基于IoT網(wǎng)絡(luò)原型平臺(tái)，突破物聯(lián)網(wǎng)落地應(yīng)用挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）始于網(wǎng)絡(luò)連接，是被視為繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次信息技術(shù)革命浪潮。在概念上物聯(lián)網(wǎng)很簡(jiǎn)單，就是把所有帶傳感器或控制器的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)以及設(shè)備彼此相連。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備包羅萬(wàn)象：手機(jī)、家電、汽車(chē)、機(jī)器、機(jī)器部件、可穿戴設(shè)備……以及任何其他您能想到的事物，無(wú)不在其中。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速改變著全球電子信息產(chǎn)業(yè)的當(dāng)下，全球半導(dǎo)體企業(yè)同樣面臨著再次適者生存的又一輪回。作為世界知名的模擬器件及方案供應(yīng)商，ADI公司已經(jīng)面對(duì)變革作出了積極的響應(yīng)。

物聯(lián)網(wǎng)在原理上不過(guò)是一個(gè)連接并擴(kuò)展到云的測(cè)量信號(hào)鏈。雖然大部分的人著重在云端、大數(shù)據(jù)、云圖分析、人工智能還有鏈接部分，但事實(shí)上除了這些之外，最重要的還是將所有傳感器上的數(shù)據(jù)連到上層。如何將傳感器上的數(shù)據(jù)連接到大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心上呢？面對(duì)不同行業(yè)對(duì)于傳感器、無(wú)線(xiàn)接入方式以及接入以后協(xié)議的不同要求，ADI公司的“Fast Start”的平臺(tái)可以幫助不同的企業(yè)快速建立IoT網(wǎng)絡(luò)原型，其突出的特點(diǎn)是應(yīng)用豐富。Fast Start平臺(tái)采用ADI同類(lèi)最佳器件以及無(wú)線(xiàn)連接、MEMS和PMU器件，解決了IoT多樣化帶來(lái)的挑戰(zhàn)。

圖1. 傳感器至云信號(hào)鏈

Fast Start物聯(lián)網(wǎng)連接平臺(tái)包含同類(lèi)最佳的 Cortex M3微處理器ADuCM3029，該器件為集成電源管理的超低功耗微控制器系統(tǒng)，可用于處理、控制和連接。還有運(yùn)行頻率為950MHz的sub-GHz RF模塊，以及ADI提供的一系列傳感器，例如加速度計(jì)和溫度傳感器。該平臺(tái)的微型E-BUS適配器讓用戶(hù)能夠輕松地插入和撥出傳感器。此外，代碼以模塊化方式組成，讓用戶(hù)能夠通過(guò)想對(duì)簡(jiǎn)單直觀(guān)的方式開(kāi)發(fā)和修改驅(qū)動(dòng)程序。以上這些特性讓Fast Start成為面向物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的高級(jí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)平臺(tái)。在使用Fast Start評(píng)估完成之后，用戶(hù)可以拔出RF模塊，將它放置在自己的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品中，此處的節(jié)點(diǎn)通過(guò)RF鏈路將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關(guān)設(shè)備，然后在通過(guò)MQTT將數(shù)據(jù)發(fā)送到Web服務(wù)器，這種特性使其成為端對(duì)端物聯(lián)網(wǎng)連接到平臺(tái)評(píng)估的理想平臺(tái)。

圖2. Fast Start平臺(tái)

除此之外，這款完整的物聯(lián)網(wǎng)解決方案平臺(tái)還支持多項(xiàng)IEEE802.15.4協(xié)議，如WiSUN和6LowPAN等，能快速實(shí)現(xiàn)客戶(hù)多樣化的產(chǎn)品應(yīng)用需求。該方案簡(jiǎn)易的星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)架，同時(shí)兼具高效率、低成本和易維護(hù)性等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品的主要應(yīng)用市場(chǎng)為建筑物、橋梁結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)、物流監(jiān)控、智慧農(nóng)業(yè)（如監(jiān)測(cè)溫濕度、光照度、二氧化碳、土壤酸堿度等），智慧能源（如電動(dòng)車(chē)、UPS電池容量監(jiān)測(cè)）及工廠(chǎng)設(shè)備維護(hù)預(yù)警等。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎(chǔ)，通過(guò)將感知技術(shù)、通信技術(shù)、傳輸技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、控制技術(shù)，運(yùn)用到生產(chǎn)、配料、倉(cāng)儲(chǔ)等所有階段，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)及控制的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，最終實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。

可靠性是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)非常關(guān)鍵的設(shè)計(jì)要求，如何確保工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的可靠性和便利性，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)亟待解決的挑戰(zhàn)。Fast Start平臺(tái)采用的無(wú)線(xiàn)連接可以很好的解決這一挑戰(zhàn)。例如，ADI與合作伙伴共同開(kāi)發(fā)的無(wú)線(xiàn)RS-485方案，數(shù)據(jù)可以直接傳輸超過(guò)1公里而沒(méi)有損耗（以868MHz測(cè)試）。此外，ADI的DUST Networks技術(shù)還可以提供更多可靠的無(wú)線(xiàn)連接應(yīng)用。

智能樓宇：將建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理根據(jù)客戶(hù)的需求進(jìn)行最優(yōu)化組合，從而為客戶(hù)提供一個(gè)高效、舒適、便利的人性化建筑環(huán)境是智能樓宇的目標(biāo)。ADI Fast Start結(jié)合多樣化低功耗傳感器模塊在智能樓宇的物聯(lián)網(wǎng)中獲得應(yīng)用機(jī)會(huì)。例如，在室內(nèi)有毒氣體檢測(cè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，以高穩(wěn)定度與高靈敏度電化學(xué)傳感器為基礎(chǔ)的有毒氣體偵測(cè)器物聯(lián)網(wǎng)解決方案體現(xiàn)了ADI在信號(hào)鏈上的優(yōu)勢(shì)，以及其IIoT無(wú)線(xiàn)通信模塊在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)，不但功能完整易于設(shè)計(jì)，且具有小型化與低耗電、不需布線(xiàn)、可遠(yuǎn)端監(jiān)控的特點(diǎn)。

能量采集：很多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需要無(wú)線(xiàn)、遠(yuǎn)程或移動(dòng)解決方案，因此電源管理通常是系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的主要挑戰(zhàn)。電池壽命對(duì)成本影響很大，有時(shí)甚至?xí)恋K可行性。能量采集對(duì)于實(shí)現(xiàn)完全自主的物聯(lián)網(wǎng)解決方案至關(guān)重要。在許多應(yīng)用中，能量采集的一個(gè)主要障礙來(lái)自環(huán)境的能量水平非常低（例如微光室內(nèi)太陽(yáng)能采集），這就要求電源管理解決方案不僅能以非常少的能量運(yùn)行，而且能有效管理儲(chǔ)能裝置，以便在采集不到能量時(shí)滿(mǎn)足能量需求。Fast Start平臺(tái)采用的電池充電器ADP509X系列可以很好的滿(mǎn)足能量采集市場(chǎng)的需求。例如超低功耗升壓調(diào)節(jié)器ADP5090通過(guò)提供存儲(chǔ)能源的高效轉(zhuǎn)換（低至10 uW），實(shí)現(xiàn)了能量采集技術(shù)領(lǐng)域的一次重大飛躍，其亞uW級(jí)的運(yùn)行損耗，得以為后續(xù)運(yùn)行存儲(chǔ)最大限度的能量。

Fast Start物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是推動(dòng)智慧城市、智能建筑、智能農(nóng)業(yè)、機(jī)器健康監(jiān)控等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的強(qiáng)大工具，除了上述應(yīng)用領(lǐng)域，還包括應(yīng)用于橋梁、隧道和樓宇的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)作物管理的智能農(nóng)業(yè)，實(shí)現(xiàn)EV和UPS電池監(jiān)控的智能電能管理，以及工業(yè)環(huán)境中的設(shè)備監(jiān)測(cè)的智能工業(yè)。

這是一個(gè)瞬息萬(wàn)變的時(shí)代，物聯(lián)網(wǎng)正迅速的改變著商業(yè)形態(tài)和人類(lèi)生活。ADI公司除了能夠提供突破性物聯(lián)網(wǎng)解決方案的基礎(chǔ)技術(shù)外，還與合作伙伴攜手合作，不斷應(yīng)用在信號(hào)鏈和物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)方面的知識(shí)，創(chuàng)建系統(tǒng)級(jí)解決方案，以應(yīng)對(duì)最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。ADI 的創(chuàng)新、專(zhuān)業(yè)技術(shù)和超越一切可能的動(dòng)力意味著 ADI 能夠?yàn)楫?dāng)今的互聯(lián)世界實(shí)現(xiàn)——而不只是從理論上說(shuō)明，在全局層面上考慮問(wèn)題，并實(shí)施整體系統(tǒng)級(jí)技術(shù)來(lái)解決這些問(wèn)題。