傳感器是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的關(guān)鍵構建塊,促成IoT的各種應用,包括可穿戴設備、移動(dòng)醫療、工業(yè)自動(dòng)化、智能家居、智能樓宇等。對于不斷激增的IoT節點(diǎn),優(yōu)化功耗至關(guān)重要。安森美半導體的完整低功耗傳感器方案有助于加快IoT的設計開(kāi)發(fā),包括RSL10傳感器開(kāi)發(fā)套件和RSL10太陽(yáng)能電池多傳感器平臺,結合尖端智能傳感器技術(shù)及行業(yè)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(dòng)和與云相關(guān)的功能,開(kāi)箱即用,實(shí)現具有持久電池使用壽命甚至完全由太陽(yáng)能供電的免電池的IoT應用。 RSL10傳感器開(kāi)發(fā)套件:適用于功耗優(yōu)化的IoT應用 RSL10傳感器開(kāi)發(fā)套件基于高度集成的RSL10系統級封裝(RSL10 SIP),含全系列低功耗配置傳感器,包括環(huán)境、慣性和環(huán)境光傳感器。 ![]() 圖1:RSL10傳感器開(kāi)發(fā)套件高度集成多傳感器和藍牙低功耗無(wú)線(xiàn)電 其中,RSL10是行業(yè)最低功耗的藍牙5、多協(xié)議無(wú)線(xiàn)電系統單芯片(SoC),支持藍牙低功耗和多個(gè)2.4 GHz專(zhuān)有協(xié)議,提供先進(jìn)的無(wú)線(xiàn)功能,實(shí)現行業(yè)最低功耗(深度睡眠模式為62.5 nW,接收模式為7 mW),獲行業(yè)最高的EEMBC® ULPMark評分(1090 ULPMark CP @ 3 V; 1260 @ 2.1 V),超微型,電源電壓范圍1.1至3.3 V,采用精密的雙核架構,集成AES128加密特性以保護數據安全,支持線(xiàn)上固件更新(FOTA)。RSL10 SIP則把完整的天線(xiàn)方案、電源管理、時(shí)鐘晶振單元以及其他無(wú)源器件集成到一個(gè)6 x 8 x 1.46 mm的微型封裝中,無(wú)需額外RF設計,即插即用,易于設計導入到任何智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)應用中,且通過(guò)了美國、歐洲、日本等多國認證體系。 環(huán)境傳感器BME680幫助監測和記錄氣體、壓力、濕度、溫度等環(huán)境條件,該方案可以設置在超過(guò)臨界值時(shí)觸發(fā)警報,在確定資產(chǎn)的狀態(tài)時(shí)具有非常重要的價(jià)值,如資產(chǎn)或包裹所經(jīng)歷的沖擊、溫度和濕度等。高精度運動(dòng)檢測智能傳感器BHI160中的三軸加速度計和內置的活動(dòng)識別可以用來(lái)檢測工人安全如跌倒或長(cháng)時(shí)間的不活動(dòng)。低功耗、低噪聲3軸數字地磁傳感器BMM150用于定位服務(wù)和增強實(shí)境等應用。環(huán)境光傳感器NOA1305提供類(lèi)似于人眼的反應。 此外,RSL10傳感器開(kāi)發(fā)套件還含1個(gè)超低噪聲數字麥克風(fēng)INMP522、64kB 近場(chǎng)通信(NFC) EEPROM N24RF64、 1個(gè)用戶(hù)可編程RGB LED APTF1616和3個(gè)可編程按鈕開(kāi)關(guān)。 為進(jìn)一步簡(jiǎn)化和加快開(kāi)發(fā),安森美半導體的RSL10傳感器開(kāi)發(fā)套件還含軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境、可連接到云的移動(dòng)應用程序RSL10 Sense and Control,使傳感器數據能發(fā)布到云,和訂閱來(lái)自云的執行器數據。所有示例代碼和相關(guān)文檔都打包并作為CMSIS包提供。該App支持大多數流行的云提供商。除App中提供的默認代理外,用戶(hù)還可以添加和配置自定義代理。 該App提供的另一個(gè)重要功能是用戶(hù)能夠保存他們自定義的傳感器和執行器。這些保存的配置可以編輯、導出并與其他用戶(hù)共享。 RSL10太陽(yáng)能電池多傳感器平臺:實(shí)現免電池、免維護的IoT 隨著(zhù)IoT的的快速增長(cháng),制造商正在積極研究替代能源為其設計供電,以減小能源需求的缺口和減少環(huán)境影響,降低制造和維護成本。IoT傳感器不僅要測量溫度、濕度、污染、光照水平等值,還要能夠用有限的電源與其系統主機進(jìn)行通信(通常是無(wú)線(xiàn)通信)。由于IoT傳感器應用越來(lái)越多,占空比低,足以支持間歇通信,能通過(guò)采集可再生能源獲取工作所需的能量。那些不需要更長(cháng)工作時(shí)間的應用不受光照條件的影響,基于電容器的方案可能是一種高性?xún)r(jià)比的方案。儲能電容器暫時(shí)累積來(lái)自太陽(yáng)能采集設備的能量,直到足以進(jìn)行測量和傳輸結果。 安森美半導體的RSL10太陽(yáng)能電池多傳感器平臺采用連續太陽(yáng)能采集經(jīng)由藍牙低功耗收集和傳輸數據,使免電池IoT成為現實(shí),并具備小外形、低成本的優(yōu)勢,應用于氣候控制、入侵檢測、資產(chǎn)跟蹤、智能家居、樓宇自動(dòng)化、移動(dòng)健康等IoT應用。 該平臺結合RSL10 SIP、太陽(yáng)能電池和許多低功耗傳感器,包括BME280多功能一體環(huán)境傳感器(壓力、溫度、濕度)、BMA400超低功耗3軸加速度計和NCT203寬溫度范圍(-40至125 ℃)溫度傳感器,使開(kāi)發(fā)人員和制造商可創(chuàng )建完整的IoT節點(diǎn),完全由可再生能源或從傳感器周?chē)杉哪芰抗╇姟?br /> RSL10太陽(yáng)能電池多傳感器板(RSL10-SOLARSENS-GEVK)還具有1個(gè)超低成本、低高度的47 μF儲能電容器、1個(gè)編程和調試接口和1個(gè)ZIF接口以連接太陽(yáng)能電池。 由于該方案從低電流源采集能量,所以在工作和采集能量時(shí)整個(gè)系統的漏電流小很重要。為此,選用了一些智能器件,包括板載的超低靜態(tài)電流低壓降穩壓器(LDO) NCP170。 ![]() 圖2:RSL10太陽(yáng)能電池多傳感器板RSL10-SOLARSENS-GEVK 該平臺也配有所有設計文件,包括Gerber、電路圖和物料單(BOM),和可自定義源代碼作為CMSIS軟件包的一部分,以簡(jiǎn)化和加快構建、測試及部署。 總結 RSL10傳感器開(kāi)發(fā)套件結合功耗優(yōu)化的無(wú)線(xiàn)和傳感器技術(shù),為設計人員提供一個(gè)外形緊湊、高能效的、開(kāi)箱即用的方案,以快速構建低功耗的IoT應用,并為啟用超低功耗藍牙的智能傳感器設計設立標準。RSL10太陽(yáng)能電池多傳感器板實(shí)現僅由太陽(yáng)能供電的低成本、小外形傳感器節點(diǎn),特點(diǎn)包括持續的傳感器監測和數據傳輸到云網(wǎng)關(guān),解決能源挑戰。更多信息請查閱白皮書(shū) |