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安森美半導體供稿 隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的快速發(fā)展，聯(lián)接的IoT設備數、傳感器數和執行器數將不斷增長(cháng)。在IoT網(wǎng)絡(luò )邊緣，有大量的終端節點(diǎn)，雖然這些單個(gè)節點(diǎn)可能都僅需極低的功率需求，且無(wú)需持續運行(僅在需要時(shí)才啟動(dòng))，但激增的節點(diǎn)數會(huì )產(chǎn)生極高的總功耗。因此，全球面臨減少能源消耗的挑戰，需要尋求替代能源以實(shí)現免電池的新方案為這些邊緣節點(diǎn)供電和提升能效。同時(shí)，市場(chǎng)需要一系列的無(wú)線(xiàn)協(xié)議以實(shí)現無(wú)線(xiàn)互聯(lián)，從而靈活部署、方便維護和降低成本。 致力于推動(dòng)高能效創(chuàng )新的安森美半導體結合能量采集和低功耗無(wú)線(xiàn)互聯(lián)技術(shù)，提供全面的超低功耗無(wú)線(xiàn)方案，包括創(chuàng )新的采集能量自供電方案、智能無(wú)源無(wú)線(xiàn)傳感器、聯(lián)接節點(diǎn)到云的超低功耗嵌入式硬件平臺等，解決IoT 應用的能源和線(xiàn)束挑戰，同時(shí)降低設計和維護成本，并符合可持續發(fā)展理念，使世界更環(huán)保。 低功耗技術(shù)是確保實(shí)施能量采集以實(shí)現免電池的關(guān)鍵 能量采集技術(shù)是指通過(guò)把如熱電、振動(dòng)、運動(dòng)、太陽(yáng)能等產(chǎn)生的但尚未利用的能量回收并轉化為電能，代替電池為應用供電，在IoT的部署中將越來(lái)越重要。而通過(guò)能量采集實(shí)現免電池供電的關(guān)鍵是支持超低功耗無(wú)線(xiàn)協(xié)議的低功耗技術(shù)，如藍牙低功耗(BLE)， Zigbee、Sigfox、Mesh、近場(chǎng)通信(NFC)等標準，這些協(xié)議各有優(yōu)勢，滿(mǎn)足不同的應用需求。結合能量采集和低功耗技術(shù)可省去電源、電池成本和更換成本，并具有環(huán)保意義。 藍牙低功耗開(kāi)關(guān)參考設計 藍牙低功耗具備優(yōu)化的能效，且易于聯(lián)接到智能手機，是可穿戴、醫療設備、資產(chǎn)跟蹤等各種智能設備進(jìn)行短距離通信的首選協(xié)議。 安森美半導體創(chuàng )新的藍牙低功耗開(kāi)關(guān)參考設計，基于行業(yè)最低功耗的藍牙5無(wú)線(xiàn)電，并結合采埃孚股份公司(ZF Friedrichshafen AG)的能量采集技術(shù)，獲取用戶(hù)按下按鈕時(shí)傳輸的能量，將此動(dòng)能轉換為電磁能并最終轉化為電能，儲存起來(lái)供RSL10 SIP使用。 RSL10是藍牙5認證的無(wú)線(xiàn)電系統單芯片(SoC)，具有全集成的天線(xiàn)和所有無(wú)源器件，領(lǐng)先于嵌入式微處理器測試基準協(xié)會(huì )(EEMBC) ULPMark能效評測，取得該評測史首次超過(guò)1,000分的成績(jì)，其系統級封裝(SIP)模塊RSL10 SIP簡(jiǎn)化系統設計并最小化物料單。 每次按下按鈕，能量采集方案產(chǎn)生300 μJ能量，這足以滿(mǎn)足RSL10 SIP的極低功耗要求：深度睡眠功耗僅62.5 nW，接收功耗低至7 mW。 該藍牙低功耗開(kāi)關(guān)參考設計完全以采集的能量工作，實(shí)現真正自供電的IoT應用，為IoT定義新的超低功耗水平，應用示例包括墻面和照明控制、樓宇自動(dòng)化和資產(chǎn)跟蹤。 
支持低功耗無(wú)線(xiàn)應用的快速原型平臺B-IDK 安森美半導體的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件(IDK) 曾獲雜志《IoT Evolution》和網(wǎng)站IoT Evolution World選為2017物聯(lián)網(wǎng)演進(jìn)年度產(chǎn)品獎、獲《ECN》選為快速原型制作影響力獎，是可配置的、聯(lián)接節點(diǎn)到云的快速原型平臺，涵蓋所有不同類(lèi)型的能力，包括通過(guò)嵌入式軟件和固件的超低功耗互聯(lián)、傳感、驅動(dòng)、電源管理，乃至基于云的管理和分析，簡(jiǎn)化和加速設計。
B-IDK則是基于RSL10藍牙5并結合IDK能力的低功耗快速原型平臺，提供行業(yè)最低功耗，現成的示例代碼，支持AWS、Azure、Bluemix或定制的云服務(wù)以實(shí)現可配置的云互聯(lián)，還易于連接到其它IDK子板以擴展傳感和控制功能。 上述的能量采集藍牙低功耗開(kāi)關(guān)與IDK和B-IDK都兼容。
RSL10系列支持藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò ) 傳統的藍牙互聯(lián)使兩個(gè)距離較近的設備/節點(diǎn)之間能點(diǎn)對點(diǎn)通信。自藍牙技術(shù)聯(lián)盟(SIG)發(fā)布藍牙Mesh，藍牙技術(shù)開(kāi)始全面支持Mesh網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )，提供多對多設備通信，支持達32,000臺網(wǎng)絡(luò )設備和強制的網(wǎng)絡(luò )安全，使設備制造商可以部署大規模、低功耗的藍牙Mesh網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現用于智能家居、樓宇自動(dòng)化和資產(chǎn)跟蹤等廣泛應用的遠距離互聯(lián)。 安森美半導體擴展了RSL10系列至支持藍牙Mesh標準，提供更多功能及行業(yè)最低功耗，通過(guò)RSL10 USB適配器更好地使IoT邊緣節點(diǎn)應用可受益于無(wú)處不在的、易用的藍牙低功耗。
NCS36510 支持ZigBee 3.0 ZigBee基于IEEE802.15.4標準，工作頻率為 2.4 GHz(全球通用頻率)，支持短距離、低功耗的無(wú)線(xiàn)通信，如今已發(fā)展到ZigBee 3.0，使用 ZigBee ProR21網(wǎng)絡(luò )，支持為最小、功耗最低的設備提供可靠的通信，還包括支持能量采集的Green Power。 如安森美半導體的NCS36510全集成、超低功耗SoC 射頻收發(fā)器，接收功耗和發(fā)送功耗分別低至6.7 mW和6.0 mW，能通過(guò)采集的能量運行，提供1.0至3.6 V寬輸入電源電壓，集成ARM®Cortex®-M3內核和640 kB閃存，并采用AES256/128、真隨機數發(fā)生器(TRNG)進(jìn)行安全加密，典型應用如家庭與住宅自動(dòng)化、樓宇及工業(yè)自動(dòng)化、智能電網(wǎng)。 即用的RF系統級封裝方案Sigfox SiP Sigfox是一種超窄帶技術(shù)，工作在200kHz帶寬，使用免授權頻譜，能實(shí)現最簡(jiǎn)單和最低成本的互聯(lián)，支持遠程通信。 安森美半導體經(jīng)Sigfox認證的方案支持全球所有Sigfox區域(RCZ1-RCZ 4，RCZ 7)，并符合嚴格的地方RF法規。如系統級封裝方案AX-SIP-SFEU，超低功耗設計，待機電流、睡眠電流和深度睡眠模式電流分別僅為0.55 mA、1.2 μA和180 nA，把Sigfox無(wú)線(xiàn)電、分立的射頻(RF)匹配、所需的所有無(wú)源器件和固件集成在單個(gè)微型方案中，提供現成的Sigfox互聯(lián)(上行和下行鏈路)，用于樓宇和家庭自動(dòng)化以及傳感器和資產(chǎn)跟蹤，具有AT和應用編程接口(API)版本，支持RCZ1區域網(wǎng)絡(luò )，獲CE認證，無(wú)需額外器件和認證。
Sub GHz專(zhuān)有RF產(chǎn)品 Sub GHz支持遠距離、超低功耗通信。安森美半導體專(zhuān)有的Sub GHz RF產(chǎn)品包括獨立的RF核，如窄帶版本AX5043/AX5243、寬帶版本AX5051/AX5031等，和SoC(結合獨立的RF收發(fā)器核與一個(gè)MCU核)如AX8052F1xx、AXM0F243，并配備軟件開(kāi)發(fā)工具支援設計。 采用這些專(zhuān)有的RF產(chǎn)品可實(shí)現適用于應用的最低功耗方案，由于不遵循標準的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，所以省去昂貴的認證費，無(wú)強制更新。 智能無(wú)源無(wú)線(xiàn)傳感器：免電池、免維護 安森美半導體的智能無(wú)源無(wú)線(xiàn)傳感器(SPS)是一款屢次獲得IoT領(lǐng)域創(chuàng )新獎的產(chǎn)品，它基于RFID標準協(xié)議，因而無(wú)需線(xiàn)纜；從接收的電磁場(chǎng)信號中采集能量，所以無(wú)需電池，能在難以布線(xiàn)或更換電池的網(wǎng)絡(luò )邊緣采集、測量并分析各種參數，如溫度、濕度、距離等。SPS突破了傳統的傳感器技術(shù)，具有設計低功耗IoT平臺的顯著(zhù)優(yōu)勢，也克服了NFC技術(shù)中通信距離短的限制。該方案的其它優(yōu)勢包括：超薄、擴展成本低，從而解決空間受限的挑戰，并且配以開(kāi)發(fā)套件成為一個(gè)完整的一站式解決方案，可實(shí)現多傳感器IoT應用的快速配置和修改，性?xún)r(jià)比極高，加速設計。SPS適合各種需要數據監測的場(chǎng)合，尤其是預測性維護、工廠(chǎng)自動(dòng)化和數據中心等應用。 總結 IoT應用規模在不斷擴大，涉及大量的能源消耗，電池供電的設備還牽涉電池使用壽命和維護的問(wèn)題。能量采集技術(shù)日益重要，低功耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)是實(shí)現其意義的關(guān)鍵，這兩大技術(shù)的結合將有助于實(shí)現免電池、免維護的無(wú)線(xiàn)互聯(lián)應用，符合世界高能效和環(huán)保倡議。安森美半導體憑借領(lǐng)先的、全面的超低功耗無(wú)線(xiàn)技術(shù)，及豐富的技術(shù)應用知識和經(jīng)驗，持續開(kāi)發(fā)一系列完整的低功耗無(wú)線(xiàn)互聯(lián)方案，幫助在IoT網(wǎng)絡(luò )邊緣實(shí)現免電池/低功耗的無(wú)線(xiàn)IoT應用，解決能源挑戰，并降低成本和加快設計。 |
