物联网(iot)正高速成长,围绕着用户体验的创新而发展,给设计人员提出了能效、尺寸、成本及跨领域专知等多方面的挑战。感知、联接、电源管理、致动等关键构建块对iot的设计至关重要。安森美半导体不断推出支持这些构建块的创新方案、完整的原型平台及设计工具,解决上述设计挑战,推动iot的高能效创新。
感知:环境、视觉、触摸等感知方案一应俱全
1. 智能无源无线传感器:免电池、免维护
通过智能传感器进行数据采集和通信,有助于实现数据分析、实时监控和预测性维护。但iot边缘节点数众多,使用有线电源的能效低,而更换电池往往非常不方便,并且在某些无法进入或难以到达的地方进行部署也将是个挑战。
安森美半导体的智能无源无线传感器(sps),可快速部署在无法布线或难以更换电池等具挑战性的环境,适用于智能家居和楼宇、工业、交通、医疗保健、冷链等各种应用,无需维护。sps基于rfid,从测量信号中采集能量,无需电池和布线,可在网络边缘监测温度、湿度、液位等各种参数,且薄如胶片,即剥即贴即读。
安森美半导体还将sps技术与开发套件spsdevk1相结合,构成一个完整的一站式解决方案,集成所需的所有硬件和软件,包括读写器、天线、各种类型的传感器标签、电源、以太网线和分析软件,实现多传感器iot应用的快速配置和修改,省时省钱。
经过不断地改进,最新一代sps产品是可接电池的半无源sps,具备存储器,可存储数据,能将数据传输到数据库。
2. 图像传感器:赋予万物慧眼
图像传感器作为万物之眼,在机器视觉及边缘人工智能的发展中发挥重要作用。安森美半导体是机器视觉领袖,同时具备cmos和 ccd图像传感器技术,产品分辨率从100 k到5000万像素,以高动态范围(hdr)、全局快门、近红外增强(nir+)、rgb-ir、功率可扩展性等关键成像技术满足不同应用需求。
如xgs图像传感器系列,该系列架构使1格设计支持多种产品,先进的全局快门成像提供卓越的图像质量和均匀度,支持29 x 29 mm2摄像机占位,像素达1200 万,高帧速,速度等级匹配关键客户接口和应用需求,低功耗,关键应用包括检验和运动分析、广播成像、高端安防监控等。
安森美半导体针对人工智能的低功耗成像创新,以高速cmos卷帘快门图像传感器提供类似全局快门的性能,实现智能运动感知、抓拍高速物体和节省系统功耗,且尺寸小,具备增强的近红外,用于虹膜识别、眼球/视线追踪、指纹识别、抄表、手势输入、在场检测等新兴应用。
有些iot或安防设备有时会放在一个地方一两年,因此对耗电量的要求非常高,同时对灵活使用性要求也非常高,因为常常需要的时候才唤醒它,不需要24小时运转。ar0431专为这类应用而设计,超低功耗,在1fps时功耗仅8mw,帧速可在1fps至120fps调节,集成ambarellacv25,并采用nir+技术确保有效的夜间成像。
3. 电容式传感器:高灵敏度
针对智能汽车和工业用触摸开关、距离检测和手势控制,安森美半导体提供高灵敏度电容式传感器,分辨率达毫微微法拉级,即使在有气隙、手套或水的条件下也能感测到。
联接
设计人员面临在众多的无线互联协议中选择最合适协议的挑战。安森美半导体提供各种方案支持不同的协议,包括蓝牙低功耗(ble)、sigfox、zigbee、sub ghz、mesh等。
1. ble rsl10:行业最低功耗的ble
rsl10蓝牙5认证的无线电系统单芯片(soc),具备行业最低功耗,领先于嵌入式微处理器基准评测协会(eembc) ulpmark能效评测,深度睡眠功耗仅62.5nw,接收功耗低至7mw,是安森美半导体各种ble方案的核心器件。如可作为ble芯片通过安森美半导体的协议传输音频流,典型应用包括对讲机、远程麦克风、助听器等。
传统的蓝牙互联使两个距离较近的设备/节点之间能点对点通信,蓝牙低功耗mesh网络采用多对多的拓扑结构,在扩展范围内提供安全的端到端通信。安森美半导体的蓝牙mesh方案凭借rsl10实现最低功耗的低功耗节点,用于楼宇自动化、无线传感器网络iot和资产跟踪等广泛应用的远距离互联。
基于rsl10的ble5.0电子标签套件基于eclipse的软件开发环境,可灵活、快速创建电子价格标签、智能公告牌、智能胸卡、智能可穿戴计算等原型,具备超低功耗和灵活的电源电压范围。
2. zigbee green power能量采集开关:超低功耗,无需电池
zigbee支持短距离、低功耗的无线通信,安森美半导体的zigbee green power能量采集开关无需降压、升压器和电池,emc低,易于循环使用,实现更低成本、更好性能、无需维护,适用于智能家居、楼宇、智能照明等应用。
3. sub ghz
sub ghz支持远距离、超低功耗通信。安森美半导体的sub ghz音频系统级封装(sip)极其适用于电池供电的系统,超低功耗,含所有物料单(bom),可即用,比基于pcb的等效模块小10倍。
照明、致动
安森美半导体提供全面的ac-dc、dc-dc和线性led驱动器阵容,配以联接方案阵容,实现智能家居、楼宇、城市的智能照明,并具备宽广的电机驱动阵容,满足iot的广泛需求。
1. 交流直接驱动的蓝牙控制的可调光智能照明方案
该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 soc rsl10和高压线性稳压器ncp786a,省去开关电源(smps) ,性价比极高,基于安森美半导体专有的有源恒定功率调光控制技术,即使在调光时也能保持均匀的照明亮度,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200mw。
2. 采用fl7760和rsl10的双输出调光智能照明方案
此方案提供8v至60v的宽输入范围、恒流模式、最小调光范围,模拟调光比小于5%,2khz时pwm调光占空比小于1%,高开关频率达2mhz。
能量采集平台
随着iot对数据存储、处理和传输的要求不断提高,对能源的需求也不断增加。在能源日益紧缺的情势下,能量采集方案是解决该挑战的更好选择。
1. rsl10太阳能电池多传感器板:实现持续免电池监测
安森美半导体的rsl10太阳能电池多传感器板(rsl10-solarsens-gevk)基于行业最低功耗的蓝牙低功耗无线电rsl10,完全由太阳能供电,实现持续免电池的传感器监测和数据传输到云网关。该平台结合bme280集成环境传感器(压力、温度、湿度)和bma400超低功耗3轴加速度计,提供全面的感知方案,预期应用包括智能家居和楼宇自动化如暖通空调(hvac)控制、窗户、门传感器和空气质量监测、资产跟踪如包裹打开、关闭检测、冲击监测及温度和湿度数据记录等。
2. ble能量采集开关
ble能量采集开关集成行业最低功耗的rsl10 sip和采埃孚股份公司(zf friedrichshafen ag)的高能效能量采集开关。rsl10的超低功耗支持从开关的振动中采集足够的能量,免电池,免维护。该ble能量采集开关配以完整的bom、电路图、设计文件和源代码,易于开发智能照明等应用。
其它设计平台
1. iot传感器开发套件:超低功耗监测
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的iot应用。
2. iot开发套件(idk):可即用,实现从概念到生产的快速运作
iot是不同相关技术学科的聚集汇总,需要各种供应商的系统方案,这对评估、制作原型和系统部署带来挑战。安森美半导体的idk是个可配置的、节点到云的、原型开发平台,提供宽广的联接、感知和控制配置选项,适用于多个垂直领域和应用,如智能家居、楼宇自动化和预测性维护。易于使用的集成开发环境(ide)、多个示例用例,还获亚马逊网络服务(aws)和微软microsoft azure云认证,实现快速构建原型,为时间和资源紧张的设计人员带来重要的价值。
3. 蓝牙iot开发套件(b-idk):易于开发低功耗无线应用
b-idk采用行业最低功耗蓝牙5认证的rsl10,促成基于ble的边缘到云应用的快速原型构建和开发。b-idk硬件由基板和子卡组成,支持广泛的传感器和执行器。b-idk软件可免费下载,提供一个完整的开发环境及一些示例用例代码。通过提供硬件到云功能和多种感知和执行器选项,易于使用的b-idk是开发和快速构建ble iot原型的理想选择。
设计工具
strata developer studio:全面的研发、评估和设计工具
strata developer studio平台使工程师在一个无缝的、个性化和安全的环境更快、更简单的使用评估和开发板工作,直接在桌面电脑提供最新的文档、产品信息、设计和应用注释及参考设计文件。自动空中更新确保材料是最新的版本,在有变更时通知用户。strata developer studio助工程师加速和简化设计,从而获得市场竞争优势。
总结
iot创新的发展以用户体验为本,其关键和核心是设计出高能效感知、联接、照明、致动等构建块并通过原型平台及设计工具加快研发。安森美半导体具备全面的高能效感知、联接、电源管理、致动技术及专知,提供完整的原型平台和创新的设计工具,及现场应用工程团队支援,推动iot的高能效创新。
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