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预认证互联简化IoT应用
 

【作者: Brian Buchanan】2019年11月18日 星期一

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几??无尽的市场和应用可透过物联网(IoT)享有改进的生产力、控制力和效率。许多提供互联技术的产品和系统在可能受益於IoT之前还没有运用。


感知、处理、驱动和互联是IoT设计的模块,而模组化且随??即用的方案,可加快和简化新的设计用於应用中。如果模组化方案包含定制的开发工具,并经过国际监管标准和协议要求的预认证,这一点尤其重要。关於IoT互联有很多不同的协议,SigFox内建基础架构和远端互联,是最有用的协议之一。


IoT应用挑战

IoT互联正在为消费者和商业用户带来积极的变化。例如,在家庭中,远端门铃支援用户从地球上的任何地方「回家」,只要他们可以运用网路。在商业中,可以远端监控工厂流程,进而提供提高营运效率的资料。借助精密的资料分析、即时监控和预测性维护,IoT的益处正在成为现实。然而,使IoT设备如此有用和便携的许多特性也会带来挑战,设计人员必须克服。


一个IoT节点需要包含很多功能。通常,这包括用於管理系统和处理资料的微控制器(MCU)、各种类型的感测器和密码技术,以确保敏感性资料被安全地储存和传输。此外,还需要一种电源,通常是一种电池,以支援越来越多不依赖电源供电的设备。


尺寸限制以及可从电池获得的有限能量意味着设计人员在选择运用小型、超低功耗元件和开发精密的电源管理演算法方面有许多问题要克服,以确保宝贵的能量不被浪费。


联接IoT设备的挑战

IoT设备的另一个挑战是提供通讯介面,把节点联接到IoT。设计人员必须从可用的大范围中选择最合适的协议。有些协议是专用的,适用於非常特定的应用,而另一些协议,如蓝牙和Wi-Fi被广泛运用,但只适用於短程应用。


Sigfox是一种蜂窝式系统,为远端联接的设备特别是IoT节点提供低功耗、远程、低资料速率和低成本的通讯。针对简单的M2M通讯,Sigfox网路支援远程的简单联接,远大於低功耗发射机(low power transmitter)单独可达到的距离。该网路采用超窄带(Ultra-Narrow Band;UNB)技术,支援低发射功率,同时保持可靠的联接。


Sigfox几??适用於任何IoT应用,没有什麽限制,只要应用发送不超过每天140条12位元组的消息,并且可以接受每秒100位元的无线输送量,它提供可靠、低功耗、低成本的方案。但与蓝牙等无处不在的通讯协议不同,与Sigfox有关的知识被认为是相对「小众」的。


模组化Sigfox方案消除技术设计障碍

安森美半导体最近推出了可程式设计的Sigfox射频(RF)收发器系统级封装(System in Package;SiP),整合先进的RF系统单晶片(System-on-Chip;SoC)及所有必要的外部元件(包括1个TCXO),进而有可能简化和缩短设计及认证流程。


AX-SIP-SFEU SiP提供简易设备到云端的Sigfox互联,包括运用Sigfox LPWAN通讯的远端IoT应用上行和下行链路。该SiP在单个封装中整合一个Sigfox无线电IC、分立RF匹配元件、所需的所有无源元件及固件。由於该方案已通过CE预认证,并经Sigfox验证,可确保为设计人员提供高品质、的整合完整方案。


该微型7 mm x 9 mm x 1mm统一涂层保护膜封装确保AX-SIP-SFEU可部署在空间受限及远端的IoT应用(如可穿戴、资产追踪标签或任何需要小型Sigfox方案的应用)中。


与功耗相关的问题也可以透过运用AX-SIP-SFEU来显着减少,因为它的设计结合待机、睡眠和深度睡眠模式以省电。在这些模式中,分别只需0.55毫安培(mA)、1.2微安(??)和180纳安(nA)的电流,使得该器件可由纽扣电池(CR2032)供电。或者,可以使用能量采集技术,完全无需电池。


任何无线电设计最艰巨的一方面是获得批准。AX-SIP-SFEU SiP经Sigfox认证用於RC1区域网路,这意味着它符合标准的RF和协定规范,确保了互通性。此外,它还获CE认证用於欧洲经济区。


(本文作者Brian Buchanan为安森美半导体无线互联方案经理)


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