现。这意味着现在可以为每个连接提供高达100 W的电源。PoE交换机只需使用传统以太网电缆将设备连接到交换机,即可同时为多个设备供电。这简化了楼宇技术系统的安装过程和后续重新配置。

阿姆斯特丹的创新办公大楼“ The Edge”充分利用了PoE的优势,该办公楼装有650台 PoE交换机。这使得用户能够通过智能手机应用程序等方式控制灯光和温度。因此,设施管理员可以清楚地了解所有楼宇功能,并可以最大程度地提高楼宇的运行效率。在20个月的时间内,可以将每位员工的成本降低1800欧元以上。