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基于IoT网络原型平台,突破物联网落地应用挑战

2020年03月17日 09:45 次阅读

物联网(IoT)始于网络连接,是被视为继互联网之后的又一次信息技术革命浪潮。在概念上物联网很简单,就是把所有带传感器或控制器的设备连接到互联网以及设备彼此相连。物联网设备包罗万象:手机、家电、汽车、机器、机器部件、可穿戴设备……以及任何其他您能想到的事物,无不在其中。在物联网技术迅速改变着全球电子信息产业的当下,全球半导体企业同样面临着再次适者生存的又一轮回。作为世界知名的模拟器件及方案供应商,ADI公司已经面对变革作出了积极的响应。

平台化方案推动物联网应用快速落地

物联网在原理上不过是一个连接并扩展到云的信号链。虽然大部分的人着重在云端、大数据、云图分析、人工智能还有链接部分,但事实上除了这些之外,最重要的还是将所有传感器上的数据连到上层。如何将传感器上的数据连接到大数据的数据中心上呢?面对不同行业对于传感器、无线接入方式以及接入以后协议的不同要求,ADI公司的“Fast Start”的平台可以帮助不同的企业快速建立IoT网络原型,其突出的特点是应用丰富。Fast Start平台采用ADI同类最佳器件以及无线连接、MEMS和PMU器件,解决了IoT多样化带来的挑战。

基于IoT网络原型平台,突破物联网落地应用挑战

图1. 传感器至云信号链

Fast Start物联网连接平台包含同类最佳的 Cortex M3微处理器ADuCM3029,该器件为集成的超低功耗微控制器系统,可用于处理、控制和连接。还有运行频率为950MHz的sub-GHz 模块,以及ADI提供的一系列传感器,例如加速度计和。该平台的微型E-BUS让用户能够轻松地插入和拨出传感器。此外,代码以方式组成,让用户能够通过想对简单直观的方式开发和修改驱动程序。以上这些特性让Fast Start成为面向物联网产品的高级应用开发平台。在使用Fast Start评估完成之后,用户可以拔出RF模块,将它放置在自己的物联网产品中,此处的节点通过RF链路将数据发送到网关设备,然后在通过MQTT将数据发送到Web服务器,这种特性使其成为端对端物联网连接到平台评估的理想平台。

基于IoT网络原型平台,突破物联网落地应用挑战

图2. Fast Start平台

除此之外,这款完整的物联网解决方案平台还支持多项IEEE802.15.4协议,如WiSUN和owPAN等,能快速实现客户多样化的产品应用需求。该方案简易的星型网络拓扑构架,同时兼具高效率、低成本和易维护性等优点,产品的主要应用市场为建筑物、桥梁结构安全监测、物流、智慧农业(如监测温湿度、光照度、二碳、土壤酸碱度等),智慧能源(如电动车、UPS电池容量监测)及工厂设备维护预警等。

物联网落地的几种应用模式分析

工业物联网:工业物联网是实现工业4.0的基础,通过将感知技术、通信技术、传输技术、数据处理技术、控制技术,运用到生产、配料、仓储等所有阶段,实现生产及控制的数字化、智能化、网络化,提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。

可靠性是工业物联网非常关键的设计要求,如何确保工业物联网的可靠性和便利性,是工业物联网亟待解决的挑战。Fast Start平台采用的无线连接可以很好的解决这一挑战。例如,ADI与合作伙伴共同开发的无线RS-485方案,数据可以直接传输超过1公里而没有损耗(以868MHz)。此外,ADI的DUST Networks技术还可以提供更多可靠的无线连接应用。

智能楼宇:将建筑物的结构、系统、服务和管理根据客户的需求进行最优化组合,从而为客户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境是智能楼宇的目标。ADI Fast Start结合多样化低功耗传感器模块在智能楼宇的物联网中获得应用机会。例如,在室内有毒气体检测物联网应用中,以高稳定度与高灵敏度电化学传感器为基础的有毒气体侦测器物联网解决方案体现了ADI在信号链上的优势,以及其IIoT无线通信模块在物联网应用中的优点,不但功能完整易于设计,且具有小型化与低耗电、不需、可远端监控的特点。

能量采集:很多物联网应用需要无线、远程或移动解决方案,因此电源管理通常是系统设计中的主要挑战。电池寿命对成本影响很大,有时甚至会妨碍可行性。能量采集对于实现完全自主的物联网解决方案至关重要。在许多应用中,能量采集的一个主要障碍来自环境的能量水平非常低(例如微光室内太阳能采集),这就要求电源管理解决方案不仅能以非常少的能量运行,而且能有效管理储能装置,以便在采集不到能量时满足能量需求。Fast Start平台采用的电池充电器ADP509X系列可以很好的满足能量采集市场的需求。例如超低功耗升压调节器ADP5090通过提供能源的高效转换(低至10 uW),实现了能量采集技术领域的一次重大飞跃,其亚uW级的运行损耗,得以为后续运行存储最大限度的能量。

总结

基于IoT网络原型平台,突破物联网落地应用挑战

Fast Start物联网平台是推动智慧城市、智能建筑、智能农业、机器健康监控等物联网应用发展的强大工具,除了上述应用领域,还包括应用于桥梁、隧道和楼宇的结构健康监控,实现作物管理的智能农业,实现EV和UPS电池监控的智能电能管理,以及工业环境中的设备监测的智能工业。

这是一个瞬息万变的时代,物联网正迅速的改变着商业形态和人类生活。ADI公司除了能够提供突破性物联网解决方案的基础技术外,还与合作伙伴携手合作,不断应用在信号链和物联网生态系统方面的知识,创建系统级解决方案,以应对最严峻的挑战。ADI 的创新、专业技术和超越一切可能的动力意味着 ADI 能够为当今的互联世界实现——而不只是从理论上说明,在全局层面上考虑问题,并实施整体系统级技术来解决这些问题。

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