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伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，智能家居成為備受矚目的新興領(lǐng)域，越來越多智能產(chǎn)品進(jìn)入消費(fèi)市場并受到了廣大用戶的青睞，用于控制設(shè)備狀態(tài)的傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)也面臨智能化升級(jí)。樂鑫科技推出基于 ESP32-C3 的 Wi-Fi 單火線智能開關(guān)方案。用戶無需改線、無需配置網(wǎng)關(guān)，即可將傳統(tǒng)機(jī)械單火線開關(guān)升級(jí)為智能單火線開關(guān)，構(gòu)建功耗低、Wi-Fi 性能卓越、安全可靠的智能開關(guān)。

目前，市場上的智能開關(guān)大多是零火線開關(guān)，而大部分家庭裝修中的開關(guān)布線卻只有一條火線。如果要將傳統(tǒng)機(jī)械開關(guān)替換為智能開關(guān)，往往需要重新裝修和布線。使用樂鑫 Wi-Fi 單火線智能開關(guān)方案，即可免除此復(fù)雜過程，極大程度降低智能開關(guān)的安裝成本。

由于大多數(shù)的 Wi-Fi 芯片產(chǎn)品功耗較高，很難在燈具關(guān)閉時(shí)保證單火線開關(guān)耗電低于 50 uA，容易造成電路中燈具異常閃爍的問題。因此，智能單火線開關(guān)多采用 Zigbee 和 Bluetooth LE 無線通信技術(shù)，使用時(shí)需要用戶額外配置網(wǎng)關(guān)，增加了使用成本和復(fù)雜度，也一定程度限制了開關(guān)的智能化發(fā)展。樂鑫 ESP32-C3 支持 Wi-Fi 和 Bluetooth 5 (LE) 技術(shù)，擁有行業(yè)領(lǐng)先的射頻和低功耗性能、完善的安全機(jī)制和豐富的內(nèi)存資源。基于 ESP32-C3 構(gòu)建 Wi-Fi 單火線智能開關(guān)，不僅能夠有效解決設(shè)備功耗高和安裝復(fù)雜的問題，還能夠保證它的 Wi-Fi 穿墻性能和安全的數(shù)據(jù)傳輸，賦能傳統(tǒng)開關(guān)快速實(shí)現(xiàn)智能升級(jí)。

接下來，我們將詳細(xì)介紹樂鑫 Wi-Fi 單火線智能開關(guān)方案的優(yōu)勢(shì)：

1. 功耗低

為避免電路中的燈具異常閃爍，控制 Wi-Fi 單火線開關(guān)的功耗尤為重要。樂鑫 ESP32-C3 芯片采用了先進(jìn)的電源管理技術(shù)和優(yōu)越的 Wi-Fi 處理策略，使開關(guān)設(shè)備在保持 Wi-Fi 連接的同時(shí)也具有超低功耗，滿足大多數(shù)照明場景的需求。

先進(jìn)的電源管理技術(shù)

ESP32-C3 沿用樂鑫物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)框架 ESP-IDF。ESP-IDF 中集成的電源管理算法會(huì)自動(dòng)根據(jù)應(yīng)用程序的需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整外圍總線 (APB) 頻率和 CPU 頻率，在不同的功耗模式之間切換，盡可能減少應(yīng)用程序運(yùn)行的功耗。設(shè)備處于 Deep-Sleep 模式時(shí)功耗可低至 5 uA。

優(yōu)越的 Wi-Fi 處理策略

ESP32-C3 針對(duì)整個(gè) Wi-Fi 協(xié)議棧進(jìn)行了優(yōu)化。

Wi-Fi 連接時(shí)間：既優(yōu)化了射頻校準(zhǔn)時(shí)間，又優(yōu)化了 Wi-Fi 連接流程，使設(shè)備從上電到獲取 IP 的時(shí)間可低至 160 ms。

Wi-Fi 保活功耗：能夠動(dòng)態(tài)調(diào)整接收路由器 beacon 的等待時(shí)間，防止由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜而造成丟包，進(jìn)而引發(fā)功耗上升的問題。

2. Wi-Fi 性能卓越

由于智能開關(guān)安裝時(shí)需要嵌入墻體，因此設(shè)備的 Wi-Fi 穿墻抗干擾能力也需要達(dá)到更高標(biāo)準(zhǔn)。ESP32-C3 具有行業(yè)領(lǐng)先的射頻性能，Wi-Fi 射頻接收器 (RX) 靈敏度可高達(dá) –98.4 dbm，Wi-Fi 射頻發(fā)射器 (TX) 功率可高達(dá) 21 dBm，即使設(shè)備安裝在墻體內(nèi)也能保持流暢、穩(wěn)定的 Wi-Fi 連接。兩顆 ESP32-C3 芯片使用 Wi-Fi 進(jìn)行通信時(shí)，在空曠環(huán)境下的最遠(yuǎn)通信距離可達(dá)到 500 m，穿越三堵墻時(shí)仍可達(dá)到 20 m，充分滿足日常家居場景的通信需求。

此外，ESP32-C3 還具有良好的兼容性和靈活性。它支持 IEEE 802.11 b/g/n 協(xié)議，在 2.4 GHz 頻帶支持 20 MHz 和 40 MHz 頻寬，并通過了 FCC、CE、SRRC 等多種無線射頻認(rèn)證，能夠適配各類主流路由器。ESP32-C3 還能夠在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下自動(dòng)切換 IEEE 802.11 b/g/n。用戶也可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況自由配置 Wi-Fi 的相關(guān)參數(shù)，包括 DTIM 時(shí)間、發(fā)射功率、丟包等待時(shí)間等，以應(yīng)對(duì)各類復(fù)雜環(huán)境。

3. 安全性與可靠性

隨著智能化普及，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也可能會(huì)遭受惡意攻擊，引發(fā)數(shù)據(jù)安全問題。因此，為智能開關(guān)產(chǎn)品選擇一款安全可靠的內(nèi)置芯片也至關(guān)重要。

ESP32-C3 擁有完善的安全機(jī)制，支持基于 RSA-3072 算法的安全啟動(dòng)和基于 AES-128-XTS 算法的 flash 加密，確保開關(guān)設(shè)備固件安全，只運(yùn)行用戶指定程序。ESP32-C3 的硬件加速器支持多種加解密算法，也確保了開關(guān)在本地網(wǎng)絡(luò)和云上安全傳輸數(shù)據(jù)，防止各類惡意攻擊。

此外，ESP32-C3 在 -40 °C～105 °C 的工作溫度下均能保持良好的 Wi-Fi 性能。它已通過多種可靠性認(rèn)證，如 HTOL（高溫工作壽命）、ESD（靜電放電敏感度）和 uHAST（無偏壓高加速溫濕度應(yīng)力試驗(yàn)）等，可有效確保設(shè)備可靠性和穩(wěn)定性。

樂鑫將在硬件選型、電路原理設(shè)計(jì)、示例工程、軟件方案以及配套的手機(jī) APP 等方面協(xié)助客戶開發(fā) Wi-Fi 單火線智能開關(guān)，全方位賦能客戶產(chǎn)品從研發(fā)到落地�？蛻艋�于樂鑫 ESP-IDF 成熟的軟件架構(gòu)，將更容易構(gòu)建應(yīng)用程序或遷移原有程序至 ESP32-C3 平臺(tái)。

ESP32-C3 系列芯片在嵌入式 flash、工作環(huán)境溫度、封裝尺寸上有所區(qū)分，擁有 ESP32-C3、ESP32-C3FN4、ESP32-C3FH4 和 ESP8685 幾款變型，分別對(duì)應(yīng) ESP32-C3-WROOM-02/02U、ESP32-C3-MINI-1/1U 和 ESP8685-WROOM 系列模組，如下表所示。您也可以前往樂鑫芯片 & 模組選型工具，快速選擇最合適的產(chǎn)品進(jìn)行項(xiàng)目開發(fā)。

樂鑫仍在不斷深化對(duì)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的探索，新款支持智能家居互聯(lián)協(xié)議 Matter 的 ESP32-H2 芯片 (Bluetooth 5 (LE) + IEEE 802.15.4)，也將為構(gòu)建智能開關(guān)等家居產(chǎn)品提供創(chuàng)新思路，加速拓展樂鑫產(chǎn)品在智能家居領(lǐng)域的新布局。

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