基于IoT網(wǎng)絡原型平臺,突破物聯(lián)網(wǎng)落地應用挑戰(zhàn)
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)始于網(wǎng)絡連接,是被視為繼互聯(lián)網(wǎng)之后的又一次信息技術革命浪潮。在概念上物聯(lián)網(wǎng)很簡單,就是把所有帶傳感器或控制器的設備連接到互聯(lián)網(wǎng)以及設備彼此相連。物聯(lián)網(wǎng)設備包羅萬象:手機、家電、汽車、機器、機器部件、可穿戴設備……以及任何其他您能想到的事物,無不在其中。在物聯(lián)網(wǎng)技術迅速改變著全球電子信息產(chǎn)業(yè)的當下,全球半導體企業(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商,ADI公司已經(jīng)面對變革作出了積極的響應。
平臺化方案推動物聯(lián)網(wǎng)應用快速落地物聯(lián)網(wǎng)在原理上不過是一個連接并擴展到云的測量信號鏈。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?面對不同行業(yè)對于傳感器、無線接入方式以及接入以后協(xié)議的不同要求,ADI公司的“Fast Start”的平臺可以幫助不同的企業(yè)快速建立IoT網(wǎng)絡原型,其突出的特點是應用豐富。Fast Start平臺采用ADI同類最佳器件以及無線連接、MEMS和PMU器件,解決了IoT多樣化帶來的挑戰(zhàn)。
圖1. 傳感器至云信號鏈
Fast Start物聯(lián)網(wǎng)連接平臺包含同類最佳的 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,例如加速度計和溫度傳感器。該平臺的微型E-BUS適配器讓用戶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,讓用戶能夠通過想對簡單直觀的方式開發(fā)和修改驅動程序。以上這些特性讓Fast Start成為面向物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的高級應用開發(fā)平臺。在使用Fast Start評估完成之后,用戶可以拔出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)點通過RF鏈路將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)關設備,然后在通過MQTT將數(shù)據(jù)發(fā)送到Web服務器,這種特性使其成為端對端物聯(lián)網(wǎng)連接到平臺評估的理想平臺。
圖2. Fast Start平臺
除此之外,這款完整的物聯(lián)網(wǎng)解決方案平臺還支持多項IEEE802.15.4協(xié)議,如WiSUN和6LowPAN等,能快速實現(xiàn)客戶多樣化的產(chǎn)品應用需求。該方案簡易的星型網(wǎng)絡拓撲構架,同時兼具高效率、低成本和易維護性等優(yōu)點,產(chǎn)品的主要應用市場為建筑物、橋梁結構安全監(jiān)測、物流監(jiān)控、智慧農(nóng)業(yè)(如監(jiān)測溫濕度、光照度、二氧化碳、土壤酸堿度等),智慧能源(如電動車、UPS電池容量監(jiān)測)及工廠設備維護預警等。
物聯(lián)網(wǎng)落地的幾種應用模式分析工業(yè)物聯(lián)網(wǎng):工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是實現(xiàn)工業(yè)4.0的基礎,通過將感知技術、通信技術、傳輸技術、數(shù)據(jù)處理技術、控制技術,運用到生產(chǎn)、配料、倉儲等所有階段,實現(xiàn)生產(chǎn)及控制的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡化,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)非常關鍵的設計要求,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平臺采用的無線連接可以很好的解決這一挑戰(zhàn)。例如,ADI與合作伙伴共同開發(fā)的無線RS-485方案,數(shù)據(jù)可以直接傳輸超過1公里而沒有損耗(以868MHz測試)。此外,ADI的DUST Networks技術還可以提供更多可靠的無線連接應用。
智能樓宇:將建筑物的結構、系統(tǒng)、服務和管理根據(jù)客戶的需求進行最優(yōu)化組合,從而為客戶提供一個高效、舒適、便利的人性化建筑環(huán)境是智能樓宇的目標。ADI Fast Start結合多樣化低功耗傳感器模塊在智能樓宇的物聯(lián)網(wǎng)中獲得應用機會。例如,在室內(nèi)有毒氣體檢測物聯(lián)網(wǎng)應用中,以高穩(wěn)定度與高靈敏度電化學傳感器為基礎的有毒氣體偵測器物聯(lián)網(wǎng)解決方案體現(xiàn)了ADI在信號鏈上的優(yōu)勢,以及其IIoT無線通信模塊在物聯(lián)網(wǎng)應用中的優(yōu)點,不但功能完整易于設計,且具有小型化與低耗電、不需布線、可遠端監(jiān)控的特點。
能量采集:很多物聯(lián)網(wǎng)應用需要無線、遠程或移動解決方案,因此電源管理通常是系統(tǒng)設計中的主要挑戰(zhàn)。電池壽命對成本影響很大,有時甚至會妨礙可行性。能量采集對于實現(xiàn)完全自主的物聯(lián)網(wǎng)解決方案至關重要。在許多應用中,能量采集的一個主要障礙來自環(huán)境的能量水平非常低(例如微光室內(nèi)太陽能采集),這就要求電源管理解決方案不僅能以非常少的能量運行,而且能有效管理儲能裝置,以便在采集不到能量時滿足能量需求。Fast Start平臺采用的電池充電器ADP509X系列可以很好的滿足能量采集市場的需求。例如超低功耗升壓調(diào)節(jié)器ADP5090通過提供存儲能源的高效轉換(低至10 uW),實現(xiàn)了能量采集技術領域的一次重大飛躍,其亞uW級的運行損耗,得以為后續(xù)運行存儲最大限度的能量。
總結
Fast Start物聯(lián)網(wǎng)平臺是推動智慧城市、智能建筑、智能農(nóng)業(yè)、機器健康監(jiān)控等物聯(lián)網(wǎng)應用發(fā)展的強大工具,除了上述應用領域,還包括應用于橋梁、隧道和樓宇的結構健康監(jiān)控,實現(xiàn)作物管理的智能農(nóng)業(yè),實現(xiàn)EV和UPS電池監(jiān)控的智能電能管理,以及工業(yè)環(huán)境中的設備監(jiān)測的智能工業(yè)。
這是一個瞬息萬變的時代,物聯(lián)網(wǎng)正迅速的改變著商業(yè)形態(tài)和人類生活。ADI公司除了能夠提供突破性物聯(lián)網(wǎng)解決方案的基礎技術外,還與合作伙伴攜手合作,不斷應用在信號鏈和物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)方面的知識,創(chuàng)建系統(tǒng)級解決方案,以應對最嚴峻的挑戰(zhàn)。ADI 的創(chuàng)新、專業(yè)技術和超越一切可能的動力意味著 ADI 能夠為當今的互聯(lián)世界實現(xiàn)——而不只是從理論上說明,在全局層面上考慮問題,并實施整體系統(tǒng)級技術來解決這些問題。





