住宅照明主要是使用標準白熾燈具和標準的開/關開關控制。主要的進步是在調光控制和定時器領域，以允許更加節(jié)能地使用照明燈具。燈具本身就是單功能設備，因此燈泡模塊 - 無論是白熾燈泡，CFL還是LED--都必須增加與燈具外部控制的兼容性。

這些外部控制現在正在更新，并正在成為包括邏輯IC和通信系統的智能控制。它們不僅可以定制照明，還可以提供有關狀態(tài)和電源使用情況的信息，并提供對照明的遠程控制訪問。這些系統中的一些基于簡單的傳感器功能，對通信接口具有邏輯控制;其他可能更復雜并使用完整的微控制器解決方案。

超過開/關

家中的主要功能是打開或關閉燈。近一個世紀以來，這已經通過手動開關完成。從遠處控制光的開/關功能越來越受歡迎。其中一個最著名的方法是經常被模仿的“拍板”。該設備實際上是一個簡單的聲音控制模塊，可以觸發(fā)聲音（在這種情況下是一個拍手），然后打開或關閉電子電路。這種控制可以與電子控制和基于繼電器的控制一起使用。

今天，許多家庭使用運動傳感器來控制燈光。這些設備在許多州的法規(guī)要求下，確保在房間內沒有居住者（例如浴室）時關燈。這些傳感器通?；诰哂袕V角鏡頭布置的某種IR發(fā)射器和接收器對。傳感器系統觸發(fā)一個簡單的計時器，使燈保持一段特定的時間。如果仍有人在房間內，則重新啟動計時器。通常，IR傳感器組在打開時每分鐘輪詢一到三次，在計時器未運行時每秒多次（每秒一到兩次）。這種技術也可用于水槽和水控制領域的新“”區(qū)域“和”無接觸“應用。

開關控制功能最近已擴展到新形式的遙控器。簡單的開關現在捆綁了一個RF接口，如ZigBee?，Z-Wave?或Wi-Fi，以便從遠處管理開/關功能。大多數家庭自動化系統使用集中控制臺，該控制臺與網絡中的燈和插座無線連接。 RF使用網狀網絡或傳統的點對點網絡連接到控制臺。這些RF子系統集成在照明控制插座中，或者是控制臺子系統的一部分。

通常，RF子系統采用集成到設計中的定制芯片的形式。一個例子是Skyworks Solutions的SKY56337前端模塊，它具有在ZigBee或其他2.4 GHz頻段上進行雙向通信所需的功率放大器，混頻器和變壓器。該模塊的框圖如圖1所示。

圖1：Skyworks Solutions的SKY56337 ZigBee FEM框圖（由Skyworks Solutions提供）。

ZigBee系統是2003年為WPAN連接初始化的IEEE協議（IEEE 802.15.4）。由于網狀網絡以及如何配置它們對于某些設計人員來說可能是新的，因此獲得系統背景是有幫助的。 Digi-Key網站擁有飛思卡爾半導體提供的ZigBee產品培訓模塊。 PTM涵蓋基本架構和擴展解決方案，收發(fā)器和集成處理器，以及符合ZigBee標準的解決方案的軟件選項。

一些新的設計已經從RF和天線布局和覆蓋范圍的問題轉移到有利于直接與家庭電源線連接的電力線網絡。這些設計可通過Maxim的MAX2990基于OFDM的電力線通信調制解調器等技術和部件輕松實現。典型應用（參見圖2）顯示了PHY/MAC如何連接到FEM并使用AC電源線作為網絡連接。這意味著家庭中央控制臺一旦接通電源，就可以為家庭中同一電力系統上的多個物體提供基于IP的控制。這是住宅的關鍵，包括多單元建筑，因為它們通過集中式功率計和面板共用一條公共電力線。

圖2：Maxim MAX2990電源線調制解調器應用（由Maxim提供）。

基于IP的系統的一個優(yōu)點是能夠混合網絡。電力線網絡可以連接到有線，802.11無線或蜂窩數據網絡。在這種配置中，家庭電力線網絡上的設備可以遠程打開和關閉，或者從可以解決其IP地址的任何點（例如智能電話，平板電腦或專用控制設備）詢問其狀態(tài)。

定時器

除了開/關功能外，大多數住宅應用都使用可編程定時器和調光器來控制照明。定時器是開/關功能的變體，其允許基于時間的一系列狀態(tài)改變。對于基于微處理器的系統，系統中通常存在實時時鐘。對于更簡單的設備，它們通常作為額外組件添加。完整的實時時鐘，如Seiko的S35390A，可用于設置燈的系統時間表。

大多數家庭都知道它們的外部光線模式，以及它如何影響室內光線。定時器中的實時時鐘（參見圖3所示的Seiko S-35390A的示例框圖）可以跟蹤星期幾，并可以調整夏令時和閏年。這允許在學校和工作之前編程早晨支持燈，然后關閉系統。這些還可以在工作日和周末以不同的時間表重新開啟晚上使用的燈。這些單元還可以進行編程，以便在休假和其他家庭缺勤期間進行自動控制。與遠程開關場景一樣，時間輸出是一個簡單的開/關控制。

圖3：精工實時時鐘框圖（由Seiko提供） 。

調光器

有幾種類型的調光器電路可供選擇。白熾燈和鹵素燈使用相位控制調光器，而LED使用PWM調光器。相控調光器通過調節(jié)進入燈泡的功率的AC相位并將其移動以降低燈泡處接收的凈功率來工作。結果，由于偏移，燈泡不那么明亮。這些調光器可通過滑塊式控制手動控制，也可通過純數字輸入進行遠程管理。這些電路有自己的內部PLL，有助于管理相位偏移。

大多數新照明采用熒光燈或LED燈。這些系統利用數字控制進行照明，因此如果它們支持調光功能，則它是PWM調光器。 PWM功能是驅動電路的標準部分。大多數驅動器具有固定的PWM操作頻率，該頻率針對特定類型的器件進行了優(yōu)化。飛兆半導體的FAN5331 LED驅動器就是一個例子（見圖4）。

圖4：Fairchild Semiconductor FAN5331框圖（由Fairchild提供）。

可變輸出產品，如美國國家半導體公司的LM3429，支持全范圍的模擬和數字調光，由PWM控制定義。信號可由任何標準微控制器或微處理器發(fā)出，允許本地或遠程設置調光功能。此方法支持類似于開/關控制的連接設備，并且與所有通信協議兼容。

控制界面

用于照明的家庭自動化環(huán)境的最后一部分是控制界面。傳統上這是具有固定形狀因子的燈開關（標準壁插件分線盒）。控制器的新外觀是支持觸摸屏的嵌入式計算機系統。該系統具有完全可編程的顯示屏，有些顏色甚至可以支持圖形生成，以便在平面圖中定位照明。

借助傳感器和智能控制模塊，新的集中控制器可顯示燈的狀態(tài)，可編程和調整定時器功能，并可控制調光器功能。現在，在基于閃存的大型系統（512 MB到1 GB）中編程的高級功能包括多個單元的控制序列。這種控制的一個例子是在家庭影院中設置照明，同時在相鄰區(qū)域（例如走廊）中照明燈。這些控制系統還需要將狀態(tài)傳遞給網絡中的設備。狀態(tài)更新需要以電子郵件，圖形輸出或SMS/文本樣式消息的形式發(fā)送到遠程計算機和移動設備。新功能還包括傳輸到智能電表和監(jiān)控集中式能源使用的其他家庭網關設備的信息集合。這些功能通常都在軟件中解決，因此系統的基本組件集非常獨立于所支持的各種功能的復雜性。