IoT传感器钱太多不是好事真的是好事吗

为什么ZigBee和LoRa那么好用,他还是选择了NB-IoT-ST行业动态-意法半导体STM32/STM8技术社区
为什么ZigBee和LoRa那么好用,他还是选择了NB-IoT
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来源:ST社区
&如果在体制内,我可能够格当个工程院院士,我们的产品工程价值绰绰有余&,银蕨电力科技CEO方明博士略带调侃的言语迎来现场掌声。通过微型智能电网传感器++大数据分析,这家初创企业破解了长期以来困扰运检一线现场的&配网单相接地短路故障检测和定位&这一业界难题。
6月12日,鹰潭,移动产业与应用发展峰会预期18:30结束。然而,会议超时了1个多小时,方明是当天峰会最后登台的演讲人,但这丝毫没有影响他对NB-IoT技术应用于智能电网前景的看好。
1990年,在清华大学攻读电力专业博士学位的方明,参与了高压直流输电控制与保护系统的研制;2000年之后参与了国内3G通信的研究;这几年又重操旧业开始在智能电网领域创业。
过去,曾有人多次找方明研发电气安全监测和节能减耗系统,他认为时机并不成熟,主要是没有合适的远程。不过,当他了解到NB-IoT这项技术具备强穿透性、超低功耗和广覆盖等特性,并即将在国内商用时,他认为机会来了。
特高压工程电压等级高至80万伏,需要对某些关键高压设备进行在线监测和故障预诊断,以防非计划停运,无线、无源才能满足如此高电压位置的绝缘要求。
为了在线同步采集动作电流,及时发现更换特性蜕化的避雷器,银蕨电力采用ZigBee技术,经过18个月研发,电流传感器才稳定工作。过程中,他们甚至不得不修改ZigBee的底层协议来规避WiFi信道对ZigBee在中国的应用频点产生的干扰。
在方明眼中,NB-IoT这一技术出来有点晚了如果当时有完善的NB-IoT网络覆盖和成熟的模组,可能只需要5个月就能实现基于Zigbee的特高压设备在线监测和故障诊断系统的同样功能。
目前,在鹰潭,三大运营商已建成近千个NB-IoT基站,提供全域覆盖的NB-IoT优质网络,实测NB-IoT网络可覆盖至地下3米深处的城市管道。
以前,银蕨电力曾使用了Zigbee、LoRa等私有通信连接技术。&用着还不错&,方明如此评价。吸引银蕨电力迅速切换至NB-IoT的原因在于:NB-IoT是广域覆盖的,厂家不需要为单独部署调试网络花费精力。
其次,NB-IoT采用定时周期上报以及本地事件触发的报警机制,大大简化了信令交互,不像3G/4G移动通信终端那么耗电,且其信号可穿透建筑墙壁。因此,NB-IoT特别适合远程自动抄表等应用。
不过,在Rel-14版本中,NB-IoT支持多播、连续移动性、新的功率等级等等,也将适用于部分对数据传输速率要求不高的移动业务。
几天前,鹰潭遭遇连续的大雨,让方明一度担心起他的另一个应用试点,基于NB-IoT对地下高压电缆的温度监测是否会因为水淹而失效?
智慧城市不仅需要保证地面以上的安全,还需要关注&地下&,包括地下电缆状态监测及报警、隧道环境监测(水位、气体、温湿度)、安防及管网资源管理(井盖门禁、井下人员定位、电缆资产)。
由于电缆接头处的铜芯接触面电阻较大,负荷电流会引起接头发热并导致绝缘进一步老化,严重时可能会引发火灾等事故。
为防止事故发生,过去一般采用人工定期巡检,成本高且实时性不够。业界也试图用分布式光纤监测等来解决问题,但光纤系统自身需要维护且成本很高。
由于NB-IoT具备深度覆盖的特性,无需信号中继,可很方便地用于城市地下2~3米处的电缆接头温度监测和温度异常告警。
所幸的是,大雨过后,安装于鹰潭的地下电缆温度传感器依然工作正常,然而,这类应用在方明眼中并没有技术门槛。其实,他的言外之意是,此类应用会很快得到普及
近期,NB-IoT正式商用许可获工信部批准,GSM/FDDIMT系统频段可部署。方明认为,在800MHz/900MHz频段下,NB-IoT信号可穿透地下、街头金属环网柜、低压配电箱和大型建筑墙壁等,这些将有利于实现很多过去难以实现的电力系统监测类应用。
目前,智能电网的数字化、信息化、互动化,需要对电网设备状态进行监测,包括电力生产管理、电力资产全寿命周期管理、智能用电等方面。NB-IoT提供了一种简单有效的通信手段。
国家电网相关人士认为,基于NB-IoT的无线、无源微型智能电网传感器使得电网有了&可穿戴设备&,非常适合线路长短不一、拓扑结构复杂的配电系统的海量数据采集和故障检测定位。其在电力设备诊断、电力需求管理和响应的数据采集中将发挥更大的作用&&NB-IoT的商用,可以给电网装上更多的&眼睛和耳朵&:
1.可7x24小时远程监测配电网任意地点的电流、电压、温度、谐波、三相不平衡等,挖掘分析这些数据可让电网正常运行时完全&透明可视&,故障后及时准确地定位故障地点,减少停电抢修时间;
2.通过对历史和实时用电数据进行分析,可掌握线路负荷和过流情况,预防绝缘老化等,使得电气安全问题早知道;
3.节能设备可能只省20%的电,80%的节能来自用电习惯的管理,NB-IoT的应用可提供持续的节能之道;(延伸阅读:来自华为坂田基地的员工投诉)
4.传统能效和电气安全监测系统存在局限性,设备安装成本已经超过其自身成本,带有面板的电表式思维肯定会被淘汰,有了NB-IoT,未来的方向是微型传感器+云的升级;
对于NB-IoT,方明也一针见血的指出了制约其早日规模应用发展的三个瓶颈:
1.NB-IoT在鹰潭网络覆盖得很好,但NB-IoT芯片方案可能还需要半年时间才会完全成熟;
2.与ZigBee等对比, NB-IoT模组成本80元偏贵,希望芯片和模组厂家能够迅速降低成本;
3.配合NB-IoT模组,现在的物理SIM卡,需要尽快切换至eSIM或软SIM,物联网体积越小越好,现有SIM卡尺寸面积几乎与模块一样大,希望业界能够尽快去掉物理SIM卡,以加速NB-IoT的大规模商用。
2017年即将收尾,在这一年,手机指纹识别市场再次遇到重重挑战,除了延续去年的杀价态势之外,指纹识别还遭遇到今年的全面屏风潮,使其在盖板方案备受冲击的同时,指纹技术路线也发生偏移,一部分开始转向3D人脸识别的研发,一部分转向屏下指纹的研发。另外,市场领域也开始向嵌入式指纹市场拓展,并在今年呈现强化的趋势,而嵌入式指纹市场最大的应用领域就是智能门锁。
在近日召开的2017物联网产业峰会上,中国移动、中国电信、中国联通三大运营商公布了其物联网布局的最新进展。2018年,三大运营商的网络将全面支持窄带物联网技术(NB-IoT)。2017年底前,中国移动将实现346个城市的NB-IoT连续覆盖和全面商用,并提供10亿元NB-IoT模组专项补贴。
最近Android给出了一批可以搭载Android 8.0系统Oreo的智能穿戴名单,一下子让我想起了这个已经凉了的领域……注意,我说的是智能穿戴,不是Android 8.0哦。其实这个名单,也可以被看做“智能穿戴幸存者”名单了,已经能用上Oreo的有Fossil、LG Watch、LV、Micheal Kors和Montblanc,外来会接入的有卡西欧、华为、中兴、Diesel、Hugo BOSS……
对能量的追求,是永恒的主题。智能手机,无论是在虚拟世界还是现实生活,现在几乎很少有能让我们使用超过一天的产品了。我们的生活已经处于一个随时都在寻找电源充电的窘境。就算在家里也是如此,每天都要和家人或同事抢充电器,并且各种设备之间也都要充电。虽然这看起来很混乱,但是依然可以通过巧妙的规划来解决。
日前丰田和松下联合宣布,双方未来将合作共同开发电动车可用的新型电池。关于未来的产品方向,则会有别于目前在市场中主流的圆柱形电芯设计(Tesla 等公司都在使用),两家日本巨头此番想要探索方形电芯更多的可能性。
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IoT推动传感器创新
[导读] 技术出现了巨大变化:所有一切都连接到互联网。功能强大而且使用方便的互联网使得这些产品的价值更高,因此,企业蜂拥而至,将其物联网 (IoT) (图1)
产品推向市场。图1. 物联网传感器传感器无处不在;您的汽车和电话
&技术出现了巨大变化:所有一切都连接到互联网。功能强大而且使用方便的互联网使得这些产品的价值更高,因此,企业蜂拥而至,将其物联网 (IoT) (图1)
产品推向市场。本文引用地址:
图1. 物联网
传感器无处不在;您的汽车和电话里到处都是。之所以出现这种增长,有三个关键原因&传感器的尺寸越来越小,价格低廉,功耗也越来越低。一个很好的例子是MEMS加速度计,它最先被广泛应用在车辆的气囊中。这些器件的成本很快从数百美元降到几十美元。成本降低之后,它们几乎可以用在所有其他类型的物体上。现在,这些器件得以应用于数十亿台智能电话中,价格也降到一美元。传感器越来越小,价格越来越低,随之进入了更多的市场领域。在这一过程中,传感器在传统器件中增加了智能化,改变了世界。
一些常用的传感器测量温度、压力、振动、液流和加速度。此外,摄像机和麦克风也很常见。现在,新出的电话还有陀螺仪和磁场计。现在的单芯片解决方案含有三个加速度计、三个陀螺仪和三个磁场计。我们会看到目前的传感器在精度和灵敏度上会不断改进,而且还能够探测其他形式的能量和物质。
随着传感器的快速发展,设计人员越来越多地选择通过无线网络将其链接起来。但是不同的传感器有不同的需求,不同的无线标准也有不同的特性。您的应用适合采用哪种无线标准?
无线有很多种标准,例如,GPRS、GSM、CDMA、Zigbee、Bluetooth、WiFi、全球定位系统 (GPS)、近期通信
(NFC),以及射频识别 (RFID)
等。每一种无线标准都有其优缺点,因此,根据您的具体应用,建议使用不同的技术以满足您的需求。您的应用适合采用哪种无线标准?请参见表1 。
表1. 无线技术标准指南
当您通过无线网络集成一组传感器并使其协调工作时,就需要建立数据采集子系统。数据采集是对连续真实的信息进行采样,产生软件能够处理的数据。可以把采集到的数据在设备上显示、分析并存储。PC、电话或者其他可穿戴式设备都可以用于对来自传感器的真实信息进行数据采集。数据采集系统的组件包括相应的传感器、滤波器、信号调理、数据采集器件,以及应用软件。最终的数据分析应与输入数据一致,因此,由采集功能负责提供高质量数据。需要进行仔细的设计才能获得有意义的数据。
目前的难点
让我们了解一下目前的难点和限制。传感器的应用受限于哪里?对于大量的IoT设备,电池可能是主要的限制。电池的发展比较慢,当我们尝试使其工作时间更长,或者体积更小时,一直会面临比较大的限制。之所以出现进展缓慢这一问题,原因是电池供电和容量是无线传输距离最关键的限制。例如,蓝牙和WiFi的传输距离不远。蓝牙相对功耗较低。蜂窝技术能够传输几英里,但是功耗很高。
一种工作方式是突发传输,只把功耗很高的长距离发射器打开几秒钟,发送数据,然后关掉它。但是,这对于接收器而言却带来了问题,它只有打开时才监听信息:如果一个设备时断时续的发送,另一个也是时断时续的监听,那么,它们可能建立不了通信。WiFi
和蜂窝等协议要求一直或者几乎连续的连接,因此,很难降低电池功耗。
这些限制导致一些有趣的设计综合考虑。现在能够以很低的成本而且也很容易使用 GPS 定位芯片,确定设备的位置。但即使是
GPS,它也只是一个接收器,功耗也比较大。比较而言,加速度计的功耗非常低。通常您可以使用加速度计来替代 GPS
模块,从而降低功耗。数据虽然不同,但是加速度计上更智能的软件一般能够获得很好的位置信息。
除了功耗限制,IoT设计人员还要注意传感器的其他特性。传感器本身在精度和线性度上就有限制。成本极低的传感器虽然非常酷,但是在线性度、失调和漂移等方面精度要比价格昂贵的传感器差一些。可以通过校准来大幅度降低这类误差。工厂校对的成本很高,但是也不容易克服漂移带来的问题。要在使用过程中校准,应知道什么时候应该进行校准。
例如,当加速度计静止时,可以通过存储其读数,消除低成本加速度计的失调误差。然而,加速度计本身无法识别是静止还是在一直缓慢的加速。这就会导致不正确的校准。软件能够消除很多这类限制,但是需要很好的电子硬件来采集数据。
连接IoT器件的安全问题可能会很难解决,原因在于人们一般不愿意有计划的应对这些不常出现的事件,也不会对此而额外付出,即使他们知道这些事件的影响会很大。但实际上,我们会不得不针对这些极端但是很少出现的事件开发新的风险管理策略,例如,大风暴
(Sandy 飓风),太阳耀斑导致的电子干扰,以及网站被黑等。
再比如,我们的电子和电气基础设施从未在极端太阳耀斑活动时进行测试,这类活动也只在100年前发生过。要是发生在今天,我们已经非常依赖电力,其破坏程度会非常大。有了IoT后,这种依赖程度就更大了。我们应该考虑电网停电后对连接了IoT的系统的影响。
当然,我们也不一定非要应对一百年才发生一次的事件。人们一般只有在受到黑客攻击时才吃惊的发现自己对此缺乏准备。由于这类攻击,导致了每年有上千万的个人数据被盗。越来越多的数据被电子化后&不仅仅是您的身份,而且还有您的家庭安全系统以及您个人的行踪等,都有可能受到威胁。窃贼会远程监视您家庭的信息,知道您在哪里,从而知道什么时候破门而入。安全问题在IoT上尤为重要。但是,传感器也应对此负责吗?
数据格式难题
传感器的另一限制是每个传感器都有自己的数据速率、精度和信号处理需求。在IoT上有没有一种统一的方法来处理这些问题?例如,一般是一秒甚至更长的时间采集一次温度值。取决于具体应用,加速度计可能需要每秒钟采样数千次。如果一个设备要同时对此进行监测,那么数据包内容会随着时间而发生很大的变化。这并不难处理,但是并没有统一的标准,因此,获得来自很多源的数据后,很难理解源的含义。
应该以原始二进制的方式来发送数据,减少在传感器上的处理需求,或者应将其转换成工程单位?除非您知道怎样将数据转换成工程单位,使其成为简单的统一标准,否则,二进制毫无意义。如果数据被转换成工程单位,哪种单位是标准?温度可以是摄氏度或者华氏度。压力有很多单位,会让人发疯:帕斯卡、大气压、psi、水的深度,水银汞柱,等等。因此,应该对单位进行标准化,或者在消息中进行设定。
此外,某些传感器的信号处理也非常复杂。把热偶读数转换成摄氏度需要进行冷接点补偿、放大和线性化处理。在软件中进行线性化,以获得最佳精度。这就需要大规模表格或者高阶多项式计算,对于存储器有限的微型低功耗器件就是很大的负担。今后几年数字处理的不断发展会减轻这种负担。
我希望全世界有一种数据交换标准,能够灵活的处理家庭、工业、医疗以及其他应用,传感器节点不会受累于此。您会看到为什么这并不是小事。
我们应该克服这些难题,让IoT未来更辉煌?IoT之所以可行是因为传感器在不断改进,进一步推动了传感器创新。我们今后还会遇到很大的难题。我希望我们能够解决大部分难题。
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秒懂无线IoT传感器设计的五大关键
Gartner最近的调查报告显示到2022年一个典型家庭中的智能设备数量可能超过500个通过引进包括无线收发器和创新传感器在内的低成本物联网技术,我们希望家庭自动化产品将变得越来越智能。但这些功能具有消耗能量的特性,并且这些设备中大多数通过电池供电。
为了成功设计家居互连的产品,设计人员通常必须构建外形小巧的产品,它们具有最低成本的材料清单(BOM)并且可以可靠地运行数年而不用更换电池。
在你开始设计之前,最重要的是要了解目标市场,因为每种市场都会导致对于成本、可靠性和电池寿命的需求差异化。以下是两个极端的例子,它们表明市场需求如何迫使设计人员做出取舍。
基于订购的服务提供商基于订购的服务提供商(例如,有线或卫星互联网服务)更关注长期、可靠操作的重要性,而非获得最低的BOM成本或者实现最小的外形尺寸。
这些公司会在产品成本与现场维修成本之间进行权衡,根据故障原因不同,每次现场技术支持的成本大约在200至2000美元之间。当然,如果问题仅仅是电池耗尽、成本权衡,显然是应该提供更大的电池或采用更低功耗设计。
自己动手实现的家庭自动化虽然这个细分市场看重可靠性,但是这些消费者往往基于成本、尺寸和外观选择产品。这个市场中通常选择小尺寸电池以适应美观的外壳。此外,为获得低售价,产品成本必须低。如果DIY的人获得产品后,产品却失效了,那么消费者更换失效产品的成本要比专业服务提供商市场中需要的更换成本低得多才可以;因此,产品设计人员愿意在这些方面做出某种取舍。
当一个产品需要无线连接时,选择何种协议将成为影响电池寿命的主要因素。&
Wi-Fi是消费无线产品中常用的协议。Wi-Fi能够在高吞吐率下获得大数据流,但相对于其他无线协议来说更加费电。Wi-Fi产品通常采用家用交流电或者需要频繁充电,因为他们没有针对那些采用极低吞吐率、电池供电的产品进行优化。
例如,大多数家庭自动化传感器(例如磁力门窗传感器和被动红外(PIR)运动探测器)长期处于静止状态,它们不能从Wi-Fi所提供的大数据流中获得益处。这些传感器可以利用适合电池供电的无线标准,例如Bluetooth Smart(也称为“BLE”)或者ZigBee。Bluetooth Smart针对直接点对点通信应用,而ZigBee针对多节点网状网络应用。
作为点对点技术,Bluetooth Smart或者“BLE”可能更适用于查询家中的智能设备,例如门锁等。而对于网状网络而言,ZigBee可能更适用于多样性智能设备,例如恒温器、门感应器、甚至窗帘等,它们被配置成自动通信模式并且极少需要用户参与配置。网状网络也具有内建的容错机制,可以消除单点故障,这使得它比点对点技术更可靠。&
表1:无线协议对比&
一旦选择某种无线技术,设计人员需要考虑的下一个因素是确定工作模式和休眠模式中的发送强度、持续时间和占空比需求。
大多数现代无线收发器都提供了休眠模式,从而在不使用时可以节省电量。设备处于休眠模式的时间越长,它消耗的电量就越少,就越能够延长电池寿命。然而,当评估设备的无线功耗负载时,无线收发器电气规格中休眠状态的功耗数据不应当作为唯一输入参数。无线收发器的唤醒时间、发送之前的预处理算法以及重新返回休眠状态所需要的时间也都影响功耗,在计算整体无线功耗预算时也应当把它们包括在内。
无线传输的频率或占空比将直接影响产品的电池寿命。占空比在某种程度上由无线标准需求、软件算法和如何正常使用设备来决定的。例如,门传感器中的开/关事件将引起无线数据传输;然而,这种传感器也可能发送或者接收周期性的轮询事件,以便实现网状网络中节点状态的更新。&
图1:一个轮询事件中无线收发器的动态电流消耗
一般情况下,每个应用都需要特定类型的传感器;一氧化碳检测器需要一氧化碳传感器,烟雾探测器需要电离或光电传感器,运动检测器需要PIR传感器,等等。一旦选择好传感器的类型,如何设计以及选择什么样的MCU便会影响最终可以节省多少能量、节约多少成本。下面的参考设计提供了一些思路。
Silicon Labs的RD- ZigBee接触式传感器参考设计监视门或窗入口。主要的传感器是以簧片开关来检测附近磁体的存在,并确定入口是否打开或者关闭。一旦磁场达到某一阈值时,传感器假定入口状态已经改变,并且开启无线通知循环。
当提到入口事件的数量时,虽然它影响电池寿命,但是当测量覆盖多个入口事件时,数量本身并非是很大的影响因素,如图2所示。
&图2:接触式传感器电池寿命
然而,如果簧片开关被长时间保持在某一个特定状态,并且该状态在电池电源与地之间构成极低的阻抗电路,那么它能够影响电池寿命。为了避免这种情况,Silicon Labs开发的参考设计在簧片开关处于打开或者关闭时,电池电源与地之间具有千欧级的阻抗,因此簧片开关的状态在电池选择时可以忽略不计。换句话说,门传感器可以保持打开或关闭状态多日,却对电池寿命影响极小。
MCU选择也会造成传感器节点功耗的差异。RD- ZigBee电容式感应调光开关参考设计是用于控制基于ZigBee的LED照明节点。这个设计是电池供电的,使用ZigBee,可以放置在任何平坦的表面上,实现完全无线的灯控。它采用电容式传感器检测使用者的物理接触,从而响应特定的光控命令。
参考设计采用小型、低容量的CR2032电池。为了节约能量,设计采用了Silicon Labs低成本、高能效的8位EFM8SB1 MCU去实现触摸感应能力。该电路设计运行在1μA以下,可以为光控命令(例如开、关/亮度控制)检测多个触摸点和手势。
而且,这些电容事件采用相对缓慢、毫秒占空比率进行监视,因为相对于大多数MCU能力而言,人们已经习惯于相对缓慢的人机界面响应。这样可以节省电池电量又不牺牲可用性。当你的产品设计考虑电池的目标使用寿命时,所有这些因素都应该加以考虑。
当决定影响电池寿命的目标市场和电子元器件之后,接下来要考虑不同的电池选项。一般情况下,更小尺寸的电池比更大尺寸的电池拥有更少的存储能力,通常用毫安时(mAh)描述。此外,电池的化学成分也影响其成本及其存储能力。
碱性电池,例如1.5伏的AA和AAA,是非常低成本且具有高存储能力的;但是,它们尺寸大、容易产生高漏损,通常仅限于手持设备,例如电视机遥控器等。此外,两个碱性电池通常被用于实现最小3V的供电,这是大多数消费产品所需要的。
锂电池,如CR2或CR123A有较小尺寸,重量也比碱性电池小,但具有较高的成本;因此,这些电池仅仅用于需要小尺寸和低漏损的设计,例如安全传感器。
至于更小的纽扣电池,例如CR2032,当考虑容量尺寸比时它是高效的,而且对比碱性电池,它有表现更好的低漏损率。然而,考虑到它们的容量仅不到两节AAA电池容量的四分之一,这些纽扣电池主要用在极低功耗的设计中。&
当以上这些设计考虑因素被采用后,最大好处是低成本,IoT传感器有能力为给定的目标市场提供更长的电池寿命。
例如,RD- ZigBee接触式传感器参考设计在单个CR2032供电条件下可运行长达五年。而RD- ZigBee电容式感应调光开关参考设计比一般的电池供电的消费类遥控器还有更长的使用寿命。
获得长电池寿命的部分也要归功于低休眠电流的EM3587 ZigBee Pro收发器的贡献,以及高效的唤醒和发送数据的能力。该特殊设计配置大约每分钟提供一次状态更新,这也使电池使用量最小化。
从参考设计开启能耗节省之路通过仔细评估本文中介绍的设计考虑因素,产品设计人员可以有效的在低成本电池上实现可靠运行的小尺寸产品。
Silicon Labs提供的一系列IoT参考设计降低了设计的复杂性,并且为特定应用优化了电池使用寿命,例如门/窗传感器(RD-)和电容检测调光器开关(RD-)。
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1.微型化的同时降低功耗。将会出现微米甚至纳米级别的微型器件,同时降低功耗。
2.微型化的同时提高精度,将加速度计做到石英加速度计的噪声特性,保证小体积的同时获得光纤陀螺仪的零偏稳定性,且可提供远优于光纤陀螺仪的抗冲击特性。
3.集成化及智能化趋势,即与IC的集成制造技术及多参量的集成制造技术得到发展,以及在集成化基础上使得信号检测具有一定的自
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到目前为止,盛思锐也是唯一一家可同时提供高端硬件、驱动、软件解决方案、应用程序以及云服务等一体化方案的生产厂家。
Microchip家电解决方案部高级经理兼云支持项目组组长Mike
Ballard:目前,我们能看到许多领域的应用的需求,例如烟雾/一氧化碳探测、能耗测量、用户界面以及脉搏血氧仪等医疗检测应用。
近年来,Microchip针对市场提供免费的软件协议栈,也在Bluetooth?和Wi-Fi?等核心技术方面做了一些战略性的收购,在
IoT市场占据重要地位。公司现有的8位、16位和32位PIC?单片机能很好地适用于这一市场,在当今众多IoT产品中均能找到它们的身影。
举例来说,Microchip提供实现IoT功能的Wi-Fi?和Bluetooth?模块,它们可与190余款采用超低功耗(XLP)技术的 PIC?
MCU配合使用。这些XLP MCU提供低至9 nA的休眠电流和低至30
&A/MHz的运行电流,其低功耗外设结合多种低功耗模式,可构建长时间电池供电的IoT节点。这些均满足了IoT应用的低功耗需求。
飞思卡尔Sensor及消费类电子产品市场推广经理高小龙:根据的设计原理及技术参数的不同,飞思卡尔将主要分为五类:加速度、、气压计、陀螺仪、触摸。
飞思卡尔的创新产品有:
● MMA9555: MCU+LOW-G 二合一的智能,内部集成计步器、睡眠监控和手势识别算法;
● FXAS21002:超低功耗陀螺仪(~2.6mA (Active),1.5mA(Ready),2mA (Standby) 。
可用于如下案例。
● 智能手环: 基于FXLC95000 (MCU+LOW-G二合一)的智能手环参考设计,除了支持计步器、睡眠监控和手势识别外,还将集成飞思卡尔
SENSOR FUSION算法支持更多的应用。
● 空中鼠标: 基于FSL MCU+SENSOR的空中鼠标参考设计,支持蓝牙通讯及各种应用。
Intersil公司高级营销经理Naresh
Shetty:无源和有源光(如环境、RGB及接近)将在帮助显着提高IoT()的效率和改善整体用户体验方面发挥重要作用。
理想IoT的特征是在系统中占用空间小,可隐藏并可最大限度方便整合进任何产品。极低功耗:工作模式下为&W级,睡眠模式下为nW级。只有使用针对特定应用优化的光才能得到最佳特性组合,只应当整合需要的功能,以最大限度降低实现成本。
Intersil的光用于智能手机、可穿戴设备、汽车、工业及家庭。其系列包括RGB:这些可用作环境光,来测量
光的强度,另外还提供相关色温参数。Intersil的系列还包括用于检测物体的接近和用于监测光强的单独环境光。所有这些光均
可改善用户体验和帮助实现最终产品的新特性。
例如,将光嵌入移动电话和可穿戴设备会使这些设备更加智能和高效。在这些终端设备
中,光的主要功能是改善整体系统电源效率和改善用户体验。但是,带有嵌入式的智能手机能够轻易变成可提供脉搏血氧饱和度监测功能的健康监测系
统或用于测量空气中是否存在危险气体的气体监测仪,或者通过充分使用光功能而变成游戏控制台。
在汽车领域,光能够增强驾驶员辅助功能,使已的有安全功能更加有效。它们能够在车辆行驶中有选择地提供信息娱乐系统访问权限,并根据环境光条件改变背光亮度。
我们的工作环境也很有可能通过使用更智能的设备得到改善。许多研究的结果表明,蓝色激励想象力、黄色激发创造力、红色影响身体、绿色让人平静。但仅仅选
择光的颜色是不够的。比颜色更重要的是光的饱和度和强度。高饱和度、明亮的颜色有刺激性,而柔和、暗淡的颜色有镇静作用&&不妨想象这样一个世界:互连设
备能够监测人的情绪状态并通过改变光照条件来使人的精神平衡,从而提高工作者工作效率。将RGB整合进照明系统有助于实现这种思想前卫的工作场所。
东芝:当前的图像市场主要是面向智能手机和数码相机,销售规模将近8000亿日元。未来的增长因素预计将包括汽车应用,以及为现有应用带来更高的性能水平的相关技术。
随着智能手机和平板电脑趋于薄型化、轻盈化和精致复杂化,半导体厂商需要不断地缩小CMOS图像尺寸和提高分辨率。但是,降低CMOS
图像的像素间距会导致入射光强度的降低,进而导致灵敏度下降而不能满足要求。背面照射(BSI)通过器件背面的光电二极管来直接捕捉通过微透
镜和滤色片之后的入射光,避免了传统的正面照射(FSI)中布线层对光的反射。所以,BSI 图像能比 FSI
图像能收集更多的光,从而具备更好的灵敏度。东芝已开发成功1.12&m像素系列BSI图像,从1080p,8M,13M到20M分辨率。
东芝独有的CNR彩色降噪技术有效地提高了信噪比,而又不会降低清晰度,已在8M ?& 的T4K35和13M
1/3.07&的T4K37上实际应用并量产。
HDR(高动态范围)是一种通过扩大浅色调和深色调的范围来自然拍摄高对比度场景的功能。东芝已经开发出了适用于视频和静态图像的单帧HDR技术。采用
隔行曝光,同时拍摄隔行曝光时间不同的照片,然后将其合成为一个单一的HDR图像,有效地抑制了多帧HDR易产生的图像模糊和伪彩色,从而实现了平滑清晰
的视频录像。
由于录制高速视频需要在较短的时间内曝光,往往会导致图像曝光不足。为此,东芝最新开发了&明亮模式&(Bright
Mode)技术。通过采用隔行视频输出,&明亮模式&可以使曝光时间增加一倍;&明亮模式&还采用电荷像素组合功能,可以使输出的每个像素的电荷翻倍。这
两项技术使图像的亮度达到未采用&明亮模式&的CMOS的四倍。另一方面,在保持录制图像亮度不变的情况下,&明亮模式&可使录制视频帧率达到未采
用&明亮模式&的CMOS的两倍,该技术可以实现相当于240fps(业界最高帧率)的全高清视频录制,并可实现高质量的、流畅的慢动作回放,为用
户带来新的体验。其代表产品为T4K82,具有13M像素、1/3.07英寸光学格式的高速CMOS图像。
Synaptics(新思)国际智能显示屏事业部高级副总裁兼总经理 Kevin
Barber:因触控技术和指纹识别正好迎合了安全和易用的需求趋势,正在成为智能手机的标配,如基于指纹识别的移动支付就将带来巨大商业前景。
Synaptics拥有多种人机界面解决方案技术积累。触屏方面,ClearPad系列和TouchPad系列解决方案支持从入门级手机到旗舰高端智能
手机、平板电脑和笔记本电脑设备的解决方案。指纹识别技术方面,Natural
ID指纹技术可实现智能手机、平板电脑和笔记本电脑的身份验证、移动支付和触控。
随着移动支付业务兴起,Synaptics于去年10月收购了全球生物指纹身份验证解决方案的领先供应商Validity,通过此次收购,Synaptics成为高速增长的生物识别市场的重要一员,可为用户提供一种全新的方式。
奥地利微电子公司中国区总经理张建臣:我
们创新的模拟解决方案有几个具体案例:1.智能手势识别功能为智能手机、平板电脑和笔记本电脑的用户界面控制提供理想之选。2.环境光/接近
实现了显示屏亮度的自动调节,并在必要时关闭显示屏以最大程度地降低对电池寿命的影响。3.独特的技术大幅度减小天线尺寸,实现从电话到可穿戴设备
NFC支付的可靠性和安全性。
[整理编辑:中国测控网]
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