Enerji açısından verimli IoT cihazları uygulamak için modüler bir platform kullanın
Önsöz
Nesnelerin İnterneti'nin (IoT) konuşlandırılması önemli bir ivme kazanıyor ve algılama ve ortaya çıkan iletişim protokollerindeki yeni teknolojik gelişmeler, IoT'nin gelişimini teşvik etmeye yardımcı olacak. IoT'nin çok disiplinli doğası, çok çeşitli yetenekler gerektirir ve sınırlı kaynaklara veya deneyime sahip kuruluşlar, cihazları buluta bağlamada zorluklarla karşılaşabilir. IoT'nin farklı dikey pazarlarda daha hızlı benimsenmesini sağlamak söz konusu olduğunda, pil ömrü veya cihaz bağımsızlığı başka bir zorluktur.
Ağın ucunda veri toplayan ve / veya etkinlikler gerçekleştiren IoT düğümleri genellikle pille çalışır. Sık pil değiştirme ve bakım maliyetlerinin pratik olmaması, birçok IoT uygulamasının önündeki engellerdir. Uzak konumlara yerleştirilen düğümler, bu sorunu daha da kötüleştirir.
Nesnelerin İnternetinin potansiyel kullanıcıları ve çözüm sağlayıcıları için, Bluetooth Low Energy (BLE) veya Low Power Wide Area Network (LWAN) teknolojisi gibi enerji açısından verimli çalışma sağlayan ara bağlantı teknolojilerine hakim olmak önemlidir. Ayrıca ON Semiconductorın Akıllı Pasif Sensörleri (SPS) gibi yenilikçi pilsiz sensörler, ultra yüksek frekanslı (UHF) radyo frekansı (RF) enerjisini toplayarak çalışır ve pil ömrü yönetimi ile ilgili endişeleri ortadan kaldırır. Bakım gerektirmezler ve ulaşılması zor alanları da izleyebilirler.
Bluetooth Düşük Enerji Ekosistemi
Bluetooth Düşük Enerji (BLE) teknolojisi, akıllı ev, bina otomasyonu, akıllı perakende ve dijital sağlık gibi IoT dikey alanlarında en popüler iletişim protokollerinden biridir. Hemen hemen her akıllı telefon ve tablet bilgisayar Bluetooth kullanabilir ve protokolün işlev geliştirmeleri IoT ağının ucunda kullanım için çok uygundur.
BLE, küçük veri paketlerini iletme ve ardından genel güç tüketimini büyük ölçüde azaltan uyku moduna girme konseptini sunar. Bu çalışma modu sensör düğümleri için çok uygundur çünkü sensör düğümlerinde sabit bir veri akışına gerek yoktur. BLE, yüksek enerji verimliliği sağlamak için optimize edilmiş bağlantısız bir mod, daha geniş kanallar, daha kısa veri paketleri ve daha basit yığınlar kullanır. IoT modunu daha da desteklemek için, "ortadaki adam" koruması ve AES-128 şifrelemesi dahil olmak üzere BLE spesifikasyonuna yayın, ağ oluşturma ve daha güçlü güvenlik özellikleri gibi yeni ağ topolojileri eklenmiştir.
En son güncelleme olan Bluetooth 5, IoT ile ilgili özellikler ve performans sağlamada bir başka önemli gelişmedir. Bluetooth 5, en yüksek bant genişliğini 2 Mbps'ye çıkarır ve menzili 4 kat genişleterek teorik rakam olan 300 metreye ulaşır. IoT uygulamaları için, Bluetooth 5'in merkezi bir hub'a ihtiyaç duyulmadan bir örgü ağ olarak yapılandırılabilmesi özellikle önemlidir - bu, potansiyel kapsama alanını önemli ölçüde artırır ve ağı daha esnek hale getirir.
ON Semiconductorın çok protokollü Bluetooth 5 sertifikalı SoC RSL10, endüstrinin en düşük uyku ve alım gücü tüketimine sahiptir, bu da onu pille çalışan uygulamalar için ideal hale getirir. RSL10, ULPMAX® tarafından da doğrulanmış ve 1000 puanın üzerinde etkileyici sonuçlar elde etmiştir (puan ne kadar yüksekse, güç tüketimi o kadar düşüktür). ULPMAX®, gömülü sistemler için endüstri standardı karşılaştırma ölçütüdür. RSL10'un CortX-M3 çekirdeği ve 32-bit düşük güçlü DSP çekirdeği, geniş giriş voltajı aralığı, gömülü flash bellek ve ultra mini boyut, mükemmel tasarım esnekliği sağlar.
Akıllı pasif sensörler - IoT için fırsatlar yaratıyor
ON Semiconductorın SPS teknolojisi, ultra düşük güçle çalışma konseptini ve rahatlığını genişletir ve tamamen kablosuzdur - veri iletimi için kullanılabilir ve çalışma için gereken minimum gücü sağlar.
Şekil 1: SPS teknolojisi tamamen pilsiz ve kablosuzdur
Anten: Anten
Sensör: Sensör
SPS "etiketleri", birçok IoT uygulamasının anahtarı olan sıcaklık, basınç ve nem gibi çevresel parametreleri izleyebilir. Mikrodenetleyiciye ihtiyaç duymadan gücü, RF ara bağlantısını ve algılamayı yöneten ultra ince bir entegre devre (IC) içerirler. Bu cihazlar, UHF RF aktarımlarından enerji toplar, bu nedenle RF okuyucuyu çalışmaları için yaklaştırın.
SPS etiketlerinin küçük boyutu ve düşük maliyeti nedeniyle, IoT'de devrim yapma potansiyeline sahiptir ve önceden erişilmesi zor olan alanlarda hissedilebilir. Duvarlara veya zemine gömülü gibi pil değişiminin zor olduğu alanlar için özellikle uygundurlar.
Şekil 2: SPS teknolojisi yeni bir IoT algılama yöntemini gerçekleştirir
SPS etiketleri, hastayla temas eden tıbbi uygulamalarda kullanım için tamamen güvenlidir ve düşük maliyetleri, bunların taşınan yiyeceklerin izlenmesi gibi çok sayıda tek kullanımlık uygulamada kullanılmasına izin verir. Tek kullanımlık uygulamalarda, SPS etiketinin pil gerektirmemesi, maliyetleri düşürür ve pilin atılmasıyla ilgili herhangi bir çevresel sorunu ortadan kaldırır.
IoT geliştirmeye yardımcı olun
IoT konseptine sahip çeşitli dikey endüstriler, enerji verimliliği, maliyet tasarrufu ve artan gelir elde ediyor. Bununla birlikte, IoT'nin potansiyel faydalarını gören birçok kuruluş hala kenarda. Bu, kısmen dik öğrenme eğrisinden kaynaklanmaktadır, çünkü uygulanabilir IoT çözümleri sağlamaya dahil olan teknoloji yelpazesi büyüktür.
Spesifik zorluklar uygulamaya bağlı olsa da, doğru ara bağlantı, algılama, sürüş, güç yönetimi ve bulut hizmetleri ve veri güvenliği çözümlerinin seçilmesini içerebilir. Çeşitli seçeneklerin hızlı denemelerini sağlayabilen bir platform, uygulama hedeflerini karşılamak için çeşitli işlevsel blokların en iyi seçimini elde etmek için gereklidir.
Esasen, IoT esnektir ve herhangi bir başarılı geliştirme aracı, mühendislerin tasarımlarını özelleştirmelerine ve uygulamayı tek bir entegre geliştirme ortamında (IDE) karşılamak için donanım ve yazılımı birleştirmelerine olanak tanıyan bu esneklikle eşleşmelidir. talep.
ON Semiconductorın ödüllü modüler, düğümden buluta hızlı prototip oluşturma platformu IoT Geliştirme Kiti (IDK) son derece esnektir ve bazı IoT kullanım durumlarının daha basit geliştirilmesini destekler. IDK, çeşitli bağlantı, algılama ve çalıştırma seçenekleri sunarak kullanıcılara çözümleri sektörün dikey ihtiyaçlarına göre özelleştirme esnekliği sağlar. Kapsamlı paket, IDE, çoklu bulut ara bağlantı seçenekleri ve müşterilere sunulan 40'tan fazla kullanım durumu dahil, kutudan çıktığı gibi "cihazdan buluta" uygulamaları destekler.
Şekil 3: ON Semiconductorın IDK'sı ortak bir modüler yaklaşım kullanır
Çift LED Sürücü: Çift LED Sürücü
Çift Motor Sürücüsü: Çift Motor Sürücüsü
Dokunmatik Sensör: Dokunmatik sensör
Hareket Sensörü: Hareket sensörü
Işık Sensörü: ışık sensörü
IDKnın ana işleme cihazı, güçlü bir 32-bit ARM Cortex-M3 işlemci ve ilgili bellekler ve çevre birimleri içeren, düşük güçlü, tam entegre bir çip üzerinde sistem (SoC) olan ON Semiconductorın NCS 36510'udur.
Ana taban kartı, işlevselliği genişletmek için çok çeşitli yardımcı kartlara ('kalkan kartları') bağlanır. Ara bağlantı açısından mühendisler, BLE, Wi-Fi, 802.15.4 (ZigBee, Thread), SigFox, CAN veriyolu ve Ethernet gibi çeşitli kablosuz ve kablolu iletişim protokolleri için yardımcı kartlar seçebilirler. Sensörler açısından, sıcaklık, hareket, nem, ortam ışığı, basınç ve biyosensörler içeren yardımcı kartlar vardır. Ek olarak, kademeli, fırçasız motor sürücüleri ve LED sürücü koruma panoları ile yönetici işlevler eklenebilir.
SPS kalkan plakası, IDK'nın değerini daha da artırır ve veri elde etmek için pilsiz kablosuz sensörleri destekler, böylece sıcaklık, nem ve basınç ağın kenarında kolayca ölçülebilir. Yeni çoklu sensör koruyucu panoların ve mobil uygulamaların yakın zamanda piyasaya sürülmesi, kitin genişletilmesine izin verdi. Daha önce başlatılan IDK koruma panosu ile birleştirilmiş yeni koruma panosu, bağlantılı sağlık, endüstriyel giyilebilir cihazlar, akıllı ev cihazları, varlık izleme vb. Dahil olmak üzere bazı IoT uygulamalarının hızlı prototipini gerçekleştirebilir.
ON Semiconductor artık konseptten üretime hızlı geçişi desteklemek için tasarım çizimleri, PCB yerleşimi ve Gerber dosyaları dahil olmak üzere eksiksiz bir IDK koruma dosyası sağlayabilir.
sonuç olarak
IoT, kuruluşlara ürünlerinin değerini ve yeteneklerini genişletmek için büyük bir fırsat sağlar. Bazen tanıdık olmayan teknolojileri başarılı IoT uygulamasının kapsamına dahil etmek, özellikle pazara yeni giren kişiler için genellikle zor olabilir.
Geliştirme kitleri ve araçları, hem yeni hem de deneyimli tasarımcılara fayda sağlayan, sonsuz derecede genişletilebilir ve oldukça esnek bir geliştirme ekosistemi sağlar. IDK gibi kitler, BLE ve SPS gibi birçok gelişmiş düşük güç teknolojisini sezgisel bir "pakete" entegre ederek, Nesnelerin İnternetini düğümden buluta hızlı bir şekilde geliştirmek için risksiz bir yol sağlayabilir Programın donanım ve yazılım yönleri.
ON Semiconductor, geniş bir düşük güç algılama, güç yönetimi, kontrol ve ara bağlantı çözümleri yelpazesi sunmaya kendini adamıştır. Düşük güç tüketiminin bir kombinasyonu ile birleştirilmiş kapsamlı bir uçtan-uca geliştirme kiti, müşterilerin IoT ile ilgili kullanım durumlarını hızlı bir şekilde prototiplemesine, pazara sunma süresinin kısaltılmasına ve uzun pil ömrüne sahip ürünleri piyasaya sürmesine yardımcı olur.
