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    [导读]物联网(IoT)迅猛增长并带动智慧城市、智能家居、工业物联网、车联网、智慧穿戴、智能医疗等一系列新兴应用,但高速增长下随之而来的便是愈发凸显的痛点和挑战……安森美半导体在“第十二届国际物联网博览会”为我们解答了物联网时代传感器如何面对痛点和挑战,同时也解答了物联网产品技术与创新如何抢占竞争先机。

    近日,国内IoT大动作不断,华为自研IoT专用系统“鸿蒙”出世,阿里旗下平头哥发布用于AIoT的RISC-V处理器,中国本土化的独立IoT生态体系愈发凸显。权威数据表明,现如今全球物联网设备数量已接近80亿,而据权威人士预测,至2022年 这一数字将飞跃至240亿。

    物联网(IoT)迅猛增长并带动智慧城市、智能家居、工业物联网、车联网、智慧穿戴、智能医疗等一系列新兴应用,但高速增长下随之而来的便是愈发凸显的痛点和挑战……传感器作为物联网设备的“五官”,只有“感知”到外界真实的数据,才能真正发挥出物联网的强大功效。然而,IoT边缘节点的电池使用寿命对系统影响深重,频繁更换电池必然会增加维护成本。

    安森美半导体在“第十二届国际物联网博览会”为我们解答了物联网时代传感器如何面对痛点和挑战,同时也解答了物联网产品技术与创新如何抢占竞争先机,安森美半导体亚太区现场应用工程经理彭宗良接受21ic中国电子网记者的采访。

     

    功耗是物联网传感器无法绕过的课题

     

    在谈及现阶段物联网传感器痛点时,彭宗良语重心长地说:“目前在传感和联接领域一个显著的痛点绝对是节能,特别是维持IoT边缘节点的电池使用寿命,以实现多月到多年的运行。”

    据彭宗良介绍,高能效始终是安森美半导体产品开发的一个重要因素,从行业最低功耗的蓝牙低功耗无线电RSL10无线电到最新的低压降(LDO)稳压器 NCP171始终秉承这一理念。

    NCP 171双模LDO稳压器专用于优化IoT边缘节点的功耗,提供不可思议的50 nA静态电流。值得一提的是,安森美半导体还提供超低功耗成像方案,包括AR0431 400万像素 CMOS图像传感器,以及集成LC823xxx产品系列的行业最低功耗的音频数字信号处理(DSP)。据悉,高能效器件能够为无电池IoT应用开发大量方案,包括能量采集蓝牙低功耗开关和RSL10太阳能电池多传感器平台。

    低功耗成像方案图1:低功耗成像方案

    RSL10太阳能电池多传感器平台

    图2:RSL10太阳能电池多传感器平台

    物联网正高速增长,在其细分领域智能家居和楼宇自动化应用中,智能照明发挥着举足轻重的作用,实现节能省电,降低用电成本,并方便人们的生活。要设计出具竞争优势的智能照明方案,需从LED驱动、通信多方面考量,当然也绕不开能耗这一重要方面。

    据介绍,安森美半导体提供基于蓝牙低功耗的智能照明方案,集成可扩展功率的线性LED交流直接驱动器NCL30170、行业最低功耗的蓝牙5系统单芯片(SoC) RSL10和高压线性稳压器NCP786A,省去开关电源(SMPS) ,模拟调光范围从5%至100%,功率因数(PF)达0.99,满载条件下的总谐波失真(THDi)仅11%,待机功耗低于200 mW,有助于设计人员以高性价比实现超低功耗蓝牙控制的可调光智能照明方案。

    蓝牙低功耗智能照明方案演示NCL30170 + RSL10 + NCP786A

    图3:蓝牙低功耗智能照明方案演示NCL30170 + RSL10 + NCP786A

    数据显示,在230 V交流输入时测得的待机功耗(NCL30170+ RSL10)约140 mW至150 mW,其中NCL30170约消耗125 mW。整个方案的待机功耗低于200 mW。

     

    针对中国市场的一流解决方案

     

    目前,中国本土化IoT的飞跃是有目共睹的,那么传感器作为IoT的“眼睛”,安森美半导体是如何规划中国市场的建设?

    彭宗良告诉21ic 中国电子网记者,中国不仅是所有电子产品的主要供应商,也是物联网(IoT)的一个巨大增长领域。安森美半导体为中国制造商提供世界一流的IoT方案,提供从行业最低功耗的无线电到含软件开发套件和移动应用程序的完备的节点到云平台的所有产品。

    不仅如此,他表示,安森美半导体仍在关注新兴领域,包括无电池IoT,并且在该领域已获得了数个重要奖项,包括能量采集蓝牙低功耗开关获2019 Electron D’Or “联接的物体/智能楼宇”奖和2018《中国电子商情》杂志编辑选择奖之“最具竞争力的物联网(IoT)方案”。

    当然,在市场有可观的增长下,IoT无法避免的产生了高度发散的状态,不同行业应用拥有不同的芯片供应商,因此在复杂生态下为“玩家”带来不小的安全问题。

    彭宗良表示,安森美半导体推出了物联网开发套件(IDK),是可配置的、节点到云的快速原型开发平台,采用安森美半导体的超低功耗产品,用于工业IoT、智能楼宇、智能家居、可穿戴设备、资产监控和其他IoT应用。通过广泛的联接、感知和控制配置选项,IDK可实现IoT应用的快速开发和部署。IDK包括ARM Mbed OS、基于Eclipse的集成开发环境(IDE)、云联接和一些应用示例。

    在安全方面,通过采用传输层安全性(Transport Layer Security),IDK提供与微软Azure,亚马逊网络服务(Amazon® Web Services)和谷歌Cloud™的安全云联接。

    “安森美半导体提供多个平台如IDK和针对IoT的垂直方案。我们将持续扩展含网络安全的器件和平台。”,彭宗良如是说。

     

    物联网“玩家”更划算的选择

     

    记者了解到,通常,IoT感测节点是采用有线连接的,而这阻碍了在某些无法进入或难以到达的地方进行部署,而频繁更换电池也会增加维护成本,且电池和走线会增加面积,不利于实现高能效和高密度分布。

    从企业角度来看,这些“莫须有”的成本其实也是有更划算的选择。彭宗良表示,安森美半导体的智能无源无线传感器(SPS)无需电池,在单芯片上即可实现传感,可监测温度、距离、液位和漏水检测,基于RFID标准协议实现了传感器技术的突破,可快速部署在如墙后、移动物体等具挑战性的环境,监测和分析海量数据,无需维护。

    接着,他用一个例子介绍表示,安森美半导体的智能无源传感器(SPS)比其他传感器节点提供更低的价位。而其AR0431图像传感器支持单一摄像机的低成本、高的深度成像方案。 对于蓝牙低功耗,提供完整的、全认证的系统级封装(SiP)方案RSL10 SIP,无需额外的RF设计专知。

    智能无源无线传感器(SPS)

    图4:智能无源无线传感器(SPS)

    本次展会安森美半导体带来了智能感知、联接、致动、智能照明、设计平台等创新应用,那么现阶段安森美半导体正着重于哪方面成长?

    彭宗良介绍表示,目前安森美半导体着重提供领先的系统方案,而在技术的提升上取决于应用,这些方案利用智能感知、联接、致动、智能照明等创新技术中的一种或多种。从电源管理到联接再到成像和语音,安森美半导体一直专注于扩展我们的超低功耗IoT方案阵容。

    另外,据彭宗良透露,安森美半导体最近收购了在Wi-Fi技术和软件专知的行业领袖Quantenna,为其联接产品阵容增添了重要的能力。

    在采访的最后,彭宗良告诉记者,今年秋季(9月17日和19日以及10月22日)将奔赴中国的各个主要城市,举办“智能家居及楼宇的创新”系列技术研讨会,共商中国物联网这一话题,为本土化市场做贡献。值得一提的是,特别针对中国,也将展示其IDK的M2M Ali IoT。

    安森美半导体亚太区现场应用工程经理彭宗良

    图5:安森美半导体亚太区现场应用工程经理彭宗良

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