赋能未来智能家居及建筑、工业物联网、资产监控、智慧医疗的物联网创新方案

2020-08-24 13:26

智能建筑/家居/工厂、个人物联网(IoT)、智慧医疗的不断发展正极大地改变人们的工作和生活,提供舒适和便利,减少对环境的不利影响,甚至提高整个经济体系的净收益。推动高能效创新的安森美半导体提供广泛的 IoT 赋能方案,包括基于行业最低功耗的蓝牙低功耗(BLE)5.0 RSL10 的一系列方案、先进的机器视觉及安防成像方案、更快更广更高效的 Wi-Fi联接方案等,采用领先的联接、感知技术及节点到云的设计平台,使设计人员能设计和部署最具竞争优势的 IoT 方案,提升用户体验,打造更绿色、更互联的世界。

蓝牙低功耗和行业最低功耗的 BLE 5.0 RSL10

凭借固有的高能效和易于与智能手机互联的优势,蓝牙低功耗技术是 IoT 的首选短距无线协议。如安森美半导体的无线电系统单芯片(SoC)RSL10,支持 BLE 5.0,采用 384 kB 闪存,双核处理器(ARM Cortex-M3 处理器、32 位 Dual-Harvard DSP 系统),在深度睡眠模式和接收模式的功耗分别低至 62.5 nW 和 7 mW,支持固件空中升级(FOTA),采用不同的封装可为多领域 IoT 应用提供行业最低功耗。RSL10 SIP 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 是安森美半导体各种BLE方案的核心器件。

智能家居及建筑

1. RSL10 Mesh 平台赋能智能建筑、工业 IoT 和资产跟踪低功耗蓝牙网状网络应用

蓝牙低功耗网格规范内置了多层加密的安全性。适当部署的蓝牙低功耗网状网络可覆盖比传统的点对点(P2P)蓝牙通信更长的距离,因为节点可以通过将数据包中继到传输节点范围之外的目标节点来执行消息传递。这使以前蓝牙技术无法实现的各种应用成为可能。安森美半导体的 RSL10 Mesh 平台帮助大大加快网状网络的开发,以更快地部署节点,推进性能极限。该平台基于 RSL10 SIP,含两个 RSL10 Mesh 节点和一个联接到 Strata Developer Studio™(高度直观的评估和研发工具)的 Strata 网关、用于监测温度和环境光以及磁场检测的多个环境传感器、LED 指示器、三路 LED 驱动器、电池充电器,配以基于 Eclipse 的集成开发环境、用于预配、配置和控制低功耗蓝牙网状网络的移动应用程序,以及符合蓝牙特别兴趣小组(Bluetooth SIG)的网状网络软件包。



图1:RSL10 Mesh 平台

2. 互联照明平台赋能智能楼宇降低能耗

高能效和模块化是互联照明最重要的两个因素。安森美半导体的互联照明平台是极高能效的模块化平台,满载时能效超过 90%,支持多种联接,包括 BLE、以太网供电(PoE)和 Zigbee Green Power。它提供高达90瓦的输出功率,并提供两个独立的通道,每个通道都可提供和控制多达16个 LED。其联接模块基于 RSL10 系统级封装(RSL10 SIP),提供低功耗 LED 无线控制选项,包括开/关、调光和编程。安森美半导体提供集成的开发环境(IDE)、各种用例和移动应用程序等全面的软件工具支援。



图2:互联照明平台

3. 3D 感知访问控制和安全平台:用于智能可视门铃

这方案基于安森美半导体的 AR0237IR 图像传感器,最显著的优势是用单颗传感器替代通常需要黑白加彩色两颗传感器才能完成的识别。AR0237IR 同时捕获可见光图像和红外图像以进行深度感知,及反欺诈和 3D 识别等先进算法,在各种光照条件下也提供好的灵敏度,并支持高动态范围(HDR),用于智能门禁控制和智能视频安防等应用。

4. 超低功耗 BLE 相机:用于自动抄表

这方案基于安森美半导体的 RSL10 和超低功耗高速 CMOS 图像传感器 ARX3A0,在创新的‘超低功耗’模式下,整个系统进入休眠状态,传感器可以实现每秒一帧输出的功耗不到 3 mW。除了用于自动抄表,若结合颜色传感器还可用于停车系统。

5. Wi-Fi

安森美半导体具备领先的 Wi-Fi 技术如波束成形、8x8 多用户多入多出(MU-MIMO)等,还提供先进的参考设计 Spartan,加速硬件交付的上市时间。Spartan 为经授权的原始设备制造商(OEM)和原始设计制造商(ODM)提供产品设计文档、板制造文档、产品外壳文档,为便于 OEM 和 ODM 定制,还提供通用预测试固件和软件开发套件(SDK),帮助 OEM 和 ODM 降低成本,加快产品上市。

Spartan 产品线有几种不同的组合,有符合 Wi-Fi 6 的 Spartan 5XL,用于 Wi-Fi 路由器和通用 Mesh 等;有符合 Wi-Fi 5 的 Spartan Essential,用于 Wi-Fi Mesh、扩展器、通用中继器等,相比大多数Mesh方案,Spartan Essential 提供更广无线覆盖范围,更多设备支持和更少的接入点;有符合 Wi-Fi 6 的 Spartan 路由器,用于高性能12流 Wi-Fi 路由器等,基于 QSR10GU-AX 芯片组以及 NXP 的 LS1043A 1.6GHz 四核网络处理器,为 OEM 提供了无与伦比的覆盖范围和网络容量,性能水平能满足苛刻应用如 4K 视频流、在线游戏、云同步,并联接越来越多的智能家居产品,将一流的 Wi-Fi 6 路由器加速部署到零售和服务提供商市场。

工业 IoT

高分辨率 X-Cube 系统:用于29 x 29 mm2相机设计

X-Cube 参考设计是个完整的系统方案,基于 X-class 图像传感器系列,在1.1英寸光学格式提供1600万像素分辨率,先进的全局快门成像,高性能、低噪声、低功耗,提供用于机器视觉和智能交通系统(ITS)的 29 mm x 29 mm 工业相机占位所需的成像细节和性能,且系列架构使一种设计支持多种分辨率,帮助加快开发。

资产监控、个人 IoT、医疗

1. 多功能 BLE Beacon 用于信标的广播信息推送、资产跟踪、冷链运输管理及疫情位置跟踪等

从预测性维护到工厂自动化,工业IoT应用将充分利用跟踪和监视资产、分析数据以及在与云服务器之间运行人工智能(AI)算法的能力。出于对这些应用安全性的考虑,安森美半导体已通过生态系统合作伙伴与 IoT 方案公司 tatwah sa 和领先的网络安全供应商 WISeKey 合作,提供基于 RSL10 无线电的 IoT 安全信标(IoT Secure Beacon)。这 Beacon 具有超低功耗,由纽扣电池供电,结合一些传感器可进行模块化配置,而且它是节点到云的方案,并采用数字签名验证机制以确保数据的安全。



图3:多功能 BLE Beacon

2. BLE 汽车无匙进入(PEPS)

在汽车上部署车规级 NCV-RSL10 节点,车主可以通过手机来替代车钥匙,实现无钥匙进入、无钥匙启动功能,备用的车钥匙里面也是 NCV-RSL10 来实现,超低功耗且方便便捷。

3. 超低功耗 BLE 音频传输

RSL10 可作为 BLE 芯片通过安森美半导体的协议传输音频流,用于对讲机、远程麦克风、 BLE 助听器、教学耳机等应用,具有低功耗、降噪、支持 CELT,G.722 编解码、拾音等特点。

4. 语音控制的蓝牙音箱

该方案使用由 LC823455(低功耗和高分辨率音频处理系统 SoC)控制的4个 ONA10IV 和1个 ONA40AD 类放大器,能够通过蓝牙串流音乐,并响应语音命令,还使用 LC717A10AR 电容式触摸传感器,用于手动控制音量、静音、播放、暂停和下一首曲目,以及 LV52511MN 线性24通道 LED 驱动器,用于控制 LED 的工作。

5. BLE 连续血糖仪(CGM)

基于安森美半导体的模拟前端(AFE)和 BLE 的 SoC 或 SiP,可开发出体积更小、功耗更低、性能更稳定的 CGM,提供超低功耗的 BLE 5.0、5.2连接方案,极具特色的 AFE 无缝对接客户的探针传感器,高中低各个层次的 AFE+BLE 单芯片 CGM 方案适应不同方案需求。

节点到云的设计平台

1. 阿里 IoT 云平台设备间通信(M2M)演示套件

灵活及快速的原型,简单配置即可接入阿里 IoT 云平台,超低功耗,提供发布、订阅功能。



图4:阿里 IoT 云平台 M2M 演示套件

2. BLE 5.0 电子标签演示套件(ETAG)

该灵活、快速原型采用 RSL10 和电子墨水,超低功耗,可广泛用于电子价格标签、智能公告牌、智能胸卡、智能可穿戴计算等应用。



图5:BLE 5.0 ETAG

3. 基于 RSL10 的传感器开发套件加快开发

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RSL10,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,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。

4. RSL10 能量采集开关:适用于任何需要能量采集的应用

RSL10 能量采集开关集成 RSL10 SIP 和采埃孚股份公司(ZF Friedrichshafen AG)的高能效能量采集开关,支持从开关的振动中采集足够的能量,免电池,免维护,适用于照明控制等需要能量采集的应用。

5. 蓝牙 IoT 开发套件(B-IDK):易于开发低功耗无线应用

B-IDK 促成环境控制、智能照明、安防、可穿戴等边缘到云应用的快速原型构建和开发。它基于 RSL10,具有超低功耗优势,可配置的移动应用程序支持云互联,兼容 AWS、Azure、Bluemix 或自定义云服务,易于联接到其它 IDK 子板,含全系列感知选项(距离,运动,触摸)和控制(双 LED,步进电机,无刷 DC),提供可即用的简单代码。

6. RSL10 RGB LED 照明:用于汽车尾灯、氛围灯、仪表背光和智能家居照明

这 RSL10 RGB LED 评估板 SECO-NCV7685RGB-GEVB 即插即用,可通过智能手机设定蓝牙控制动画模式,16RGB LED(48通道),每通道可编程驱动电流最大至 60mA,输出频率150、300、600、1200Hz 可选,集成诊断及保护功能,内置应用编程接口(API),加速固件设计周期。

7. Strata Developer Studio™:全面的研发、评估和设计工具

Strata 是云联接的开发平台,提供现成的设计方案和先进的支援能力,包括一插即用的系统、统一的软件及配套文档、自动更新和警告,让工程师在无缝、个性化和安全的环境中享用安森美半导体技术进行研发和评估。如 Strata 赋能的 LED 评估板 STR-4LED-SOL-EVAL-EVK,实现完全控制和遥测,加快和简化汽车照明、消费照明、转向指示器、仪表盘背光的开发。

总结

安森美半导体提供全面的联接、感知、高能效电源管理、控制和保护等构建模块和可配置的节点到云的平台,携手生态系统合作伙伴,推动未来智能家居和建筑、工业 IoT、个人 IoT、智慧医疗、资产监控等 IoT 细分领域的创新,提升用户体验,打造更绿色、更互联的世界。

关于安森美半导体

安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达克上市代号:ON)致力于推动高能效电子的创新,使客户能够减少全球的能源使用。安森美半导体领先于供应基于半导体的方案,提供全面的高能效电源管理、模拟、传感器、逻辑、时序、互通互联、分立、系统单芯片(SoC)及定制器件阵容。公司的产品帮助工程师解决他们在汽车、通信、计算机、消费电子、工业、医疗、航空及国防应用的独特设计挑战。公司运营敏锐、可靠、世界一流的供应链及品质项目,一套强有力的守法和道德规范计划,及在北美、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业务网络。更多信息请访问http://www.onsemi.cn

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