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持续能量采集器和安森美半导体的低功耗射频技术填补用于物联网的环境和加速度计传感器的缺口

背景

尽管物联网(IoT)的激增是无可争议的,但迄今只有少数出版物就有关能源供应问题启发了公众,支持迅速增长的传感器和收发器数量。

持续能量采集器和安森美半导体的低功耗射频技术填补用于物联网的环境和加速度计传感器的缺口

图1. 每年部署的传感器数量预测

Trillion Sensor Visions:万亿传感器前景预测

Sensors/year:传感器/每年

(资料来源:Sia and Tsensor.org 2015)

在法国南锡举行的2018年世界材料论坛(World Material Forum)上,证实了IoT的快速增长

以及对数据存储、处理和传输的高要求将成为该项目可持续性的重要问题。 因此,任何形式的能量采集都是受欢迎的,除非绝对强制。

应对这一挑战的全面潜在方案包括:

◆设计超低功耗嵌入式硬件平台

智能系统级电源管理

从工作环境中采集能量来使设备自供电

在实施这些方案时,电子设计人员必须记住,IoT传感器不仅必须测量一个值(包括温度,湿度,污染,光照水平),而且还必须将该值传达给其系统主机 –通常是无线的–以有限的电源。

为了实现这,必须全面考虑设计中的每个系统级组件,包括传感器、接收器、能源和通信占空比。

本白皮书将探讨安森美半导体的高能效方案如何用最尖端的持续感知器技术实现无电池应用。

超低功耗收发器和通信协议

设计的第一步是选择既超低功耗又支持无线协议以传输信息的RF收发器。适当的无线协议应支持并含以下特性:

支持局域网传输距离

(室内约几十米)

通过架构实现低功耗

(短帧和低Tx功率可减少CPU和无线电功率预算)

支持安全传输(例如加密)

提供简单的接收机制(信标)

提供易用的硬件实施

(例如,传感器和收发器之间的直接接口)

高集成度(SiP或单芯片)

提供标准化的通信协议(IEEE或SIG类型),包括传感器节点和网关之间的互操作性

低实施成本以支持大众市场可用性

幸运的是,蓝牙特别兴趣小组(SIG)和Zigbee®联盟现在提供无线协议,专注于优化各自的协议多年。 现在,我们提供了蓝牙5以及Zigbee Green Power协议,在短帧持续时间、安全性和发射功率进行了优化。

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