使用模块化平台实现高能效IoT设备
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前言 物联网(IoT)的部署正在获得实质的动力，感测方面新的技术进展和新兴的通信协议将有助于推动IoT的发展。IoT的多学科特性需要一系列广泛的能力，资源或经验有限的组织在将设备连接到云方面可能会遇到挑战。当涉及到确保在不同的垂直市场更快地采用IoT，电池使用寿命或设备独立性是另一个挑战。 在网络边缘进行数据采集和/或执行活动的IoT节点通常是电池供电的。频繁更换电池的不切实际和维护成本是开启许多物联网应用的障碍。部署在远程位置的节点进一步加剧了这一问题。 对于物联网的潜在用户和方案提供商，掌握提供高能效工作的互连技术如蓝牙低功耗(BLE)或低功耗广域网(LWAN)技术至关重要。此外，创新的免电池传感器，如安森美半导体的智能无源传感器(SPS)，通过采集超高频(UHF)射频(RF)能量来工作，消除了对电池使用寿命管理的任何顾虑。它们无需维护，还能对难以进入的区域进行监测。 蓝牙低功耗生态系统 蓝牙低功耗(BLE)技术是智能家居、楼宇自动化、智能零售、数字健康等IoT垂直领域最受欢迎的通信协议之一。几乎每一部智能手机和平板电脑都可用蓝牙，加之协议的功能增强，非常适合用在IoT网络边缘。 BLE引入了传输小数据包然后进入睡眠模式的理念，大大降低了整体功耗。这种工作模式非常适于传感器节点，因为在传感器节点中不需要恒定的数据流。BLE采用无连接模式，更宽通道，更短数据包和更简单的堆栈，优化以提供高能效。为了进一步支持IoT模式，在BLE规范中增加了新的网络拓扑，如广播、网格和更强大的安全功能，包括“中间人”保护和AES-128加密。 最近的更新 - 蓝牙5 - 是在提供与IoT相关的功能和性能方面的又一重大进步。蓝牙5将峰值带宽增加到2 Mbps，并扩展了4倍的范围，达到了300米的理论数字。对于IoT应用而言，特别重要的是蓝牙5能被配置为网状网络，而不需要中央集线器——这显著地增加了潜在覆盖范围并使网络更具灵活性。 安森美半导体的多协议蓝牙5认证的SoC RSL10具有业界最低的睡眠和接收功耗，非常适用于电池供电的应用。RSL10还获ULPMAX®验证，获得超过1000分的可观成绩（得分越高，功耗越低）。ULPMAX®是嵌入式系统的行业标准基准（https://www.eembc.org/ulpmark/index.php）。RSL10的CortX-M3核与32位低功耗DSP核、宽输入电压范围、嵌入式闪存和超微型尺寸提供了极大的设计灵活性。 智能无源传感器-开辟IoT的机会 安森美半导体的SPS技术扩展超低功耗工作的概念和便利性，是完全无线的-既可用于数据传输，也提供运行所需的极小功率。 图1：SPS技术是完全无需电池和无线的 Antenna：天线 Sensor：传感器 SPS‘标签’可以监测环境参数，如温度、压力和湿度，这是许多IoT应用的关键。它们含一个超薄的集成电路(IC)，管理电源、RF互联和感测，无需一个微控制器。这些器件从UHF RF传输中采集能量，因此只需将RF读取器靠近就可以使它们正常工作。 由于小体积、低成本的SPS标签有革新IoT的潜力，能在以前难以进入的区域感测。它们特别适用于难以更换电池的领域，如嵌入墙壁或地板。 图2：SPS技术实现了一种全新的IoT感测方法 SPS标签用于病人接触医疗应用中是完全安全的，它们的低成本使其可用于大批的一次性应用，如用于监测运输中的食物。在一次性应用中，SPS标签不需要电池这一事实既节省了成本，也避免了与电池处理有关的任何环境问题。 |
