什么樣的物聯(lián)網(wǎng)傳感器方案才能搶占競(jìng)爭(zhēng)先機(jī)？

近日，國(guó)內(nèi)IoT大動(dòng)作不斷，華為自研IoT專用系統(tǒng)“鴻蒙”出世，阿里旗下平頭哥發(fā)布用于AIoT的RISC-V處理器，中國(guó)本土化的獨(dú)立IoT生態(tài)體系愈發(fā)凸顯。權(quán)威數(shù)據(jù)表明，現(xiàn)如今全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量已接近80億，而據(jù)權(quán)威人士預(yù)測(cè)，至2022年 這一數(shù)字將飛躍至240億。

物聯(lián)網(wǎng)(IoT)迅猛增長(zhǎng)并帶動(dòng)智慧城市、智能家居、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)、智慧穿戴、智能醫(yī)療等一系列新興應(yīng)用，但高速增長(zhǎng)下隨之而來的便是愈發(fā)凸顯的痛點(diǎn)和挑戰(zhàn)……傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的“五官”，只有“感知”到外界真實(shí)的數(shù)據(jù)，才能真正發(fā)揮出物聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大功效。然而，IoT邊緣節(jié)點(diǎn)的電池使用壽命對(duì)系統(tǒng)影響深重，頻繁更換電池必然會(huì)增加維護(hù)成本。

安森美半導(dǎo)體在“第十二屆國(guó)際物聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)”為我們解答了物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代傳感器如何面對(duì)痛點(diǎn)和挑戰(zhàn)，同時(shí)也解答了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品技術(shù)與創(chuàng)新如何搶占競(jìng)爭(zhēng)先機(jī)，安森美半導(dǎo)體亞太區(qū)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程經(jīng)理彭宗良接受21ic中國(guó)電子網(wǎng)記者的采訪。

功耗是物聯(lián)網(wǎng)傳感器無法繞過的課題

在談及現(xiàn)階段物聯(lián)網(wǎng)傳感器痛點(diǎn)時(shí)，彭宗良語(yǔ)重心長(zhǎng)地說：“目前在傳感和聯(lián)接領(lǐng)域一個(gè)顯著的痛點(diǎn)絕對(duì)是節(jié)能，特別是維持IoT邊緣節(jié)點(diǎn)的電池使用壽命，以實(shí)現(xiàn)多月到多年的運(yùn)行。”

據(jù)彭宗良介紹，高能效始終是安森美半導(dǎo)體產(chǎn)品開發(fā)的一個(gè)重要因素，從行業(yè)最低功耗的藍(lán)牙低功耗無線電RSL10無線電到最新的低壓降(LDO)穩(wěn)壓器 NCP171始終秉承這一理念。

NCP 171雙模LDO穩(wěn)壓器專用于優(yōu)化IoT邊緣節(jié)點(diǎn)的功耗，提供不可思議的50 nA靜態(tài)電流。值得一提的是，安森美半導(dǎo)體還提供超低功耗成像方案，包括AR0431 400萬像素 CMOS圖像傳感器，以及集成LC823xxx產(chǎn)品系列的行業(yè)最低功耗的音頻數(shù)字信號(hào)處理(DSP)。據(jù)悉，高能效器件能夠?yàn)闊o電池IoT應(yīng)用開發(fā)大量方案，包括能量采集藍(lán)牙低功耗開關(guān)和RSL10太陽(yáng)能電池多傳感器平臺(tái)。

圖1：低功耗成像方案

圖2：RSL10太陽(yáng)能電池多傳感器平臺(tái)

物聯(lián)網(wǎng)正高速增長(zhǎng)，在其細(xì)分領(lǐng)域智能家居和樓宇自動(dòng)化應(yīng)用中，智能照明發(fā)揮著舉足輕重的作用，實(shí)現(xiàn)節(jié)能省電，降低用電成本，并方便人們的生活。要設(shè)計(jì)出具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的智能照明方案，需從LED驅(qū)動(dòng)、通信多方面考量，當(dāng)然也繞不開能耗這一重要方面。

據(jù)介紹，安森美半導(dǎo)體提供基于藍(lán)牙低功耗的智能照明方案，集成可擴(kuò)展功率的線性LED交流直接驅(qū)動(dòng)器NCL30170、行業(yè)最低功耗的藍(lán)牙5系統(tǒng)單芯片(SoC) RSL10和高壓線性穩(wěn)壓器NCP786A，省去開關(guān)電源(SMPS) ，模擬調(diào)光范圍從5%至100%，功率因數(shù)(PF)達(dá)0.99，滿載條件下的總諧波失真(THDi)僅11%，待機(jī)功耗低于200 mW，有助于設(shè)計(jì)人員以高性價(jià)比實(shí)現(xiàn)超低功耗藍(lán)牙控制的可調(diào)光智能照明方案。

圖3：藍(lán)牙低功耗智能照明方案演示NCL30170 + RSL10 + NCP786A

數(shù)據(jù)顯示，在230 V交流輸入時(shí)測(cè)得的待機(jī)功耗(NCL30170+ RSL10)約140 mW至150 mW，其中NCL30170約消耗125 mW。整個(gè)方案的待機(jī)功耗低于200 mW。

針對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的一流解決方案

目前，中國(guó)本土化IoT的飛躍是有目共睹的，那么傳感器作為IoT的“眼睛”，安森美半導(dǎo)體是如何規(guī)劃中國(guó)市場(chǎng)的建設(shè)？

彭宗良告訴21ic 中國(guó)電子網(wǎng)記者，中國(guó)不僅是所有電子產(chǎn)品的主要供應(yīng)商，也是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的一個(gè)巨大增長(zhǎng)領(lǐng)域。安森美半導(dǎo)體為中國(guó)制造商提供世界一流的IoT方案，提供從行業(yè)最低功耗的無線電到含軟件開發(fā)套件和移動(dòng)應(yīng)用程序的完備的節(jié)點(diǎn)到云平臺(tái)的所有產(chǎn)品。

不僅如此，他表示，安森美半導(dǎo)體仍在關(guān)注新興領(lǐng)域，包括無電池IoT，并且在該領(lǐng)域已獲得了數(shù)個(gè)重要獎(jiǎng)項(xiàng)，包括能量采集藍(lán)牙低功耗開關(guān)獲2019 Electron D’Or “聯(lián)接的物體/智能樓宇”獎(jiǎng)和2018《中國(guó)電子商情》雜志編輯選擇獎(jiǎng)之“最具競(jìng)爭(zhēng)力的物聯(lián)網(wǎng)（IoT）方案”。

當(dāng)然，在市場(chǎng)有可觀的增長(zhǎng)下，IoT無法避免的產(chǎn)生了高度發(fā)散的狀態(tài)，不同行業(yè)應(yīng)用擁有不同的芯片供應(yīng)商，因此在復(fù)雜生態(tài)下為“玩家”帶來不小的安全問題。

彭宗良表示，安森美半導(dǎo)體推出了物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)套件（IDK），是可配置的、節(jié)點(diǎn)到云的快速原型開發(fā)平臺(tái)，采用安森美半導(dǎo)體的超低功耗產(chǎn)品，用于工業(yè)IoT、智能樓宇、智能家居、可穿戴設(shè)備、資產(chǎn)監(jiān)控和其他IoT應(yīng)用。通過廣泛的聯(lián)接、感知和控制配置選項(xiàng)，IDK可實(shí)現(xiàn)IoT應(yīng)用的快速開發(fā)和部署。IDK包括ARM Mbed OS、基于Eclipse的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、云聯(lián)接和一些應(yīng)用示例。

在安全方面，通過采用傳輸層安全性(Transport Layer Security)，IDK提供與微軟Azure，亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)(Amazon® Web Services)和谷歌Cloud™的安全云聯(lián)接。

“安森美半導(dǎo)體提供多個(gè)平臺(tái)如IDK和針對(duì)IoT的垂直方案。我們將持續(xù)擴(kuò)展含網(wǎng)絡(luò)安全的器件和平臺(tái)。”，彭宗良如是說。

物聯(lián)網(wǎng)“玩家”更劃算的選擇

記者了解到，通常，IoT感測(cè)節(jié)點(diǎn)是采用有線連接的，而這阻礙了在某些無法進(jìn)入或難以到達(dá)的地方進(jìn)行部署，而頻繁更換電池也會(huì)增加維護(hù)成本，且電池和走線會(huì)增加面積，不利于實(shí)現(xiàn)高能效和高密度分布。

從企業(yè)角度來看，這些“莫須有”的成本其實(shí)也是有更劃算的選擇。彭宗良表示，安森美半導(dǎo)體的智能無源無線傳感器(SPS)無需電池，在單芯片上即可實(shí)現(xiàn)傳感，可監(jiān)測(cè)溫度、距離、液位和漏水檢測(cè)，基于RFID標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)了傳感器技術(shù)的突破，可快速部署在如墻后、移動(dòng)物體等具挑戰(zhàn)性的環(huán)境，監(jiān)測(cè)和分析海量數(shù)據(jù)，無需維護(hù)。

接著，他用一個(gè)例子介紹表示，安森美半導(dǎo)體的智能無源傳感器（SPS）比其他傳感器節(jié)點(diǎn)提供更低的價(jià)位。而其AR0431圖像傳感器支持單一攝像機(jī)的低成本、高的深度成像方案。 對(duì)于藍(lán)牙低功耗，提供完整的、全認(rèn)證的系統(tǒng)級(jí)封裝（SiP）方案RSL10 SIP，無需額外的RF設(shè)計(jì)專知。

圖4：智能無源無線傳感器（SPS）

本次展會(huì)安森美半導(dǎo)體帶來了智能感知、聯(lián)接、致動(dòng)、智能照明、設(shè)計(jì)平臺(tái)等創(chuàng)新應(yīng)用，那么現(xiàn)階段安森美半導(dǎo)體正著重于哪方面成長(zhǎng)？

彭宗良介紹表示，目前安森美半導(dǎo)體著重提供領(lǐng)先的系統(tǒng)方案，而在技術(shù)的提升上取決于應(yīng)用，這些方案利用智能感知、聯(lián)接、致動(dòng)、智能照明等創(chuàng)新技術(shù)中的一種或多種。從電源管理到聯(lián)接再到成像和語(yǔ)音，安森美半導(dǎo)體一直專注于擴(kuò)展我們的超低功耗IoT方案陣容。

另外，據(jù)彭宗良透露，安森美半導(dǎo)體最近收購(gòu)了在Wi-Fi技術(shù)和軟件專知的行業(yè)領(lǐng)袖Quantenna，為其聯(lián)接產(chǎn)品陣容增添了重要的能力。

在采訪的最后，彭宗良告訴記者，今年秋季（9月17日和19日以及10月22日）將奔赴中國(guó)的各個(gè)主要城市，舉辦“智能家居及樓宇的創(chuàng)新”系列技術(shù)研討會(huì)，共商中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)這一話題，為本土化市場(chǎng)做貢獻(xiàn)。值得一提的是，特別針對(duì)中國(guó)，也將展示其IDK的M2M Ali IoT。

圖5：安森美半導(dǎo)體亞太區(qū)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程經(jīng)理彭宗良