四大IoT产品组合推动IoT产品应用 预期2015年的IoT应用产品将朝着能耗大幅降低、低功耗的无线连接标准获得青睐、IoT SoC出现这三大趋势发展,芯科科技(Silicon Labs)推出四大产品组合,以更低功耗、支援更多无线连接标准、高度整合的SoC,以及感测器产品,来协助开发者推出更好用的物联网应用产品。
集科技之大成,IoT将改变全世界 Silicon Labs微控制器与无线产品全球行销总监Matt Saunders,针对“Engineering the IoT”(物联网工程)之议题做演说。他表示:世界正在改变,各种科技正在改变世界的经济和社会,近年来物联网的出现,就是集各种软硬体技术与通信技术之大成,所衍生出来的万物皆连网的概念。
IoT的发展速度飞快,以PC市场达到1亿的规模,手持装置达到10亿的出货量为基础,IoT相关装置的市场规模预估将达到100亿。根据IHS市场研究机构的报告,2014年总共有197亿个可连接装置,预估到了2025年将达到955亿,成长5倍。其中,工业领域的应用最多,其次是消费性电子、通信、计算机、汽车、医疗等领域。
IoT新典范,构建各种物联需求 IoT的兴起,带动各式各样的智慧连接。换句话说,物联网将传统未连接的设备全部串连起来。因此,我们可以看到物联网在领域中开始绽放,如能源、健康与健身、老人照护、交通运输、工厂自动化、智慧城市与基础设施、物流与供应链、农业(例如牛)等等。这些连接将产生巨大的经济冲击,并带给人类更舒适、方便、安全、健康、节能与高生产效率的益处。
一部智能手机能做的事情,包含活动追踪、位置服务、导航,甚至能加入心率侦测器。至于一些终端装置能做的事情,包含环境感知、连接上网、云端存取,以及各种综合应用以传递有效信息。这些终端感测器的应用,包含流体、光线、湿度、温度、位置、心跳转速、功率等等。因此一种物联网的应用,在功能上的需求包含了感测、控制/计算、通信,有时候还得提供信息储存功能。
因此,在设计与定义任何装置或系统时,必须重视功能性、成本或效能、CPU执行效率、存储器,当然每个功能所需要的能源(即“能耗”)、资料传输率、频宽与频带(即“连接度”)也都要考虑进去,以算出需要什么等级的“整合度”,并且是可行的技术。而在物联网时代,因为有各式各样的应用,所以必须将可组态性和可扩展性也考虑进去。
四大产品组合构建IoT工程 由于2015年IoT应用产品,将开始朝以下趋势演变,即:1.能源效能大幅降低;2.低功耗的无线连接标准获得青睐;3.高整合度及简便化开发的IoT SoC出现。因此Silicon Labs提供了四大IoT嵌入式产品组合,包含:1.微控制器:32位ARM Cortex-M核心、8位8051核心、超低能耗、高整合度和功能性;2.感测器:心率监测、环境与紫外线、红外线、接近、手势检测、相对湿度、温度;3.无线连接:ZigBee SoC与软件、Thread软件、蓝牙与Wi-Fi模组、Blue Gecko解决方案、Sub-GHz收发器与无线MCU;4.简便性工具:开发平台、8/32位整合开发环境、入门工具与开发套件、参考设计等等。
在能源效率方面,一些终端产品大多采用锂电池作为电源设计,如手机大多具备1500~3500mAh的电量,并设计成可以天天充电;然而有些终端产品使用的是体积较小的钮扣电池,仅有230mAh的供电量,约是手机的1/10而已,若要运作5年的话,该装置只能每天使用约5.25μA的电量才行。因此,能源效率是IoT装置设计的基本要求,所有IoT装置与内部元件,也必须是energy-friendly(能源友好型)的设计。
Silicon Labs对energy friendly的定义是:工作模式下的功耗极低(CPU只耗费以10μA/MHz为单位来计算)、超低的待机功耗(只需要100nA来保持存储器内容)、快速唤醒时间(只须几μs)且为低电流状态、高效能周边与自主作业、低功耗感测器介面、良好架构的供电模式(关机到完全运作)。而Silicon Labs的8位EFM8家族MCU产品,就是针对IoT而设计,且针对基于EFM32 Gecko MCU而推出ARM mbed平台的电源管理API,让功耗最佳化。
在连接性方面,目前IoT的通信协议有Wi-Fi、蓝牙Smart、ZigBee和Thread,未来LTE-M也会出现。这些协议都有各自的优劣势和理想应用范例。如Wi-Fi应用最广,但却不是最低功耗,而许多点对点和星形网络(如WSN)必须采用较稳固且能自我修复的网状(mesh)网络拓扑,目前理想的通信协议是ZigBee,但现在有更好的Thread,能提供IP位置至网状网络,以与各节点沟通的能力。而Silicon Labs的EM358x便是基于mesh拓扑的IoT SoC,完全支持ZigBee和Thread 网络,并提供ZigBee升级至Thread的OTA韧体升级能力。
在整合度方面,IoT SoC必须整合各种感测、控制等元件,Silicon Labs提供了Blue Gecko解决方案(蓝牙Smart无线SoC、模组、软件协定堆叠和工具)与EZR32(Sub-GHz的无线MCU系列产品),并搭配简便性工具Simplicity Studio,为业界第一套可开发MCU与Wireless的软件平台。 最后在感测器方面,Silicon Labs推出了Sensor Puck,是一个为心率、紫外线指数、相对湿度和温度感测所设计的低功耗生物计量感测器的开发平台。综合上述的Silicon Labs四大产品组合,将协助客户快速开发各项物联网应用产品。
资料来源于: http://community.silabs.com/chinese 更多资料访问: http://cn.silabs.com
|