1、通讯通信企业管理与执法全书通讯通信企业管理与执法全书家 用 电 器 (一) 郭雅 主编 吉林摄影出版社图 书 在 版 编 目 (CIP)数 据 通 讯 通 信 企 业 管 理 与 执 法 全 书 /郭 雅 主 编 . 长春 吉林摄影 出版社 2004ISBN 7-80606-737-X. 通 .郭 . 电信 邮电企业 市场竞争 中国. F632.3中国版本图书馆 CIP 数据核字(2004)第 112282 号出版发行 吉林摄影出版社 (长 春 市 人 民 大 街 124 号 130021) 责任编辑 李乡壮经销 全国各地新华书店印刷 北京施园印刷厂 版次 2004 年 8 月第 1 版书号
2、ISBN 7-80606-737-X / F 297定价 912.00 元 本卷定价 16.00 元I目 录FPGA 搞活数字电视 1走向家庭数字网络世纪 .7网络空调解决方案 .15智能家电和信息家电的 INTERNET 连接 18数字电视传输系统的建模与仿真 .36什么是数字电视 .40四大瓶颈束缚数字电视产业 .46支持多种信号接收的液晶电视方案 .50意法半导体扩展小家电交流开关产品线 .56志高空调 中标雅典奥运其实很简单 .57家电企业渠道国际化左右难为 .652004 高端电视成渠道促销热点 69谁卡住了中国数字电视产业的脖子 .73中国碟机标准“将无意义” 78空调市场大品牌欢
3、喜小品牌愁 .80空调一线品牌铁定强势格局 .81空调市场 未来三年何去何从 .83杀毒杀菌光触媒全是自封 .87家用空调业潜藏真金白银 .97I突破家庭中央空调三大瓶颈 .100“节水准入制” 引发洗衣机业裂变 102防霉抗菌成为洗衣机新主张 .105国内滚筒洗衣机市场面面观 .112洗衣机登上健康节能舞台 .121洗衣机调查揭示三大趋势 .124冰箱业 5700 万的“ 变频”蛋糕谁来切 .128海尔滚筒洗衣机 “自 动 挡 ”上 马 .133美的“紫微光 ”降伏泰国“ 禽流感” 140袖珍通信/PDA 设备电源管理系统的 PPTC 电 路 保 护 . 143纳米技术展新程 .147离线开
4、关电源设计浅析 .164数字电视中 DSP 技术的应用 173PHILIPS 展示最新数字广播和家电技术 .177基于 C54XDSP 的数码相机和相关产品设计 179单断 PECL 与差分 PECL 的互连 .186芯片内多层布线高速化 .189纳米级隧道效应器件 .195LCD 控制驱动器的设计与开发 .201X24C45 及其应用 206塑料电子元器件前景看好 .208IPLD 应用的方方面面 .217关注高速 PCB 设计 223板级 系统级 EMC 设计技术 .233硅王国在被蚕食 .235家用电器 1FPGA 搞活数字电视从 模 拟 广 播 向 数 字 广 播 的 转 变 为 业
5、界 提 供 了 令 人振奋的新服务和挣钱机会 而 OEM 厂商之间为生产 更有价格吸引力的系统而进行的竞争也非常激烈 然 而 正如许多其它技术转变时所面临的情况一样 各 个 企 业 为 竞 争 市 场 领 导 地 位 提 出 了 许 多 新 的 建 议 标 准 无 论 标 准 团 体 如 何 努 力 保 证 互 操 作 性 和 公 平 竞 争 第一个成功上市的产品都很可能会变成事实上的 标准 即使是标准团体成功发布的国际上得到承认的 标准 经常也会由于试图满足众多成员公司的需要而 存在许多不同的版本 除此之外 不可避免地会对标 准 进 行 许 多 修 正 如 在 早 期 阶 段 的 现 场 测
6、 试 反 馈 之 后 或在后期阶段有新的算法或增强提出来时 因此 很 容 易 发 现 为 什 么 一 个 完 全 可 重 新 编 程 的 解 决 方 案 是如此有吸引力 例如 如果您可以重新编程您的系 统使之符合新兴的前向纠错算法的最新修正版本 或 利用新的更加可靠的象 AES 这样的加密方法来代替老 的加密方法 那么获得的投资回报将是可观的 表 1 示出的 Table3 是在业界等到公认的美国 高级电信标准协议(STSC)定义的广播格式一览表 正 如表中所看到的那样 设备制造商可进行众多的选择-高分辨率(HD)还是标准分辨率(SD) 16 9 还是 4家用电器 23 逐行还是隔行扫描等 虽然
7、也有 ASSP(特定应用标 准产品) 但 经 常 是 每 种 标 准 需 要 不 同 的 芯 片 FPGA 解决方案可容易地支持超过 HDTV 要求的数据传输速 率 这意味着一个器件可以支持所有这些格式 只需 要根据设备的需要进行重新编程就可以了 这可减少 企业的用料清单项目 同时还排除了 ASSP 供应商可 能存在的供货风险 需 要 进 行 标 准 选 择 的 另 一 个 例 子 是 色 彩 空 间 变 换 图像从照相机采集进来以后就利用压缩算法对其 进行处理 再通过后期制作直到在电视机显示出来的 过程中也是如此 压缩算法利用了这样的事实 即不 必 传 输 一 幅 图 像 的 所 有 色 彩
8、 信 息 就 可 得 到 满 意 的 效 果 以 RGB(红 绿 蓝)格式进行图像处理是可行的 在 RGB 格式中 每一像素以对应每一原色的三个 8 或 10 位字来定义 但由于人眼对光线频谱中某些部分比 其它部分反应要小 因此可以利用亮度或 (Y)以及色 差信号(如 CrCb)来表示图像 这样做的好处是需要较 小的存储和数据带宽 因此需要一种机制来进行不同 色彩格式间的转换 这也称为色彩空间变换 一旦知 道从一个色彩空间向另一个色彩空间映射的系数 用 硬件实现这些电路就非常简单 例如 在数字电视系统中 YerCb 色彩空间可按家用电器 3下式转换至 RGB 色彩空间 R=1.164(Y-16
9、)+1.596(Cr-128) G=1.164(Y-16)-0.813(Cr-128)-0.392(Cb-128) B=1.164(Y-16)+1.596(Cr-128) 其中 RGB是伽马(Gamma)校正 RGB 数值 由于CRT 显示器中 接收到的控制信号幅度和输出强度间 是非线性关系 显示器前的伽马校正信号可使接收信 号幅度和输出强度的关系线性化 输出增益也限制在 一 定 的 阈 值 从 而 降 低 图 像 暗 部 由 于 传 输 引 入 的 噪 声 有多种可能的实现方法 可利用存储器 逻辑或 嵌入式乘法器在 FPGA 中实现所需的乘法功能 当需要在大量色彩空间之间进行转换选择时 采
10、用可编程色彩空间变换器的优点非常明显 正如此处 所示的 YCrCb 与 RGB 变换一样 YUV 以及 YPrPb 采用 与此类似的算法 只是系数有所不同 虽然有标准的 色彩空间 但不同设备间的要求有许多不同的地方 高分辨率图片甚至采用与标准定义不同的色彩空间 但 具 有 可 编 程 的 变 换 系 数 的 设 备 可 以 容 易 地 支 持 任 何输入分辨率 同时如果需要的话 多通道色彩空间 变 换 支 持 也 可 以 做 到 而 如 果 不 采 用 可 编 程 逻 辑 的 话 这通常需要多块 ASSP 当然 利用 FPGA 器件家用电器 4系 统 架 构 还 可 根 据 应 用 调 整 相
11、 应 的 算 法 从 而 使 性 能 效率或两者同时实现最大化 FPGA 经 常 被 大 型 数 据 和 电 信 企 业 广 泛 用 作 网 络 接口设备 可编程架构非常适合协议管理和数据流格 式处理 而 FPGA 提供的高速差分 I/O 如 LVDS 使 FPGA 可 以 非 常 快 的 速 度 向 片 上 读 入 和 向 片 外 输 出 数 据 FPGA 还可用于局域环境 如家庭网络 欧洲 DVB(数 字电视广播)联盟最近采用 IEEE1394 高速串行总线作为 数 字 电 视 产 品 的 标 准 连 接 方 式 无 线 标 准 如 IEEE802.11 和 HiperLAN2 也被提议作
12、为拥有多台电 视的家庭网络的连接方案 随着世界许多地区高分辨率广播的出现 视频信 号处理要求极大地提高了 例如 采用 19201080 分 辨率 24 位像素和每秒 30 帧逐行扫描的高分辨率电 视机将需要约 1.5Gbps 的总的未压缩带宽 即使在还 没有实际进行高分辨率图像广播的地区 在直到后期 制作的所有阶段中 采用的也是高分辨率图像 现 在 最 新 的 可 编 程 逻 辑 器 件 具 有 多 个 可 支 持 此 类数据速率的 LVDS(低压差分信号)I/O 即使在针对 消费市场的低成本器件中也有这样的 I/O 支持 这意 味 着 未 压 缩 的 视 频 数 据 可 输 入 和 输 出
13、器 件 并 进 行 实 时处理 HDTV 速率一级的实时视频处理允许设计人员家用电器 5减少需要的外部存储器数量 目前 由于在设计中视 频信号处理器部分成为瓶颈 因此现有的数字电视系 统 中 经 常 采 用 多 个 帧 存 储 和 数 据 缓 冲 器 利用 FGPA 的并行信号处理能力意味着更小的 甚至单帧存储即 可 而数据缓冲器则可完全省掉 标准 DSP 在性能方 面的局限导致不得不开发更为专用的芯片 如媒体处 理器 来克服这些问题 然而 事实证明这些器件除 了在范围极窄的一些应用中 都有太不灵活的缺点 同时还有性能瓶颈存在 而 FPGA 器件则可以通过定 制在利用率和性能方面提供最大的效率
14、 设计人员 还可以在设计面积和速度之间进行折衷 并且可以比 DSP 低得多的时钟速率完成给定的功能 如前所述 FPGA 过去仅用于专业的广播系统中 但 摩 尔 定 律 意 味 着 他 们 正 逐 渐 应 用 于 大 批 量 消 费 产 品中 以数字电视为例 其中机顶盒功能完全集成到 电视中 因此数字电视可接收数字广播 通常这都是 通过标准天线接收免费的无线信号 但未来的产品将 允许接收来自有线电缆 卫星或 DSL 线路传输的信号FPGA 可应用于数字电视机内的许多部分 做为标准芯 片组间的 联结逻辑(gluelogic) 一起是 FPGA 的强 项 但许多图像处理任务(如色彩空间变换)以及网络
15、 接口(如 I EEE1394)现 在 也 可 在 低 成 本 可 编 程 逻 辑 器家用电器 6件内实现 这一将图像处理任务用 FPGA 完成的趋势有一个 重要驱动力 来自业界所称的 数字融合 目前产 生 了 这 样 一 些 需 求 即 通 过 极 为 有 限 的 传 输 信 道 (如 无线)发送大带宽的视频数据 同 时 还 要 保 持 可 接 受 的服务质量(QoS) 这导致对如何改善错误校正算法 压缩和图像处理技术进行范围更为广泛的研究 而其 中相当一部分工作是围绕利用 FPGA 器件进行的 采用 FPGA 设计人员可以使自己的标准兼容的系 统与竞争对手的产品保持差异化 以 MPEG-2
16、 压缩方 案为例 可以将 MPEG 处理器负责的 MPEG 标准算法中 的 DCT(离散余弦变换)部分卸载至 FPGA 器件中进行 处理 从 而 增 加 带 宽 DCT 及其反变换可利用 FPGA 高效地实现 而且已经有经过优化的 IP 核可直接应 用到基于 MPEG 的设计之中 但 MPEG 编码方案中还有 许多未定义的模块(如运动预测) 通过在 FPGA 结构 中集成用于这些模块的专有技术和标准的象 DCT 这样 的功能 就可以创造出可提高处理带宽并达到更高图 像质量的低成本的单片解决方案 通过避免系统仅依 赖于标准 ASSP 解决方案 企业就不再会有被市场认 为仅能提供有限的几种类似解决
17、方案的危险 FPGA 还可使您的产品更快地推向市场 并可在现家用电器 7场 安 装 后 保 持 为 您 产 生 更 多 营 收 的 能 力 多数 FPGA 都基于 SRAM 技术 从而在开发的各个阶段都可以容 易 地 对 器 件 进 行 重 新 编 程 这 使 系 统 的 调 试 更 为 简 单 而且还意味着如果需要的话 微小的改变也可容 易地整合到产品中去 这有可能会由于客户要求的改 变 也由可能是由于标准的新版本或修正 走向家庭数字网络世纪由各种各样的 AV(音 视 频 )设 备 连 接 的 数 字 网 络 正在不断发展 数字网络是由数字电视等数字设备以 及支撑这些设备的部件 半导体技术
18、设备间接口技 术 操作系统 节目内容 新型生产技术及向消费者 销售等各个环节构成 AV 与 IT 融合 AV 设备不断 IT 化 各种 AV 设备 的连接会创造出新的价值 加速 AV 数字网络的发展 未来的 AV 数字网络将是怎样的一幅画面呢 在起居 室内的电视机可接收来自 Internet 有线电视 卫星 电视和无线电数字播放节目 这些庞大的数据可实时 地存入家庭服务器 在需要时可在大屏幕电视机上观 看 也 可 在 个 人 的 房 间 内 观 看 在 电 视 上 通 过 Internet 可实现购物和发送电子邮件 在屋外可利用 移动电话将服务器上的动态画面送到移动电话上 传 送速度也会大幅提
19、高 汽车内配有娱乐的 DVD 在紧家用电器 8急时移动电话能自动连接求助中心 不管在室内还是 在室外都能享受到网络带给我们的方便 AV 设备的发展离不开半导体技术 以 DRAM 为例 到 2003 年就可进入 512MB 的时代 并实现高速化 那时的电视机还实现了微机化 可开展各种各样的应 用 并且操作速度也会是如今微机的若干倍 作为存 储数据的磁介质密度也会显著提高 特别是人们期待 着 光 磁 存 储 的 进 步 作 为 光 存 储 介 质 代 表 的 DVD 现在的容量仅为 4.7GB 预计到 2003 年可达到 10 20GB 或者更高的容量 人们期待着 DVD HD 和 D-VHS 等
20、在将来的家庭网络中作为服务器应用 现在一张光 盘只能播放 2 小时的高清晰录像 今后能够播放一周 录像节目的光盘也指日可待 支撑数字化商品网络的是下一代接口技术 作为 代表的有有线系列 IEEE1394 数字接口和无线系列的 蓝牙 IEEE1394 利用一组电缆可实现设备间双向高速 通信 围绕它的各种普及活动已经展开 蓝牙是在房 屋和汽车等场所 利用无线方式实现双向通信的一种 技术标准 由于它是一种便宜 简单的方式 在 2001 年后会急速普及 为了对著作权的保护 作为将不同种设备连接的 接口 如 SD 存储卡 存储棒等将会得到进一步发展家用电器 9今后移动 PC 半导体音频播放机 数码相机
21、PDA 移动电话 汽车导航器 小型存储卡将不断涌现 有 预测表明 到 2001 年底在全世界使用存储棒的有 250万台 2003 年底 1 亿台 在数字网络上交换的数据慢 必然会增加时间和成本 这不利于普及 因此 为了高速传送数据 必 须对原始图像数据压缩 这就是今后的传送技术 日 本移动电话 IMT-2000 的服务在 2001 年 5 月开始实施利用可实现移动电视电话从 Internet 下载视频图像传输数据带宽比现在带宽高数百倍 因此 可大大提 高数据传送效率 向手机下载一个音乐曲目在数秒内 就可完成 由于这种技术的出现 卫星数字播放的节 目和从 Internet 上获得的大量情报就可存
22、入家庭服 务器 利用家庭局域网可在任何时候和任何一间房间 内对这些信息灵活应用 也可用移动电话将这些信息 送入汽车和 PDA 这样就可完成屋内外 AV 设备灵活应 用 实现梦幻般的生活 未 来 的 数 字 家 庭 网 络 应 用 会 以 电 视 为 中 心 展 开 随着半导体技术和通信技术的发展 未来的电视 将会与微机融合 高清晰 可上网 交互式的电视以 及移动电视将会普及 目前网络以电视为中心的发展 扩 大 并 不 意 味 着 以 微 机 为 中 心 的 网 络 的 衰 退 21家用电器 10世纪将实现图像技术与通信技术的融合 在当今各种 数 字 消 费 类 电 子 产 品 中 都 装 有
23、微 处 理 器 比 如 在 手 机 PDA 和数字电视中 在现在网络中若没有计算机 则不可想象 可以说在未来的世纪中计算机技术仍然 是核心技术 但 在 今 后 的 发 展 中 还 存 在 一 个 重 要 问 题 标 准 化 当今世界各地都在进行数字化 由于标准不一致 各自设计的体制也不一样 为了构成今后统一 协调 的数字网络和减少不必要的人力 制定统一标准尤为 重要 AV 设 备 的 近 期 趋 势 将 是 形 成 以 数 字 化 电 视 为 核 心的家庭网络 电视显示屏也将逐步转化成 PDP 和液 晶形式 随着各种接口的发展 这种家庭网络可实现 无障碍地与 Internet 的连接 无论何时
24、何地何人均 可轻松地实现通信 伴随着宽带时代的到来 使用网 络的信息家电产品将不断在世界各地涌现 欧美积极推动 MHP(多媒体家庭平台)构想 即使 用一台机顶盒就可实现对来自卫星 无线电和有线信 号的交互式操作 完成电子商务 银行转帐等服务 MHP 采用了 JAVA 技术 通用性强 在世界上已有 200 多 家 公 司 采 用 该 技 术 标 准 它 有 望 在 世 界 范 围 内 普 及 数字播放形式的 MHP 在欧洲已进入实用化 由家用电器 11于它提供了连接 Internet 的开放环境 可促进数字 播放的普及 它不仅为硬件厂商也为节目的提供者创 造出巨大的新市场 欧洲数字播放的进展要好
25、于美国 和日本 如英国 BSKYB 二年间获得 300 万家庭用户 法国 TPS 也获得 100 万家庭用户 这些数字播放利用 双向功能为用户提供电子商务等各种服务 以电视为中心构筑的数字网络 人们可以欣赏交 互式音乐 也可在看着画面的同时利用 Internet 检 索情报 享受着数字化带来的乐趣 松下预计对应于 MHP 的机顶盒销售价格为 800 1000 马克 索尼公司内嵌机顶盒的 32 英寸数字电视预计今年 11 月投入市 场 此外 诺基亚明年初将出售内嵌 40GB 硬盘的机 顶盒 汤姆逊还将推出在机顶盒上装有 61 英寸 PDP 的电视 美 国 宽 带 Internet 得 到 了 迅
26、 猛 的 发 展 预 计 2003 年利用线缆 modem 用户达 1440 万人 利用 DSL 的用户为 1450 万人 为开发下一代家庭网络系统 以松下电器 通用汽车和 Cisco 等为核心的一些公司 为在去年 10 月成立了 Internet 家庭联盟(IHA) 到 目前为止 已有 31 家公司加盟 利用宽带 Internet 它不仅改变了家庭生活方式 也会创造新市场 家庭 能源管理 监视器防范管理 电气化设备控制和家庭家用电器 12同 时 通 话 等 家 庭 自 动 化 (HA)网 络 就 是 值 得 考 虑 开 发 的市场 预计到 2005 年美国 28%的家庭将使用家庭安 全系统
27、1.1 亿 人 将 使 用 移 动 通 信 设 备 同年 4000 万家庭会在网上购物 此外在 2004 年以前在远程医 疗设备还存在有 220 亿美元的市场 家庭网络的进展也导致电视机功能的变化 电视 机在世界范围内每年销售 1.2 亿台 它是最大的 AV 产品 今后电视还会向 PDP 液晶方式转变 它的功 能将不止是收看电视节目 还将作为接收数字播放和 Internet 信息等的家庭显示器 HAVi(homeaudio/video interoperability 家 庭 音 视 频 互 动 性 )是 通 过 家 庭 网 络 对 家 庭 音 视 频 设 备 进 行 远 程 操 作 以 及
28、收 发 动 态 图 像 数 据 的 一 项 技 术 标 准 随着 AV 设备以及 AV 设备连接网络技术的不断进 展 现 在 这 一 领 域 倍 受 注 目 的 是 蓝 牙 无 线 连 接 的 技 术 现 已 开 发 了 各 种 接 口 媒 介 卡 包 括 存 储 棒 和 SD 存储卡等 存储棒由 SONY 于 1998 年开发 用 于 数 字 AV 内 容记录 它首先用在数码相机和微机 现在也广泛用 于数字摄像机 便携式音响 家用音响 电视机 PDA 手机和汽车导航仪等 SD 存储卡是由东芝 松下依据 数 字 音 乐 著 作 权 保 护 协 会 的 便 携 介 质 基 准 开 发 出 的家用
29、电器 13小型 高速 可改写的存储卡 预计在 2002 2003 年间针对这两种接口媒介 将开发出 256MB512MB 和 1GB 的产品 到那时可实 现大容量的动画记录等应用 此外 针对数码相机还 要开发智能介质和其它新型介质 在家庭网络中起了重要作用的 HAVi 已进入实用 化 HAVi 利用 IEEE1394(也称 I.Link)把 AV 设备用网 络连接起来 可以实现设备间相互操作 功能相互利 用 仅用一台遥控器就可实现多个 AV 设备的操作 使得连线更加简单 应用更加方便 伴随着数字化和数字记录的进展 家用录像机会 用到各种媒介如 D-VHS DVD HDD 等 家用录像机 在世界
30、范围内保有量在 7 亿台以上 现在每年仍可卖 出 5000 万台 由于传统录像机价格不断下跌 作为 曾经辉煌一时的产业 它的魅力已不复存在 但今日 的数字录像机将会创造出一个崭新的产业 在播放节目转向数字化的潮流中 录像机也开始 走向数字化 继 VHS 以后 出现了许多适于数字录像 的方式 如 D-VHSDVD HDD 等 录像机对电视所 播放节目的 时间推移 功能 还是受人们欢迎的 今后它的这种作用仍然不会有大的改变 但由于播放 节目的数字化 它不仅首先应能记录声音与图像 还家用电器 14能 对 应 各 种 各 样 的 数 字 播 放 记 录 和 利 用 光 纤 获 得 的 Internet
31、 信息 日本胜利公司持有授权的 D-VHS 磁带采用高性能混合黑磁 对高清晰画面可进行数字录象和播放 它 具有 HS(高精度) STD(标准)和 LS(低速)三种模式 采用 HS 模式用一盘磁带对高清晰数字电视可录制 4 小时 STD 模式 8 小时 LS 模 式 24 小时 若采用模 拟方式最长可录制 56 小时 DVD 有以下 4 种方式 即只能记录一次的 DVD-R 可重复写的 DVD-RAM DVD-RW 和 DVD-+RW 目前市场 上主要竞争的是后三种 DVD-RAM 视盘由于采用低故 障和缺陷管理方式 确保了高可靠性 另外由于对相 位变化记录膜的最佳化 即使反复记录 特性几乎不
32、发生变化 可实现改写的耐久性 在室温下可保存十 年以上 DVD-RW 视盘采用 MEPG2 标准模式 可反复记 录 2 小时高质量图像 由于采用独自的相位变化记录 膜和高精度盘片 可反复录像 1000 次 这三种方式 虽然盘片直径都为 12 厘米 4.7GB 容量 可存储 2 小时标准节目 但由于各自的物理特性不一致 现阶 段无法互换 DVD 组织已制定利用一台 DVD 可播放这 三种节目的 DVD-multi 标准 但至今还没有商品 进入 21 世纪 会有大量信息进入家庭 有预测家用电器 15表明 人们将需求这种能够存储大量信息的录像机 为了将各种信息存储并在方便的时候调出观看 就需 要能储
33、存这些信息的家庭服务器 数字录像机被认为 能承担这种作用 而把 D-VHS DVD HDD 等数字录像 机和家庭内的网络连接起来 就可构成在任何一个房 间都获得情报的家庭网络 网络空调解决方案随着网络技术在全世界范围内的迅速普及 人们 的生活方式正在发生着深刻的变化 消费者的需求更 趋个性化 人性化 现代化 从而使用户对产品提出 了新的要求 是否可以通过广泛存在的 Internet 来 远程控制自己的产品 于是便产生了诸如网络工控 网络家电等产品的新理念 网络空调的设计思想就是 在这一理念的基础上应运而生的 设计思路 网络空调 顾名思义就是可以通过互联网络来实 现对空调的远程监控 也就是说 网
34、络空调的用户可 以 通 过 任 何 联 网 的 电 脑 和 手 机 登 录 互 联 网 来 遥 控 家 里的空调 包括开机 关机 调节温度等等 那么如 何 才 能 设 计 出 这 样 的 空 调 呢 一 种 设 计 思 路 就 是 通 过 在 空 调 产 品 中 嵌 入 数 据 传 输 器 即 E-link 一种微 型 Internet 接入模块 它是北斗星数码信息公司本 着方便用户的二次设计而设计的 它可以将分布式串家用电器 16口设备或其他各种智能系统接入到 Internet 利用其 内部的 TCP/IP UDP 等网络协议以及 10Base-T 的网 络 接 口 连 接 到 以 太 网
35、方 便 地 实 现 串 口 的 联 网 E-link 数据传输器具有体积小 功耗低 成本低 使 用方便等优点 因此空调生产厂家只需在原有的基础 上嵌入 E-link 并且只需把空调的控制部分稍加改动 即可实现 这样不仅为厂家缩短了产品的开发周期 而且还为其减少了大量的人力 物力和资金的投入 从而使其生产的产品的成本大大地降低 为其产品占 领空调市场提供了先机 嵌入有 E-link 的网络空调 的主要功能和特点如下 Internet 接入功能 通过远程互联网 可异地控 制家庭空调设备 无论是在办公室或出差在外 都可 以通过电脑 电话 手机等 对家庭空调设备进行控 制 就像使用 OICQ 和朋友聊
36、天那样 很方便地实现 与你的家庭空调之间的 对话 使家庭空调设备具备了可互操作性 由于嵌入了 E-link 因此所有的空调设备可以统一管理 分散控 制 具有新的技术与时代特征 有开放的网络接口 具有新的网络功能 实现空调设备的低成本 最优化 个性化 自适家用电器 17应等智能控制 由于家庭 PC 的普及为家庭网络化提供了必要的 条件 因此 随着家庭的触网和现代意义上的家庭网 络化运动的开始 这种网络空调在寻常家庭有着广阔 的应用前景 此外 它还可以用于大型商场 智能小 区 以便于远程监控 统一管理 网络接入方式 LAN(LocalAreaNetwork)接入方式 Internet 接入方式 通
37、过以上网络空调接入网络的几种方式 就可以 使用户无需亲临现场 只需通过手上的移动电话或掌 上电脑向家里的空调发出指令 家里的空调就会开始 有条不紊地 工作 了 总之 嵌入 E-link 后的空调不同于传统意义上 的空调 因为它不再是孤立的家电 具有固定的功能 而是可以随时与外界保持信息共享 并随着外部科技 的发展而不断升级更新 E-link 不仅可以应于空调设 备 而且还可应于冰箱 洗衣机等系列家电中 这样 家 庭 内 几 乎 是 所 有 的 家 电 都 结 束 了 原 来 单 一 功 能 的 孤立状态 组成了手拉手的家庭网络 每一个家庭网 络都与国际互联网相联 因此家电厂家可以联合起来 成立
38、一个网站 每一位网络家电的用户都可以通过任家用电器 18何 联 网 的 电 脑 或 手 机 登 录 到 该 网 站 来 遥 控 家 里 的 网 络电器 同时可与超市采购 社区服务 家政安全 远程监控等功能连成一体 充分利用生产厂家高科技 的配送和服务网络 为消费者提供各种特色服务 用 户将可以通过网络来控制家电 而厂家则可以提供更 好的售后服务 所以 E-link 将为中国的家电业在新 世纪里 掀起一场智能化 网络化的革命 并给人们 的生活方式带来深刻的变化 智能家电和信息家电的 Internet 连接单片机已经是无处不在 特别是智能家电和信息 家电 更是人们日常生活离不开的 它们有没有必要
39、接 入 Internet 网 这 正 是 当 前 先 行 者 们 热 衷 的 话 题 但是 毕竟各有各的想法 作为单片机生产厂家已经在积极探讨上网的途径 单片机发展了 20 多年 从 4 位 8 位 16 位 到现在 业已能够生产 32/64 位高档的单片机 高 档的单片机 无论从它们的速度和片上功能来说 足 可支持直接上网 如最新式的手机和数码相机 当然 它们的价格都不菲 问题出在那些铺天盖地 深入日常生活的智能家 用电器和小型携带的信息家电 潜入于它们的单片机 多是 8 位和 16 位的 甚至依然还大量存在着 4 位机家用电器 19就这些家电的主要功能而言 4/8/16 位是够用的 如 果
40、仅仅是为要上 Internet 网 而硬要改用 32 位机 首先在价格上是用户所不能接受的 电脑芯片的市场 情况证明了这一点 PC 机的 CPU 产量 20 年来仅是单 片机的 1% 16 位单片机尽管单价高于 8 位机 但是每年的销售额却只占 8 位机的 2 3 分之一 32 位机 每年的产量增长总是最快 但是绝对产量依然是 8 位 单片机持续遥遥领先 所以 单片机上 Internet 网 一定要兼顾高档机和以 8 位机为中心的一般单片机上网的可行方案 下面先探讨一下单片机接入 Internet 网的必要 性究竟有多大 然后再讨论上网的可能方案 上 Internet 的必要性有多大 这里主要
41、谈智能家电和信息家电 目前 实际上人们正处于探讨和挖掘阶段 如果一些设想能够得到 大众的认同 就会兴起 认同的人越来越多 甚至会 转化为生活方式 认同的人越来越少 就会自行消失 在家用方面 最早听说的是微波炉见料自动找出具体 烹饪指南 并控温 控时 直到美味菜肴完成 也就 是说 超级市场买来的速冻包装菜料 包装印有品名 代码及查询网址 微波炉读入后 随即上网下载本品 的具体加工数据进入微波炉单片机的存储器 供单片家用电器 20机自动控制微波炉加工完成 其实 我看一般的菜就 不必了 只要不用去法国大菜馆 上网微波炉就能做 出那里饭馆的特色菜 我情愿花这样的上网费和去买 这样的微波炉来用 同样 对
42、于上网洗衣机 能够不 用我去洗染店就能如洗染店工作流程一样 帮我洗丝 绸 毛料和简单的染 我情愿花上网费去买这样的洗 衣机来用 因为我现在自己干这些事干不好 再有 对于上网空调 能够不用等坏了再费神找修理 而能 定期自动完成预防性维修 甚至进行性能更新 并留 下纪录 那么我情愿花上网费去买这样的空调来用 还有 上网电视机 上网收录机能够不用花费太多 就能马上看到 听到世界主要城市当时上演的视听节 目我情愿花上网费去并购买这样的电视机 收录机 来用 别看现在说来象是 痴人说梦 也许不用多 久竟然 梦想成真 那时 我们的生活质量有谁能 说不是上了一个层次呢 上网的可能方案 台式机惯常的上网做法可以
43、借鉴 例如 在计算机串行通信口或 USB 口上接入 Modem(调制解调器) 凭借电话线 通过电信局安装于 Internet 网内的服 务器进网 或者在计算机上安装 Ethernet 网卡经局 域网进网 台式机的上网家用电器 21无论哪种方案都少不了直家用电器 22接或间接来自 Internet 网 接到台式机的导线 电 缆或光纤 每个家庭都有不少智能家电 光是蜘蛛 网式的拉线就够烦人的了 更何况信息家电多是手持 式的随人或随车船移动的 任何连线都是不可行的 所以无线接入就倍受青睐 下面从有线到无线介绍高 档和一般单片机的 Internet 接入方案 32 位嵌入式计算机 32 位嵌入式计算机
44、(即高档单片机)因其本机性 能和速度足够 采用设备本身功能和网上 Web 浏览 器功能一片到位的集成方案 并追求体型小巧 电池 供电 满足携带的方便 这类产品上网软件多模仿台 式机的相关软件加以模块化 用时根据需要选用 就 模块而言 它们一般有 e-Mail 模块 Web Browser 模块 H TML Parser HTTP PPP SMTP UDPPOP FTP ICTP TCP/IP 等以及一些辅助模块辅助模块有 嵌入式 Java 模块 加密模块(SSL) 音 频 /视 频 模 块 等 等 Access Systems America 公 司 为 富 士 通 微 电 子 公 司 研 制
45、 了 一 个 名 为 Net Front 的 W eb 浏览器 用在富士通 3 2 位 RISC 结构的 MB91101 单片机上 NetFront 所 占 内 存 小 到 仅 有 220KB 8/16 位单片机 家用电器 23针对 8/16 位 单 片 机 接 入 Internet 网的方案 已有许多尝试 PharLap 公司把正常 Web 服务器软件中的智能 部分和网络部分 尽量移出存储器不足的单片机 放 在处于 Internet 网中的所谓胖客户机上 那里的存 储器很大 使用时 通过远程调用 使用以 DDL 形 式放在那里的库函数 从而把服务器软件减到 25kB 称为 Micro Web
46、 Server 与此同时 再将网络部分 精简到二百多 kB 使两项之和不足 300kB 可以放 进中等存储规模的单片机上 Agent System 公司创建了独特的 Em Web 服 务器 它在 HTML 文本中嵌入 C 语言程序 以便对 实时数据进行访问 又为 HTML 增加了特殊标记 使网中客户机的 Web 页上能够显示动态数据 并且 能 与 用 户 的 应 用 程 序 接 口 再 将 C 语 言 库 中 有 关 Internet 网的 TCP/IP 以及 HTML XML 等其它高 层协议都合并到 Em Web 服务器中 将总容量紧缩 到了 25kB它的更大的特色还在于做了一个硬件 AS
47、IC 的 状态机 由它支持对 HTML 的多用户 多任务的同 时访问 由于状态机独立于操作系统 所以 EmWeb 工作时不需要操作系统的支持 但是 为了客户的多家用电器 24种方便 又提供了与常用的一些著名 RTOS 的接口 EmWeb 已作为固件固化到上述 ASIC 中 方便 于以一个模块的形式向智能家电 信息家电以及工业 控制中去推广应用 EmWeb 在开发时 需要复合功 能的开发平台 平台上应有可供选用的标准 Web 工 具 如 Microsoft 的 FrontPage Macro Media 的 Dreamweaver 等等 平 台 还 应 同 时 支 持 C Java JavaSc
48、ript 的编译和支持 GIF HTML 等文件格式现用的平台人机对话用 Windows或 UNIX 的图形界 面 EMIT 技术从网络角度来看 最正宗的方案当属 EmWare 公 司 的 EMIT 技 术 (Embedded Micro Internetworking Technology) 它走的是异构网的 典型解决方案 为适应单片机的环境 服务器部分刻 意地减少到很小的 1kB 简化到仅只保留 HTML 标 记 其它全部移到 Internet 网中的胖客户机上 网 络协议部分则放弃使用代码较长的 TCP/IP 等协议 换用单片机环境使用的 十分轻型的网络协议 这个 1kB 服务器软件名之
49、曰 emMicro 是一个很关键的 任何一个单片机都足以放下的微型嵌入式服务器 emMicro 有两部分 e mTag 对 应 于 HTML 标记家用电器 25emNet 对应于网络协议 二合一为 emMicro 轻型 的 网 络 协 议 支 持 在 本 端 构 筑 小 网 如 单 片 机 常 用 的 RS232 网 RS385 网等等 如果不接入 Internet 网 它们便是孤立的网 为要和 Internet 网进行网 际联结 则须增加网关 进行网际协议的互换 网关可以单独设置 或结合具体条件与胖客户机 结 合 或 独 立 存 在 或 是 其 它 这 个 网 关 名 之 曰 emGateway emGateway 的 Internet 端还留有与 另一端 Web 设备(单片机)可对话的接口 如果需要 接口也可在用户的应用程序中使用 接口的典型使用 方法仍是 Web 网页 因网页可以在任一种浏览器下 工 作 灵 活 适 应 于 全 球 网 各 个 地 域 的 多 种 计 算 机 环 境 emMicro 中的 emTag 将对应的 HTM
