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近日，國內IoT大動作不斷，華為自研IoT專用系統「鴻蒙」出世，阿里旗下平頭哥發布用於AIoT的RISC-V處理器，中國本土化的獨立IoT生態體系愈發凸顯。權威數據表明，現如今全球物聯網設備數量已接近80億，而據權威人士預測，至2022年 這一數字將飛躍至240億。物聯網(IoT)迅猛增長並帶動智慧城市、智能家居、工業物聯網、車聯網、智慧穿戴、智能醫療等一系列新興應用，但高速增長下隨之而來的便是愈發凸顯的痛點和挑戰……傳感器作為物聯網設備的「五官」，只有「感知」到外界真實的數據，才能真正發揮出物聯網的強大功效。然而，IoT邊緣節點的電池使用壽命對系統影響深重，頻繁更換電池必然會增加維護成本。
安森美半導體在「第十二屆國際物聯網博覽會」為我們解答了物聯網時代傳感器如何面對痛點和挑戰，同時也解答了物聯網產品技術與創新如何搶占競爭先機，安森美半導體亞太區現場應用工程經理彭宗良接受21ic中國電子網記者的採訪。
功耗是物聯網傳感器無法繞過的課題
在談及現階段物聯網傳感器痛點時，彭宗良語重心長地說：「目前在傳感和聯接領域一個顯著的痛點絕對是節能，特別是維持IoT邊緣節點的電池使用壽命，以實現多月到多年的運行。」
據彭宗良介紹，高能效始終是安森美半導體產品開發的一個重要因素，從行業最低功耗的藍牙低功耗無線電RSL10無線電到最新的低壓降(LDO)穩壓器 NCP171始終秉承這一理念。
NCP 171雙模LDO穩壓器專用於優化IoT邊緣節點的功耗，提供不可思議的50 nA靜態電流。值得一提的是，安森美半導體還提供超低功耗成像方案，包括AR0431 400萬像素 CMOS圖像傳感器，以及集成LC823xxx產品系列的行業最低功耗的音頻數位訊號處理(DSP)。據悉，高能效器件能夠為無電池IoT應用開發大量方案，包括能量採集藍牙低功耗開關和RSL10太陽能電池多傳感器平台。
圖1：低功耗成像方案
圖2：RSL10太陽能電池多傳感器平台
物聯網正高速增長，在其細分領域智能家居和樓宇自動化應用中，智能照明發揮著舉足輕重的作用，實現節能省電，降低用電成本，並方便人們的生活。要設計出具競爭優勢的智能照明方案，需從LED驅動、通信多方面考量，當然也繞不開能耗這一重要方面。
據介紹，安森美半導體提供基於藍牙低功耗的智能照明方案，集成可擴展功率的線性LED交流直接驅動器NCL30170、行業最低功耗的藍牙5系統單晶片(SoC) RSL10和高壓線性穩壓器NCP786A，省去開關電源(SMPS) ，模擬調光範圍從5%至100%，功率因數(PF)達0.99，滿載條件下的總諧波失真(THDi)僅11%，待機功耗低於200 mW，有助於設計人員以高性價比實現超低功耗藍牙控制的可調光智能照明方案。
圖3：藍牙低功耗智能照明方案演示NCL30170 + RSL10 + NCP786A
數據顯示，在230 V交流輸入時測得的待機功耗(NCL30170+ RSL10)約140 mW至150 mW，其中NCL30170約消耗125 mW。整個方案的待機功耗低於200 mW。
針對中國市場的一流解決方案
目前，中國本土化IoT的飛躍是有目共睹的，那麼傳感器作為IoT的「眼睛」，安森美半導體是如何規劃中國市場的建設？
彭宗良告訴21ic 中國電子網記者，中國不僅是所有電子產品的主要供應商，也是物聯網(IoT)的一個巨大增長領域。安森美半導體為中國製造商提供世界一流的IoT方案，提供從行業最低功耗的無線電到含軟體開發套件和移動應用程式的完備的節點到雲平台的所有產品。
不僅如此，他表示，安森美半導體仍在關注新興領域，包括無電池IoT，並且在該領域已獲得了數個重要獎項，包括能量採集藍牙低功耗開關獲2019 Electron D』Or 「聯接的物體/智能樓宇」獎和2018《中國電子商情》雜誌編輯選擇獎之「最具競爭力的物聯網（IoT）方案」。
當然，在市場有可觀的增長下，IoT無法避免的產生了高度發散的狀態，不同行業應用擁有不同的晶片供應商，因此在複雜生態下為「玩家」帶來不小的安全問題。
彭宗良表示，安森美半導體推出了物聯網開發套件（IDK），是可配置的、節點到雲的快速原型開發平台，採用安森美半導體的超低功耗產品，用於工業IoT、智能樓宇、智能家居、可穿戴設備、資產監控和其他IoT應用。通過廣泛的聯接、感知和控制配置選項，IDK可實現IoT應用的快速開發和部署。IDK包括ARM Mbed OS、基於Eclipse的集成開發環境(IDE)、雲聯接和一些應用示例。
在安全方面，通過採用傳輸層安全性(Transport Layer Security)，IDK提供與微軟Azure，亞馬遜網絡服務(Amazon Web Services)和谷歌Cloud的安全雲聯接。
「安森美半導體提供多個平台如IDK和針對IoT的垂直方案。我們將持續擴展含網絡安全的器件和平台。」，彭宗良如是說。
物聯網「玩家」更划算的選擇
記者了解到，通常，IoT感測節點是採用有線連接的，而這阻礙了在某些無法進入或難以到達的地方進行部署，而頻繁更換電池也會增加維護成本，且電池和走線會增加面積，不利於實現高能效和高密度分布。
從企業角度來看，這些「莫須有」的成本其實也是有更划算的選擇。彭宗良表示，安森美半導體的智能無源無線傳感器(SPS)無需電池，在單晶片上即可實現傳感，可監測溫度、距離、液位和漏水檢測，基於RFID標準協議實現了傳感器技術的突破，可快速部署在如牆後、移動物體等具挑戰性的環境，監測和分析海量數據，無需維護。
接著，他用一個例子介紹表示，安森美半導體的智能無源傳感器（SPS）比其他傳感器節點提供更低的價位。而其AR0431圖像傳感器支持單一攝像機的低成本、高的深度成像方案。 對於藍牙低功耗，提供完整的、全認證的系統級封裝（SiP）方案RSL10 SIP，無需額外的RF設計專知。
圖4：智能無源無線傳感器（SPS）
本次展會安森美半導體帶來了智能感知、聯接、致動、智能照明、設計平台等創新應用，那麼現階段安森美半導體正著重於哪方面成長？
彭宗良介紹表示，目前安森美半導體著重提供領先的系統方案，而在技術的提升上取決於應用，這些方案利用智能感知、聯接、致動、智能照明等創新技術中的一種或多種。從電源管理到聯接再到成像和語音，安森美半導體一直專注於擴展我們的超低功耗IoT方案陣容。
另外，據彭宗良透露，安森美半導體最近收購了在Wi-Fi技術和軟體專知的行業領袖Quantenna，為其聯接產品陣容增添了重要的能力。
在採訪的最後，彭宗良告訴記者，今年秋季（9月17日和19日以及10月22日）將奔赴中國的各個主要城市，舉辦「智能家居及樓宇的創新」系列技術研討會，共商中國物聯網這一話題，為本土化市場做貢獻。值得一提的是，特別針對中國，也將展示其IDK的M2M Ali IoT。
圖5：安森美半導體亞太區現場應用工程經理彭宗良
作者：付斌