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感知、聯接、照明、致動方案及設計資源推動物聯網的高能效創新

2019-08-21 15:37:11 安森美

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物聯網(IoT)正高速成長，圍繞著用戶體驗的創新而發展，給設計人員提出了能效、尺寸、成本及跨領域專知等多方面的挑戰。感知、聯接、電源管理、致動等關鍵構建塊對IoT的設計至關重要。安森美半導體不斷推出支持這些構建塊的創新方案、完整的原型平臺及設計工具，解決上述設計挑戰，推動IoT的高能效創新。

感知：環境、視覺、觸摸等感知方案一應俱全

1. 智能無源無線傳感器：免電池、免維護

通過智能傳感器進行數據采集和通信，有助于實現數據分析、實時監控和預測性維護。但IoT邊緣節點數眾多，使用有線電源的能效低，而更換電池往往非常不方便，并且在某些無法進入或難以到達的地方進行部署也將是個挑戰。

安森美半導體的智能無源無線傳感器(SPS)，可快速部署在無法布線或難以更換電池等具挑戰性的環境，適用于智能家居和樓宇、工業、交通、醫療保健、冷鏈等各種應用，無需維護。SPS基于RFID，從測量信號中采集能量，無需電池和布線，可在網絡邊緣監測溫度、濕度、液位等各種參數，且薄如膠片，即剝即貼即讀。

安森美半導體還將SPS技術與開發套件SPSDEVK1相結合，構成一個完整的一站式解決方案，集成所需的所有硬件和軟件，包括讀寫器、天線、各種類型的傳感器標簽、電源、以太網線和分析軟件，實現多傳感器IoT應用的快速配置和修改，省時省錢。

經過不斷地改進，最新一代SPS產品是可接電池的半無源SPS，具備存儲器，可存儲數據，能將數據傳輸到數據庫。

2. 圖像傳感器：賦予萬物慧眼

圖像傳感器作為萬物之眼，在機器視覺及邊緣人工智能的發展中發揮重要作用。安森美半導體是機器視覺領袖，同時具備CMOS和 CCD圖像傳感器技術，產品分辨率從100 K到5000萬像素，以高動態范圍(HDR)、全局快門、近紅外增強(NIR+)、RGB-IR、功率可擴展性等關鍵成像技術滿足不同應用需求。

如XGS圖像傳感器系列，該系列架構使1格設計支持多種產品，先進的全局快門成像提供卓越的圖像質量和均勻度，支持29 x 29 mm2攝像機占位，像素達1200 萬，高幀速，速度等級匹配關鍵客戶接口和應用需求，低功耗，關鍵應用包括檢驗和運動分析、廣播成像、高端安防監控等。

安森美半導體針對人工智能的低功耗成像創新，以高速CMOS卷簾快門圖像傳感器提供類似全局快門的性能，實現智能運動感知、抓拍高速物體和節省系統功耗，且尺寸小，具備增強的近紅外，用于虹膜識別、眼球/視線追蹤、指紋識別、抄表、手勢輸入、在場檢測等新興應用。
有些IoT或安防設備有時會放在一個地方一兩年，因此對耗電量的要求非常高，同時對靈活使用性要求也非常高，因為常常需要的時候才喚醒它，不需要24小時運轉。AR0431專為這類應用而設計，超低功耗，在1fps時功耗僅8mW，幀速可在1fps至120fps調節，集成AmbarellaCV25，并采用NIR+技術確保有效的夜間成像。

3. 電容式傳感器：高靈敏度

針對智能汽車和工業用觸摸開關、距離檢測和手勢控制，安森美半導體提供高靈敏度電容式傳感器，分辨率達毫微微法拉級，即使在有氣隙、手套或水的條件下也能感測到。

聯接

設計人員面臨在眾多的無線互聯協議中選擇最合適協議的挑戰。安森美半導體提供各種方案支持不同的協議，包括藍牙低功耗(BLE)、Sigfox、Zigbee、Sub GHz、Mesh等。

1. BLE RSL10：行業最低功耗的BLE

RSL10藍牙5認證的無線電系統單芯片(SoC)，具備行業最低功耗，領先于嵌入式微處理器基準評測協會(EEMBC) ULPMark能效評測，深度睡眠功耗僅62.5nW，接收功耗低至7mW，是安森美半導體各種BLE方案的核心器件。如可作為BLE芯片通過安森美半導體的協議傳輸音頻流，典型應用包括對講機、遠程麥克風、助聽器等。

傳統的藍牙互聯使兩個距離較近的設備/節點之間能點對點通信，藍牙低功耗Mesh網絡采用多對多的拓撲結構，在擴展范圍內提供安全的端到端通信。安森美半導體的藍牙Mesh方案憑借RSL10實現最低功耗的低功耗節點，用于樓宇自動化、無線傳感器網絡IoT和資產跟蹤等廣泛應用的遠距離互聯。

基于RSL10的BLE5.0電子標簽套件基于Eclipse的軟件開發環境，可靈活、快速創建電子價格標簽、智能公告牌、智能胸卡、智能可穿戴計算等原型，具備超低功耗和靈活的電源電壓范圍。

2. Zigbee Green Power能量采集開關：超低功耗，無需電池

ZigBee支持短距離、低功耗的無線通信，安森美半導體的Zigbee Green Power能量采集開關無需降壓、升壓器和電池，EMC低，易于循環使用，實現更低成本、更好性能、無需維護，適用于智能家居、樓宇、智能照明等應用。

3. Sub GHz

Sub GHz支持遠距離、超低功耗通信。安森美半導體的Sub GHz音頻系統級封裝(SIP)極其適用于電池供電的系統，超低功耗，含所有物料單(BOM)，可即用，比基于PCB的等效模塊小10倍。
照明、致動

安森美半導體提供全面的AC-DC、DC-DC和線性LED驅動器陣容，配以聯接方案陣容，實現智能家居、樓宇、城市的智能照明，并具備寬廣的電機驅動陣容，滿足IoT的廣泛需求。

1. 交流直接驅動的藍牙控制的可調光智能照明方案

該方案集成可擴展功率的線性LED交流直接驅動器NCL30170、行業最低功耗的藍牙5 SoC RSL10和高壓線性穩壓器NCP786A，省去開關電源(SMPS) ，性價比極高，基于安森美半導體專有的有源恒定功率調光控制技術，即使在調光時也能保持均勻的照明亮度，模擬調光范圍從5%至100%，功率因數(PF)達0.99，滿載條件下的總諧波失真(THDi)僅11%，待機功耗低于200mW。

2. 采用FL7760和RSL10的雙輸出調光智能照明方案

此方案提供8V至60V的寬輸入范圍、恒流模式、最小調光范圍，模擬調光比小于5%，2KHz時PWM調光占空比小于1%，高開關頻率達2Mhz。

能量采集平臺

隨著IoT對數據存儲、處理和傳輸的要求不斷提高，對能源的需求也不斷增加。在能源日益緊缺的情勢下，能量采集方案是解決該挑戰的更好選擇。

1. RSL10太陽能電池多傳感器板：實現持續免電池監測

安森美半導體的RSL10太陽能電池多傳感器板(RSL10-SOLARSENS-GEVK)基于行業最低功耗的藍牙低功耗無線電RSL10，完全由太陽能供電，實現持續免電池的傳感器監測和數據傳輸到云網關。該平臺結合BME280集成環境傳感器（壓力、溫度、濕度）和BMA400超低功耗3軸加速度計，提供全面的感知方案，預期應用包括智能家居和樓宇自動化如暖通空調(HVAC)控制、窗戶、門傳感器和空氣質量監測、資產跟蹤如包裹打開、關閉檢測、沖擊監測及溫度和濕度數據記錄等。

2. BLE能量采集開關

BLE能量采集開關集成行業最低功耗的RSL10 SIP和采埃孚股份公司(ZF Friedrichshafen AG)的高能效能量采集開關。RSL10的超低功耗支持從開關的振動中采集足夠的能量，免電池，免維護。該BLE能量采集開關配以完整的BoM、電路圖、設計文件和源代碼，易于開發智能照明等應用。

其它設計平臺

1. IoT傳感器開發套件：超低功耗監測

結合尖端智能傳感器技術及行業最低功耗的藍牙低功耗，并具備所需的所有固件、軟件以及移動和與云相關的功能，開箱即用，實現具有持久電池使用壽命的IoT應用。

2. IoT開發套件(IDK)：可即用，實現從概念到生產的快速運作

IoT是不同相關技術學科的聚集匯總，需要各種供應商的系統方案，這對評估、制作原型和系統部署帶來挑戰。安森美半導體的IDK是個可配置的、節點到云的、原型開發平臺，提供寬廣的聯接、感知和控制配置選項，適用于多個垂直領域和應用，如智能家居、樓宇自動化和預測性維護。易于使用的集成開發環境(IDE)、多個示例用例，還獲亞馬遜網絡服務(AWS)和微軟Microsoft Azure云認證，實現快速構建原型，為時間和資源緊張的設計人員帶來重要的價值。

3. 藍牙IoT開發套件(B-IDK)：易于開發低功耗無線應用

B-IDK采用行業最低功耗藍牙5認證的RSL10，促成基于BLE的邊緣到云應用的快速原型構建和開發。B-IDK硬件由基板和子卡組成，支持廣泛的傳感器和執行器。B-IDK軟件可免費下載，提供一個完整的開發環境及一些示例用例代碼。通過提供硬件到云功能和多種感知和執行器選項，易于使用的B-IDK是開發和快速構建BLE IoT原型的理想選擇。

設計工具

Strata Developer Studio：全面的研發、評估和設計工具

Strata Developer Studio平臺使工程師在一個無縫的、個性化和安全的環境更快、更簡單的使用評估和開發板工作，直接在桌面電腦提供最新的文檔、產品信息、設計和應用注釋及參考設計文件。自動空中更新確保材料是最新的版本，在有變更時通知用戶。Strata Developer Studio助工程師加速和簡化設計，從而獲得市場競爭優勢。

總結

IoT創新的發展以用戶體驗為本，其關鍵和核心是設計出高能效感知、聯接、照明、致動等構建塊并通過原型平臺及設計工具加快研發。安森美半導體具備全面的高能效感知、聯接、電源管理、致動技術及專知，提供完整的原型平臺和創新的設計工具，及現場應用工程團隊支援，推動IoT的高能效創新。

關鍵詞：安森美物聯網