賦能未來智慧家居及建築、工業物聯網、資產監控、智慧醫療的物聯網創新方案

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智慧建築/家居/工廠、個人物聯網(IoT)、智慧醫療的不斷發展正極大地改變人們的工作和生活,提供舒適和便利,減少對環境的不利影響,甚至提高整個經濟體系的淨收益。推動高能效創新的安森美半導體提供廣泛的IoT賦能方案,包括基於行業最低功耗的藍牙低功耗(BLE) 5.0 RSL10的一系列方案、先進的機器視覺及安全防衛成像方案、更快更廣更高效的Wi-Fi聯接方案等,採用領先的聯接、感知技術及節點到雲端的設計平台,使設計人員能設計和部署最具競爭優勢的IoT方案,提升用戶體驗,打造更綠色、更互聯的世界。

藍牙低功耗和行業最低功耗的BLE 5.0 RSL10

憑藉固有的高能效和易於與智慧型手機互聯的優勢,藍牙低功耗技術是IoT的首選短距無線協議。如安森美半導體的無線電系統單晶片(SoC) RSL10,支持BLE 5.0,採用 384 kB 閃存,雙核處理器 ( ARM Cortex-M3 處理器、32 位 Dual-Harvard DSP 系統 ),在深度睡眠模式和接收模式的功耗分別低至62.5 nW和7 mW,支持無線韌體更新(FOTA),採用不同的封裝可為多領域IoT應用提供行業最低功耗。RSL10 SIP把完整的天線方案、電源管理、時鐘晶振單元以及其他無源元件整合到一個6 x 8 x 1.46 mm的微型封裝中,無需額外RF設計,即插即用,易於設計導入到任何智慧無線互聯應用中,且通過了美國、歐洲、日本等多國認證體系。RSL10是安森美半導體各種BLE方案的核心元件。

智慧家居及建築

  1. RSL10 Mesh平台賦能智慧建築、工業IoT和資產跟蹤低功耗藍牙網狀網路應用

藍牙低功耗網格規範內置了多層加密的安全性。適當部署的藍牙低功耗網狀網路可覆蓋比傳統的點對點 (P2P) 藍牙通信更長的距離,因為節點可以通過將數據包中繼到傳輸節點範圍之外的目標節點來執行消息傳遞。 這使以前藍牙技術無法實現的各種應用成為可能。安森美半導體的RSL10 Mesh平台幫助大大加快網狀網路的開發,以更快地部署節點,推進性能極限。該平台基於RSL10 SIP,含兩個RSL10 Mesh節點和一個聯接到Strata Developer Studio™(高度直觀的評估和研發工具)的Strata網關、用於監測溫度和環境光以及磁場檢測的多個環境感測器、LED指示器、三路LED驅動器、電池充電器,配以基於Eclipse的整合開發環境、用於預配、配置和控制低功耗藍牙網狀網路的移動應用程式,以及符合藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)的網狀網路軟體包。

圖1:RSL10 Mesh平台

  1. 互聯照明平台賦能智慧樓宇降低能耗

高能效和模組化是互聯照明最重要的兩個因素。安森美半導體的互聯照明平台是極高能效的模組化平台,滿載時能效超過90%,支持多種聯接,包括BLE、乙太網路供電(PoE)和Zigbee Green Power。它提供高達90瓦的輸出功率,並提供兩個獨立的通道,每個通道都可提供和控制多達16個LED。其聯接模組基於RSL10系統級封裝(RSL10 SIP),提供低功耗LED無線控制選項,包括開/關、調光和編程。安森美半導體提供整合的開發環境(IDE)、各種用例和移動應用程式等全面的軟體工具支援。

圖2:互聯照明平台

 

  1. 3D感知訪問控制和安全平台:用於智慧可視門鈴

這方案基於安森美半導體的AR0237IR影像感測器,最顯著的優勢是用單顆感測器替代通常需要黑白加彩色兩顆感測器才能完成的識別。AR0237IR同時捕獲可見光影像和紅外影像以進行深度感知,及反欺詐和3D識別等先進演算法,在各種光照條件下也提供好的靈敏度,並支持高動態範圍(HDR),用於智慧門禁控制和智慧視頻安全防衛等應用。

  1. 超低功耗BLE相機:用於自動抄表

這方案基於安森美半導體的RSL10和超低功耗高速CMOS影像感測器ARX3A0,在創新的‘超低功耗’模式下,整個系統進入休眠狀態,感測器可以實現每秒一幀輸出的功耗不到3 mW。除了用於自動抄表,若結合顏色感測器還可用於停車系統。

  1. Wi-Fi

安森美半導體具備領先的Wi-Fi技術如波束賦形、8×8多用戶多入多出(MU-MIMO)等,還提供先進的參考設計Spartan,加速硬體交付的上市時間。Spartan為經授權的原始設備製造商(OEM)和原始設計製造商(ODM)提供產品設計文檔、板製造文檔、產品外殼文檔,為便於OEM和ODM定制,還提供通用預測試韌體和軟體開發套件(SDK),幫助OEM和ODM降低成本,加快產品上市。

Spartan產品線有幾種不同的組合,有符合Wi-Fi 6的Spartan 5XL,用於Wi-Fi路由器和通用Mesh等;有符合Wi-Fi 5的Spartan Essential,用於Wi-Fi Mesh、擴展器、通用中繼器等,相比大多數Mesh方案,Spartan Essential提供更廣無線覆蓋範圍,更多設備支持和更少的存取點;有符合Wi-Fi 6的Spartan路由器,用於高性能12流Wi-Fi路由器等,基於QSR10GU-AX晶片組以及NXP的LS1043A 1.6GHz四核網路處理器,為OEM提供了無與倫比的覆蓋範圍和網路容量,性能水準能滿足苛刻應用如4K影音流、線上遊戲、雲端同步,並聯接越來越多的智慧家居產品,將一流的Wi-Fi 6路由器加速部署到零售和服務提供商市場。

工業IoT

高解析度X-Cube 系統:用於29 x 29 mm2 相機設計

X-Cube參考設計是個完整的系統方案,基於X-class影像感測器系列, 在1.1英寸光學格式提供1600萬像素解析度,先進的全局快門成像,高性能、低雜訊、低功耗,提供用於機器視覺和智慧交通系統(ITS)的 29 mm x 29 mm工業相機占位所需的成像細節和性能,且系列架構使一種設計支持多種解析度,幫助加快開發。

資產監控、個人IoT、醫療

  1. 多功能BLE Beacon用於信標的廣播資訊推送、資產跟蹤、冷鏈運輸管理及疫情位置跟蹤等

從預測性維護到工廠自動化,工業IoT應用將充分利用跟蹤和監視資產、分析數據以及在與雲端伺服器之間運行人工智慧(AI)演算法的能力。出於對這些應用安全性的考慮,安森美半導體已通過生態系統合作夥伴與IoT方案公司tatwah sa和領先的網路安全供應商WISeKey合作,提供基於RSL10無線電的IoT安全信標(IoT Secure Beacon)。這Beacon具有超低功耗,由紐扣電池供電,結合一些感測器可進行模組化配置,而且它是節點到雲端的方案,並採用數位簽章驗證機制以確保數據的安全。

圖3:多功能BLE Beacon

  1. BLE汽車無匙進入(PEPS)

在汽車上部署車規級NCV-RSL10節點,車主可以通過手機來替代車鑰匙,實現無鑰匙進入、無鑰匙啟動功能,備用的車鑰匙裏面也是NCV-RSL10來實現,超低功耗且方便便捷。

  1. 超低功耗BLE音頻傳輸

RSL10可作為 BLE 晶片通過安森美半導體的協議傳輸音頻流,用於對講機、遠程麥克風、BLE助聽器、教學耳機等應用,具有低功耗、降噪、支持CELT,G.722 編解碼、拾音等特點。

  1. 語音控制的藍牙音箱

該方案使用由LC823455(低功耗和高解析度音頻處理系統SoC)控制的4個ONA10IV和1個ONA40A D類放大器,能夠通過藍牙串流音樂,並回應語音命令,還使用LC717A10AR電容式觸摸感測器,用於手動控制音量、靜音、播放、暫停和下一首曲目,以及LV52511MN線性24通道LED驅動器,用於控制LED的工作。

  1. BLE連續血糖儀(CGM)

基於安森美半導體的模擬前端(AFE) 和 BLE 的 SoC 或 SiP ,可開發出體積更小 、功耗更低 、 性能更穩定的CGM,提供超低功耗的 BLE 5.0 、 5.2 連接方案,極具特色的 AFE無縫對接客戶的探針感測器,高中低各個層次的 AFE+BLE單晶片CGM 方案適應不同方案需求。

節點到雲端的設計平台

  1. 阿里 IoT 雲端平台設備間通(M2M)演示套件

靈活及快速的原型,簡單配置即可接入阿里IoT雲端平台,超低功耗,提供發佈、訂閱功能。

圖4:阿里IoT雲端平台M2M演示套件

  1. BLE 5.0電子標籤演示套件(ETAG)

該靈活、快速原型採用RSL10和電子墨水,超低功耗,可廣泛用於電子貨架標籤、智慧公告牌、智慧胸卡、智慧可穿戴計算等應用。

圖5:BLE 5.0 ETAG

  1. 基於RSL10的感測器開發套件加快開發

RSL10感測器開發套件和RSL10太陽能電池多感測器平台,結合尖端智慧感測器技術及RSL10,並具備所需的所有固件、軟體以及移動和與雲端相關的功能,開箱即用,實現具有持久電池使用壽命甚至完全由太陽能供電的免電池的IoT應用,包括智慧家居和樓宇自動化如暖通空調(HVAC)控制、窗戶/門感測器和空氣品質監測、資產跟蹤如包裹打開/關閉檢測、衝擊監測及溫度和濕度數據記錄等。

  1. RSL10能量採集開關:適用於任何需要能量採集的應用

RSL10能量採集開關整合RSL10 SIP和采埃孚股份公司(ZF Friedrichshafen AG)的高能效能量採集開關,支持從開關的振動中採集足夠的能量,免電池,免維護,適用於照明控制等需要能量採集的應用。

  1. 藍牙IoT開發套件(B-IDK):易於開發低功耗無線應用

B-IDK促成環境控制、智慧照明、安全防衛、可穿戴等邊緣到雲端應用的快速原型構建和開發。它基於RSL10,具有超低功耗優勢,可配置的移動應用程式支持雲端互聯,相容AWS、Azure、Bluemix 或自定義雲端服務,易於聯接到其他 IDK子板,含全系列感知選項(距離, 運動, 觸摸)和控制(雙LED, 步進電機, 無刷DC),提供可即用的簡單代碼。

  1. RSL10 RGB LED照明:用於汽車尾燈、氛圍燈、儀錶背光和智慧家居照明

這RSL10 RGB LED評估板SECO-NCV7685RGB-GEVB即插即用,可通過智慧型手機設定藍牙控制動畫模式,16RGB LED (48通道),每通道可編程驅動電流最大至60 mA,輸出頻率150、300、600、1200 Hz可選,整合診斷及保護功能,內置應用編程介面(API),加速韌體設計週期。

  1. Strata Developer Studio™:全面的研發、評估和設計工具

Strata是雲端聯接的開發平台,提供現成的設計方案和先進的支援能力,包括隨插即用的系統、統一的軟體及配套文檔、自動更新和警告,讓工程師在無縫、個性化和安全的環境中享用安森美半導體技術進行研發和評估。如Strata賦能的LED評估板STR-4LED-SOL-EVAL-EVK,實現完全控制和遙測,加快和簡化汽車照明、消費照明、轉向指示器、儀錶盤背光的開發。

總結

安森美半導體提供全面的聯接、感知、高能效電源管理、控制和保護等構建模組和可配置的節點到雲端的平台,攜手生態系統合作夥伴,推動未來智慧家居和建築、工業IoT、個人IoT、智慧醫療、資產監控等IoT細分領域的創新,提升用戶體驗,打造更綠色、更互聯的世界。

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