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从智能家电到电动工具,物联网正迅速扩展到新的应用领域,为消费者带来令人兴奋的新功能和控制水平。例如我最近看到的一款联接的慢炖锅。虽然您一般不会认为厨房用具需要无线功能,但很容易理解能在工作时用智能手机监控和控制晚餐非常实用。就这么简单。

日前,传感器是物联网(IoT)的关键构建块,促成IoT的各种应用,包括可穿戴设备、移动医疗、工业自动化、智能家居、智能楼宇等。对于不断激增的IoT节点,优化功耗至关重要。安森美半导体的完整低功耗传感器方案有助于加快IoT的设计开发,包括RSL10传感器开发套件和RSL10太阳能电池多传感器平台,结合尖端智能传感器技术及行业最低功耗的蓝牙低功耗,并具备所需的所有固件、软件以及移动和与云相关的功能,开箱即用,实现具有持久电池使用寿命甚至完全由太阳能供电的免电池的IoT应用。

许多“智能联接”设备背后的技术是蓝牙低功耗-一种无线协议,因其固有的低功耗、标准化配置文件和在大多数智能手机中可用而流行。

RSL10传感器开发套件:适用于功耗优化的IoT应用

使物联网扩展到这些新市场的关键是易于开发。

RSL10传感器开发套件基于高度集成的RSL10系统级封装(RSL10
SIP),含全系列低功耗配置传感器,包括环境、惯性和环境光传感器。

即使是最有经验的硬件工程师,系统级射频设计也是一个复杂的过程,需要具备天线选择、网络匹配和PCB布局的知识。一旦设计了应用,就必须测试并提交以符合国际无线标准(如美国FCC、加拿大IC、日本KC。

图1:RSL10传感器开发套件高度集成多传感器和蓝牙低功耗无线电

RSL 10 SIP模块是一个完整的蓝牙低功耗方案,在无线设计中省去臆测。RSL 10
SIP获蓝牙特别兴趣小组认证,包含所需的所有器件在一个微型封装中。RSL 10
SIP有完全集成的天线,无需任何额外的RF设计,大大减少了上市时间。

其中,RSL10是行业最低功耗的蓝牙5、多协议无线电系统单芯片(SoC),支持蓝牙低功耗和多个2.4
GHz专有协议,提供先进的无线功能,实现行业最低功耗,获行业最高的EEMBC
ULPMark™评分,超微型,电源电压范围1.1至3.3
V,采用精密的双核架构,集成AES128加密特性以保护数据安全,支持线上固件更新(FOTA)。RSL10
SIP则把完整的天线方案、电源管理、时钟晶振单元以及其他无源器件集成到一个6
x 8 x 1.46
mm的微型封装中,无需额外RF设计,即插即用,易于设计导入到任何智能无线互联应用中,且通过了美国、欧洲、日本等多国认证体系。

RSL10系列凭借蓝牙5可实现2兆位每秒的速度与业界最低功耗,提供先进的无线功能,而不影响电池使用寿命。RSL
10在深度睡眠模式下的功耗仅62.5纳瓦,峰值接收功耗仅7毫瓦。RSL10的高能效最近获EEMBC
ULPMark™验证,成为基准史上首款突破1,000 ULP Mark的器件,Core
Profile分数高出前行业领袖两倍以上。

环境传感器BME680帮助监测和记录气体、压力、湿度、温度等环境条件,该方案可以设置在超过临界值时触发警报,在确定资产的状态时具有非常重要的价值,如资产或包裹所经历的冲击、温度和湿度等。高精度运动检测智能传感器BHI160中的三轴加速度计和内置的活动识别可以用来检测工人安全如跌倒或长时间的不活动。低功耗、低噪声3轴数字地磁传感器BMM150用于定位服务和增强实境等应用。环境光传感器NOA1305提供类似于人眼的反应。

这一站式方案无需任何额外的射频考量或认证,节省了大量生产设计时间和成本。通过结合同类最佳的电源能效、先进的无线功能和易于设计导入;RSL
10 SIP将有助于实现下一代智能联接设备。

此外,RSL10传感器开发套件还含1个超低噪声数字麦克风INMP522、64kB
近场通信(NFC) EEPROM N24RF64、 1个用户可编程RGB LED
APTF1616和3个可编程按钮开关。

为进一步简化和加快开发,安森美半导体的RSL10传感器开发套件还含软件开发环境、可连接到云的移动应用程序RSL10
Sense and
Control,使传感器数据能发布到云,和订阅来自云的执行器数据。所有示例代码和相关文档都打包并作为CMSIS包提供。该App支持大多数流行的云提供商。除App中提供的默认代理外,用户还可以添加和配置自定义代理。
该App提供的另一个重要功能是用户能够保存他们自定义的传感器和执行器。这些保存的配置可以编辑、导出并与其他用户共享。

RSL10太阳能电池多传感器平台:实现免电池、免维护的IoT

随着IoT的的快速增长,制造商正在积极研究替代能源为其设计供电,以减小能源需求的缺口和减少环境影响,降低制造和维护成本。IoT传感器不仅要测量温度、湿度、污染、光照水平等值,还要能够用有限的电源与其系统主机进行通信(通常是无线通信)。由于IoT传感器应用越来越多,占空比低,足以支持间歇通信,能通过采集可再生能源获取工作所需的能量。那些不需要更长工作时间的应用不受光照条件的影响,基于电容器的方案可能是一种高性价比的方案。储能电容器暂时累积来自太阳能采集设备的能量,直到足以进行测量和传输结果。

安森美半导体的RSL10太阳能电池多传感器平台采用连续太阳能采集经由蓝牙低功耗收集和传输数据,使免电池IoT成为现实,并具备小外形、低成本的优势,应用于气候控制、入侵检测、资产跟踪、智能家居、楼宇自动化、移动健康等IoT应用。

该平台结合RSL10
SIP、太阳能电池和许多低功耗传感器,包括BME280多功能一体环境传感器、BMA400超低功耗3轴加速度计和NCT203宽温度范围(-40至125
℃)温度传感器,使开发人员和制造商可创建完整的IoT节点,完全由可再生能源或从传感器周围采集的能量供电。

RSL10太阳能电池多传感器板(RSL10-SOLARSENS-GEVK)还具有1个超低成本、低高度的47
µF储能电容器、1个编程和调试接口和1个ZIF接口以连接太阳能电池。

由于该方案从低电流源采集能量,所以在工作和采集能量时整个系统的漏电流小很重要。为此,选用了一些智能器件,包括板载的超低静态电流低压降稳压器(LDO)
NCP170。

图2:RSL10太阳能电池多传感器板RSL10-SOLARSENS-GEVK

该平台也配有所有设计文件,包括Gerber、电路图和物料单(BOM),和可自定义源代码作为CMSIS软件包的一部分,以简化和加快构建、测试及部署。

RSL10传感器开发套件结合功耗优化的无线和传感器技术,为设计人员提供一个外形紧凑、高能效的、开箱即用的方案,以快速构建低功耗的IoT应用,并为启用超低功耗蓝牙的智能传感器设计设立标准。RSL10太阳能电池多传感器板实现仅由太阳能供电的低成本、小外形传感器节点,特点包括持续的传感器监测和数据传输到云网关,解决能源挑战。更多信息请查阅白皮书《不间断的能量采集和安森美半导体的低功耗RF技术填补IoT用环境和加速度计传感器缺口》及技术文档《RSL10太阳能电池多传感器平台用户指南》。

安森美半导体(ON
Semiconductor,美国纳斯达克上市代号:ONNN)是应用于高能效电子产品的首要高性能硅方案供应商。公司的产品系列包括电源和信号管理、逻辑、分立及定制器件,帮助客户解决他们在汽车、通信、计算机、消费电子、工业、LED照明、医疗、军事/航空及电源应用的独特设计挑战,既快速又符合高性价比。公司在北美、欧洲和亚太地区之关键市场运营包括制造厂、销售办事处及设计中心在内的世界一流、增值型供应链和网络。

文章来源:中电网