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运用模块化渠道完成高能效IoT设备

前言物联网(IoT)的部署正在获得实质的动力,感测方面新的技术进展和新兴的通信协议将有助于推动IoT的发展。IoT的多学科特性需要一系列广泛的能力,资源或经验有限的组织在将设备连接到云方面可能

  前语

  物联网(IoT)的布置正在取得本质的动力,感测方面新的技能开展和新式的通信协议将有助于推进IoT的开展。IoT的多学科特性需求一系列广泛的才能,资源或经历有限的安排在将设备衔接到云方面或许会遇到应战。当触及到保证在不同的笔直商场更快地选用IoT,电池使用寿命或设备独立性是另一个应战。

  在网络边际进行数据收集和/或履行活动的IoT节点一般是电池供电的。频频替换电池的不切实际和维护本钱是敞开许多物联网使用的妨碍。布置在长途方位的节点进一步加重了这一问题。

  关于物联网的潜在用户和计划供给商,把握供给高能效作业的互连技能如蓝牙低功耗(BLE)或低功耗广域网(LWAN)技能至关重要。此外,立异的免电池传感器,如安森美半导体的智能无源传感器(SPS),经过收集超高频(UHF)射频(RF)能量来作业,消除了对电池使用寿命办理的任何顾忌。它们无需维护,还能对难以进入的区域进行监测.

  蓝牙低功耗生态体系

  蓝牙低功耗(BLE)技能是智能家居、楼宇自动化、智能零售、数字健康等IoT笔直范畴最受欢迎的通信协议之一。简直每一部智能手机和平板电脑都可用蓝牙,加之协议的功用增强,十分合适用在IoT网络边际。

  BLE引入了传输小数据包然后进入睡觉形式的理念,大大降低了全体功耗。这种作业形式十分适于传感器节点,由于在传感器节点中不需求稳定的数据流。BLE选用无衔接形式,更宽通道,更短数据包和更简略的仓库,优化以供给高能效。为了进一步支撑IoT形式,在BLE标准中增加了新的网络拓扑,如播送、网格和更强壮的安全功用,包含“中间人”维护和AES-128加密。

  最近的更新 – 蓝牙5 – 是在供给与IoT相关的功用和功用方面的又一严重前进。蓝牙5将峰值带宽增加到2 Mbps,并扩展了4倍的规模,到达了300米的理论数字。关于IoT使用而言,特别重要的是蓝牙5能被装备为网状网络,而不需求中心集线器——这显著地增加了潜在掩盖规模并使网络更具灵敏性。

  安森美半导体的多协议蓝牙5认证的SoC RSL10具有业界最低的睡觉和接纳功耗,十分适用于电池供电的使用。RSL10还获ULPMAX®验证,取得超越1000分的可观成果(得分越高,功耗越低)。ULPMAX®是嵌入式体系的职业标准基准。RSL10的CortX-M3核与32位低功耗DSP核、宽输入电压规模、嵌入式闪存和超微型尺度供给了极大的规划灵敏性。

  智能无源传感器-拓荒IoT的时机

  安森美半导体的SPS技能扩展超低功耗作业的概念和便利性,是彻底无线的-既可用于数据传输,也供给运转所需的极小功率。

  图1:SPS技能是彻底无需电池和无线的

  Antenna:天线

  Sensor:传感器

  SPS‘标签’能够监测环境参数,如温度、压力和湿度,这是许多IoT使用的要害。它们含一个超薄的集成电路(IC),办理电源、RF互联和感测,无需一个微操控器。这些器材从UHF RF传输中收集能量,因而只需将RF读取器接近就能够使它们正常作业。

  由于小体积、低本钱的SPS标签有改造IoT的潜力,能在曾经难以进入的区域感测。它们特别适用于难以替换电池的范畴,如嵌入墙面或地板。

  图2:SPS技能完成了一种全新的IoT感测办法

  SPS标签用于患者接触医疗使用中是彻底安全的,它们的低本钱使其可用于大批的一次性使用,如用于监测运送中的食物。在一次性使用中,SPS标签不需求电池这一现实既节省了本钱,也避免了与电池处理有关的任何环境问题。

  助力IoT开发

  含IoT概念的各笔直职业在完成提高能效、节省本钱和增加收入。但是,许多看到IoT潜在优点的安排仍在张望。这部分原因是由于峻峭的学习曲线,由于供给可行的IoT计划所触及的技能规模很大。

  尽管特定的应战将取决于使用,但它们或许触及挑选正确的互联、感测、驱动、电源办理和云服务及数据安全计划。能供给快速测验各种选项的渠道关于到达各种功用块的最佳挑选以满意使用方针是必不可少的。

  从本质上讲,IoT是灵敏的,任何成功的开发东西都必须与这种灵敏性相匹配,使工程师能够定制自己的规划和结合硬件和软件,以在单个集成开发环境(IDE)中满意使用需求。

  安森美半导体屡获荣誉的模块化的、节点到云的快速原型渠道IoT开发套件(IDK)是极端灵敏的,支撑一些IoT用例的更简略的开发。IDK供给多种衔接、感测和致动选项,为用户供给依据职业笔直需求定制计划的灵敏性。全面的套件支撑“设备到云”的使用开箱即用,包含一个IDE、多个云互联选项以及客户可利用的40多个用例。

  图3:安森美半导体的IDK选用通用的模块化办法

  Dual LED Driver:双LED驱动器

  Dual Motor Driver:双电机驱动器

  Touch Sensor:接触传感器

  Motion Sensor:运动传感器

  Light Sensor:光传感器

  IDK的首要处理器材是安森美半导体的NCS 36510,这是一款低功耗、全集成的体系单芯片(SoC),包含强壮的32位ARM Cortex-M3处理器以及相关的存储器和外设。

  主基板衔接到一系列广泛的子卡(‘屏蔽板’),以扩展功用。互联方面,工程师可针对BLE、Wi-Fi、802.15.4(ZigBee、Thread)、SigFox、CAN总线和以太网等各种无线和有线通信协议挑选子卡。传感器方面,有含温度、运动、湿度、环境光、压力和生物传感器的子卡。此外,可经过步进、无刷电机驱动器和LED驱动器屏蔽板增加履行功用。

  SPS 屏蔽板进一步提高了IDK的价值,支撑免电池的无线传感器获取数据,以能够很方便地在网络边际丈量温度、湿度和压力。最近推出新的多传感器屏蔽板和移动使用程序使该套件得以扩展。新的屏蔽板结合从前推出的IDK屏蔽板,可完成一些IoT使用的快速原型制造,包含互联的健康、工业可穿戴设备、智能家居设备、财物追寻等。

  安森美半导体现可供给完好的IDK屏蔽文件,包含规划图、PCB布板和Gerber文件,以支撑规划快速从概念转向出产。

  总结

  IoT为安排供给了一个巨大的时机,以扩展其产品的价值和才能。将有时不熟悉的技能归入IoT成功施行的广度或许一般具有应战性,特别是对商场新进入者来说。

  开发套件和东西可供给无限可扩展的、高度灵敏的开发生态体系,使新的和有经历的规划师都获益。比如IDK这样的套件,经过将包含BLE和SPS在内的许多先进的低功耗技能集成到一个直观的“封装”中,能够供给一种无风险的方法,以从节点到云快速开发物联网计划的硬件和软件方面。

  安森美半导体致力于供给广大的低功耗感测、电源办理、操控和互联计划阵型。全面的端到端开发套件,结合低功耗组合,协助客户快速原型制造相关物联网用例,削减上市时刻和推出长的电池使用寿命的产品。

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