《電子技術(shù)應(yīng)用》
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賦能未來智能家居及建筑、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、資產(chǎn)監(jiān)控、智慧醫(yī)療的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新方案

2020-08-24
來源:安森美

智能建筑/家居/工廠、個(gè)人物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、智慧醫(yī)療的不斷發(fā)展正極大地改變?nèi)藗兊墓ぷ骱蜕?,提供舒適和便利,減少對(duì)環(huán)境的不利影響,甚至提高整個(gè)經(jīng)濟(jì)體系的凈收益。推動(dòng)高能效創(chuàng)新的安森美半導(dǎo)體提供廣泛的IoT賦能方案,包括基于行業(yè)最低功耗的藍(lán)牙低功耗(BLE)5.0 RSL10的一系列方案、先進(jìn)的機(jī)器視覺及安防成像方案、更快更廣更高效的Wi-Fi聯(lián)接方案等,采用領(lǐng)先的聯(lián)接、感知技術(shù)及節(jié)點(diǎn)到云的設(shè)計(jì)平臺(tái),使設(shè)計(jì)人員能設(shè)計(jì)和部署最具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的IoT方案,提升用戶體驗(yàn),打造更綠色、更互聯(lián)的世界。

藍(lán)牙低功耗和行業(yè)最低功耗的BLE 5.0 RSL10

憑借固有的高能效和易于與智能手機(jī)互聯(lián)的優(yōu)勢(shì),藍(lán)牙低功耗技術(shù)是IoT的首選短距無線協(xié)議。如安森美半導(dǎo)體的無線電系統(tǒng)單芯片(SoC)RSL10,支持BLE 5.0,采用384 kB閃存,雙核處理器(ARM Cortex-M3 處理器、32 位 Dual-Harvard DSP 系統(tǒng)),在深度睡眠模式和接收模式的功耗分別低至62.5 nW和7 mW,支持固件空中升級(jí)(FOTA),采用不同的封裝可為多領(lǐng)域IoT應(yīng)用提供行業(yè)最低功耗。RSL10 SIP把完整的天線方案、電源管理、時(shí)鐘晶振單元以及其他無源器件集成到一個(gè)6 x 8 x 1.46 mm的微型封裝中,無需額外RF設(shè)計(jì),即插即用,易于設(shè)計(jì)導(dǎo)入到任何智能無線互聯(lián)應(yīng)用中,且通過了美國、歐洲、日本等多國認(rèn)證體系。RSL10是安森美半導(dǎo)體各種BLE方案的核心器件。

智能家居及建筑

1. RSL10 Mesh平臺(tái)賦能智能建筑、工業(yè)IoT和資產(chǎn)跟蹤低功耗藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

藍(lán)牙低功耗網(wǎng)格規(guī)范內(nèi)置了多層加密的安全性。適當(dāng)部署的藍(lán)牙低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可覆蓋比傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P2P)藍(lán)牙通信更長(zhǎng)的距離,因?yàn)楣?jié)點(diǎn)可以通過將數(shù)據(jù)包中繼到傳輸節(jié)點(diǎn)范圍之外的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)來執(zhí)行消息傳遞。這使以前藍(lán)牙技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的各種應(yīng)用成為可能。安森美半導(dǎo)體的RSL10 Mesh平臺(tái)幫助大大加快網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的開發(fā),以更快地部署節(jié)點(diǎn),推進(jìn)性能極限。該平臺(tái)基于RSL10 SIP,含兩個(gè)RSL10 Mesh節(jié)點(diǎn)和一個(gè)聯(lián)接到Strata Developer Studio?(高度直觀的評(píng)估和研發(fā)工具)的Strata網(wǎng)關(guān)、用于監(jiān)測(cè)溫度和環(huán)境光以及磁場(chǎng)檢測(cè)的多個(gè)環(huán)境傳感器、LED指示器、三路LED驅(qū)動(dòng)器、電池充電器,配以基于Eclipse的集成開發(fā)環(huán)境、用于預(yù)配、配置和控制低功耗藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)應(yīng)用程序,以及符合藍(lán)牙特別興趣小組(Bluetooth SIG)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)軟件包。

 

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圖1:RSL10 Mesh平臺(tái)

2. 互聯(lián)照明平臺(tái)賦能智能樓宇降低能耗

高能效和模塊化是互聯(lián)照明最重要的兩個(gè)因素。安森美半導(dǎo)體的互聯(lián)照明平臺(tái)是極高能效的模塊化平臺(tái),滿載時(shí)能效超過90%,支持多種聯(lián)接,包括BLE、以太網(wǎng)供電(PoE)和Zigbee Green Power。它提供高達(dá)90瓦的輸出功率,并提供兩個(gè)獨(dú)立的通道,每個(gè)通道都可提供和控制多達(dá)16個(gè)LED。其聯(lián)接模塊基于RSL10系統(tǒng)級(jí)封裝(RSL10 SIP),提供低功耗LED無線控制選項(xiàng),包括開/關(guān)、調(diào)光和編程。安森美半導(dǎo)體提供集成的開發(fā)環(huán)境(IDE)、各種用例和移動(dòng)應(yīng)用程序等全面的軟件工具支援。

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圖2:互聯(lián)照明平臺(tái)

3. 3D感知訪問控制和安全平臺(tái):用于智能可視門鈴

這方案基于安森美半導(dǎo)體的AR0237IR圖像傳感器,最顯著的優(yōu)勢(shì)是用單顆傳感器替代通常需要黑白加彩色兩顆傳感器才能完成的識(shí)別。AR0237IR同時(shí)捕獲可見光圖像和紅外圖像以進(jìn)行深度感知,及反欺詐和3D識(shí)別等先進(jìn)算法,在各種光照條件下也提供好的靈敏度,并支持高動(dòng)態(tài)范圍(HDR),用于智能門禁控制和智能視頻安防等應(yīng)用。

4. 超低功耗BLE相機(jī):用于自動(dòng)抄表

這方案基于安森美半導(dǎo)體的RSL10和超低功耗高速CMOS圖像傳感器ARX3A0,在創(chuàng)新的‘超低功耗’模式下,整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài),傳感器可以實(shí)現(xiàn)每秒一幀輸出的功耗不到3 mW。除了用于自動(dòng)抄表,若結(jié)合顏色傳感器還可用于停車系統(tǒng)。

5. Wi-Fi

安森美半導(dǎo)體具備領(lǐng)先的Wi-Fi技術(shù)如波束成形、8x8多用戶多入多出(MU-MIMO)等,還提供先進(jìn)的參考設(shè)計(jì)Spartan,加速硬件交付的上市時(shí)間。Spartan為經(jīng)授權(quán)的原始設(shè)備制造商(OEM)和原始設(shè)計(jì)制造商(ODM)提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)文檔、板制造文檔、產(chǎn)品外殼文檔,為便于OEM和ODM定制,還提供通用預(yù)測(cè)試固件和軟件開發(fā)套件(SDK),幫助OEM和ODM降低成本,加快產(chǎn)品上市。

Spartan產(chǎn)品線有幾種不同的組合,有符合Wi-Fi 6的Spartan 5XL,用于Wi-Fi路由器和通用Mesh等;有符合Wi-Fi 5的Spartan Essential,用于Wi-Fi Mesh、擴(kuò)展器、通用中繼器等,相比大多數(shù)Mesh方案,Spartan Essential提供更廣無線覆蓋范圍,更多設(shè)備支持和更少的接入點(diǎn);有符合Wi-Fi 6的Spartan路由器,用于高性能12流Wi-Fi路由器等,基于QSR10GU-AX芯片組以及NXP的LS1043A 1.6GHz四核網(wǎng)絡(luò)處理器,為OEM提供了無與倫比的覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量,性能水平能滿足苛刻應(yīng)用如4K視頻流、在線游戲、云同步,并聯(lián)接越來越多的智能家居產(chǎn)品,將一流的Wi-Fi 6路由器加速部署到零售和服務(wù)提供商市場(chǎng)。

工業(yè)IoT

高分辨率X-Cube系統(tǒng):用于29 x 29 mm2相機(jī)設(shè)計(jì)

X-Cube參考設(shè)計(jì)是個(gè)完整的系統(tǒng)方案,基于X-class圖像傳感器系列,在1.1英寸光學(xué)格式提供1600萬像素分辨率,先進(jìn)的全局快門成像,高性能、低噪聲、低功耗,提供用于機(jī)器視覺和智能交通系統(tǒng)(ITS)的29 mm x 29 mm工業(yè)相機(jī)占位所需的成像細(xì)節(jié)和性能,且系列架構(gòu)使一種設(shè)計(jì)支持多種分辨率,幫助加快開發(fā)。

資產(chǎn)監(jiān)控、個(gè)人IoT、醫(yī)療

1. 多功能BLE Beacon用于信標(biāo)的廣播信息推送、資產(chǎn)跟蹤、冷鏈運(yùn)輸管理及疫情位置跟蹤等

從預(yù)測(cè)性維護(hù)到工廠自動(dòng)化,工業(yè)IoT應(yīng)用將充分利用跟蹤和監(jiān)視資產(chǎn)、分析數(shù)據(jù)以及在與云服務(wù)器之間運(yùn)行人工智能(AI)算法的能力。出于對(duì)這些應(yīng)用安全性的考慮,安森美半導(dǎo)體已通過生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴與IoT方案公司tatwah sa和領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)安全供應(yīng)商WISeKey合作,提供基于RSL10無線電的IoT安全信標(biāo)(IoT Secure Beacon)。這Beacon具有超低功耗,由紐扣電池供電,結(jié)合一些傳感器可進(jìn)行模塊化配置,而且它是節(jié)點(diǎn)到云的方案,并采用數(shù)字簽名驗(yàn)證機(jī)制以確保數(shù)據(jù)的安全。

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圖3:多功能BLE Beacon

2. BLE汽車無匙進(jìn)入(PEPS)

在汽車上部署車規(guī)級(jí)NCV-RSL10節(jié)點(diǎn),車主可以通過手機(jī)來替代車鑰匙,實(shí)現(xiàn)無鑰匙進(jìn)入、無鑰匙啟動(dòng)功能,備用的車鑰匙里面也是NCV-RSL10來實(shí)現(xiàn),超低功耗且方便便捷。

3. 超低功耗BLE音頻傳輸

RSL10可作為BLE芯片通過安森美半導(dǎo)體的協(xié)議傳輸音頻流,用于對(duì)講機(jī)、遠(yuǎn)程麥克風(fēng)、BLE助聽器、教學(xué)耳機(jī)等應(yīng)用,具有低功耗、降噪、支持CELT,G.722編解碼、拾音等特點(diǎn)。

4. 語音控制的藍(lán)牙音箱

該方案使用由LC823455(低功耗和高分辨率音頻處理系統(tǒng)SoC)控制的4個(gè)ONA10IV和1個(gè)ONA40A D類放大器,能夠通過藍(lán)牙串流音樂,并響應(yīng)語音命令,還使用LC717A10AR電容式觸摸傳感器,用于手動(dòng)控制音量、靜音、播放、暫停和下一首曲目,以及LV52511MN線性24通道LED驅(qū)動(dòng)器,用于控制LED的工作。

5. BLE連續(xù)血糖儀(CGM)

基于安森美半導(dǎo)體的模擬前端(AFE)和BLE的SoC或SiP,可開發(fā)出體積更小、功耗更低、性能更穩(wěn)定的CGM,提供超低功耗的BLE 5.0、5.2連接方案,極具特色的AFE無縫對(duì)接客戶的探針傳感器,高中低各個(gè)層次的AFE+BLE單芯片CGM方案適應(yīng)不同方案需求。

節(jié)點(diǎn)到云的設(shè)計(jì)平臺(tái)

1. 阿里 IoT 云平臺(tái)設(shè)備間通信(M2M)演示套件

靈活及快速的原型,簡(jiǎn)單配置即可接入阿里IoT云平臺(tái),超低功耗,提供發(fā)布、訂閱功能。

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圖4:阿里IoT云平臺(tái)M2M演示套件

2. BLE 5.0電子標(biāo)簽演示套件(ETAG)

該靈活、快速原型采用RSL10和電子墨水,超低功耗,可廣泛用于電子價(jià)格標(biāo)簽、智能公告牌、智能胸卡、智能可穿戴計(jì)算等應(yīng)用。

 

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圖5:BLE 5.0 ETAG

3. 基于RSL10的傳感器開發(fā)套件加快開發(fā)

RSL10傳感器開發(fā)套件和RSL10太陽能電池多傳感器平臺(tái),結(jié)合尖端智能傳感器技術(shù)及RSL10,并具備所需的所有固件、軟件以及移動(dòng)和與云相關(guān)的功能,開箱即用,實(shí)現(xiàn)具有持久電池使用壽命甚至完全由太陽能供電的免電池的IoT應(yīng)用,包括智能家居和樓宇自動(dòng)化如暖通空調(diào)(HVAC)控制、窗戶/門傳感器和空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、資產(chǎn)跟蹤如包裹打開/關(guān)閉檢測(cè)、沖擊監(jiān)測(cè)及溫度和濕度數(shù)據(jù)記錄等。

4. RSL10能量采集開關(guān):適用于任何需要能量采集的應(yīng)用

RSL10能量采集開關(guān)集成RSL10 SIP和采埃孚股份公司(ZF Friedrichshafen AG)的高能效能量采集開關(guān),支持從開關(guān)的振動(dòng)中采集足夠的能量,免電池,免維護(hù),適用于照明控制等需要能量采集的應(yīng)用。

5. 藍(lán)牙IoT開發(fā)套件(B-IDK):易于開發(fā)低功耗無線應(yīng)用

B-IDK促成環(huán)境控制、智能照明、安防、可穿戴等邊緣到云應(yīng)用的快速原型構(gòu)建和開發(fā)。它基于RSL10,具有超低功耗優(yōu)勢(shì),可配置的移動(dòng)應(yīng)用程序支持云互聯(lián),兼容AWS、Azure、Bluemix或自定義云服務(wù),易于聯(lián)接到其它IDK子板,含全系列感知選項(xiàng)(距離,運(yùn)動(dòng),觸摸)和控制(雙LED,步進(jìn)電機(jī),無刷DC),提供可即用的簡(jiǎn)單代碼。

6. RSL10 RGB LED照明:用于汽車尾燈、氛圍燈、儀表背光和智能家居照明

這RSL10 RGB LED評(píng)估板SECO-NCV7685RGB-GEVB即插即用,可通過智能手機(jī)設(shè)定藍(lán)牙控制動(dòng)畫模式,16RGB LED(48通道),每通道可編程驅(qū)動(dòng)電流最大至60mA,輸出頻率150、300、600、1200Hz可選,集成診斷及保護(hù)功能,內(nèi)置應(yīng)用編程接口(API),加速固件設(shè)計(jì)周期。

7. Strata Developer Studio?:全面的研發(fā)、評(píng)估和設(shè)計(jì)工具

Strata是云聯(lián)接的開發(fā)平臺(tái),提供現(xiàn)成的設(shè)計(jì)方案和先進(jìn)的支援能力,包括一插即用的系統(tǒng)、統(tǒng)一的軟件及配套文檔、自動(dòng)更新和警告,讓工程師在無縫、個(gè)性化和安全的環(huán)境中享用安森美半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和評(píng)估。如Strata賦能的LED評(píng)估板STR-4LED-SOL-EVAL-EVK,實(shí)現(xiàn)完全控制和遙測(cè),加快和簡(jiǎn)化汽車照明、消費(fèi)照明、轉(zhuǎn)向指示器、儀表盤背光的開發(fā)。

總結(jié)

安森美半導(dǎo)體提供全面的聯(lián)接、感知、高能效電源管理、控制和保護(hù)等構(gòu)建模塊和可配置的節(jié)點(diǎn)到云的平臺(tái),攜手生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴,推動(dòng)未來智能家居和建筑、工業(yè)IoT、個(gè)人IoT、智慧醫(yī)療、資產(chǎn)監(jiān)控等IoT細(xì)分領(lǐng)域的創(chuàng)新,提升用戶體驗(yàn),打造更綠色、更互聯(lián)的世界。

 


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