智能无源无线传感器一站式解决方案解决物联网感测设计挑战

时间:2018-08-06 11:52来源:21Dianyuan

摘要:物联网(IoT)正迅速发展,感测是其重要一环。通常,IoT感测节点是采用电池供电和有线连接的,这阻碍了在某些无法进入或难以到达的地方进行部署,而频繁更换电池也会增加维护成本,且电池和走线会增加面积,不利于实现高能效和高密度分布。

物联网(IoT)正迅速发展,感测是其重要一环。通常,IoT感测节点是采用电池供电和有线连接的,这阻碍了在某些无法进入或难以到达的地方进行部署,而频繁更换电池也会增加维护成本,且电池和走线会增加面积,不利于实现高能效和高密度分布。为此,安森美半导体推出创新的智能无源无线传感器(Smart Passive Sensors™,简称SPSTM),摆脱电池和布线挑战,能在无法布线或难以更换电池的网络边缘测量、采集并分析数据。SPS结合完整的开发套件SPSDEVK1,构成一个即插即用的一站式完整解决方案,几乎适用于任何环境和终端市场,从智能家居和楼宇应用,到工业、农业、交通和医疗保健,设计人员无需从多家供应商处采购,节省开发时间和成本。
 
智能无源无线传感器简介
智能无源无线传感器获中国物联网产业应用联盟国际物联网博览会(IOTE)组委会评为第十届IOTE 2018 “金奖”创新产品,是今年亮相的10000+展品中获奖的100件最具代表性和创新性的物联网产品之一。
 
 
图1:智能无源无线传感器获IOTE 2018“金奖”创新产品
 
智能无源无线传感器最具优势的独特性和创新性在于:它在单芯片上实现传感,从接收的电磁场信号中采集能量,因而无需电池,可监测温度、湿度、距离等各种参数,基于RFID标准协议实现了传感器技术的突破。
 
 
图2:突破性的智能无源无线传感器技术
 
传统传感器每节点在PCB上实现激励检测,通常需要电池、微处理器和数据处理器件,批量化成本昂贵,体积大,需要维护。而使用安森美半导体的智能无源无线传感器,每节点在无源标签上实现激励检测,通过额外的读写器完成电源、微处理器和数据处理工作,无需电池,每个读写器支持多个标签,因而批量化成本低,且标签薄如胶带,尺寸小,无需维护。
 
智能无源无线传感器无需电池或微处理器,使用超高频射频识别(UHF RFID)协议工作,适用于难以到达的位置,如地下、墙内、体内、容器内、有毒或危害健康的区域,和空间受限的应用,如门内、即剥即贴、绷带等,以及需要多传感器的地方。
 
智能无源无线传感器一站式解决方案可即插即用
为支持使用SPS的IoT应用的开发,安森美半导体将于2018年8月推出开发套件SPSDEVK1,结合SPS使用,构成一个完整的一站式解决方案,集成所需的所有硬件和软件,包括读写器、天线、各种类型的传感器标签、电源、以太网线和分析软件,实现多传感器IoT应用的快速配置和修改。
 
 
图3:智能无源无线传感器一站式解决方案:完整的生态系统
 
 
图4:智能无源无线传感器一站式解决方案集成所需的硬件和软件
 
智能无源无线传感器用于预测性维护 节省人力、资源和资金
2003年至2015年期间,全球有2,498起与电力相关的死亡事故。 根据国际电气安全基金会的报告,另有30,000名工人因与电力相关的事故受到严重伤害,需要休养才能恢复工作。因此,有必要采用预测性维护解决方案,减少事故和伤害,节省人力、资源和资金。
 
在工业应用中,智能无源无线传感器可用于数据中心的预测性维护,实时监测服务器或电源开关装置内部的热点、温度、湿度水平。传感器外形小巧,可以放置在服务器机架中的每一台设备上,连续监测进出口气流温度;而无线功能使设备在机架间移动时仍能与传感器对应。每个传感器都有全球独一无二的ID信息,与该传感器的历史温度数据对应,同时此ID信息还适用于资产管理。根据这些可定期分析气流温度趋势,以便检测故障设备,保护敏感电子器件,并优化整个数据中心的空气流。传感器还可置于地板下,通过检测湿度判断是否漏水,避免电短路。
 
在建筑物及智能楼宇中,智能无源无线传感器能监测墙内、地板上、混凝土板内的湿度和总线温度水平,无需全套定制和“视线距离”,可提供历史数据并观察温度上升情况。当检测到水分或温度超过临界值时,将呼叫管理员采取行动,进行紧急情况控制。
 
智能无源无线传感器用于交通运输和物流服务
在交通运输和物流服务方面,智能无源无线传感器可用于在线监测冷链(食品或药品)温度和物流跟踪,并确保货物保持适当的温度和湿度,以确保合规,减少产品损失并保证易腐货物的安全。
 
智能无源无线传感器用于医疗
在医疗保健领域,智能无源无线传感器可用于监测患者健康和安全的方方面面,包括液位水平监测提醒护士静脉注射袋已空、导管袋已满,湿度检测提醒护士床单需要更换,在场检测告知护士病人下床、跌落、躁动等情况,护理者检测以帮助员工定位,证明在场,如护士在病房。
 
智能无源无线传感器用于汽车
在汽车应用中,智能无源传感器能管理水侵检测、乘员分类系统(OCS)、安全气囊控制、暖通空调(HVAC)、智能雨刮控制和胎压监测系统等。
 
总结
安森美半导体的智能无源无线传感器一站式解决方案集成所需的所有硬件和软件,包括读写器、天线、各种类型的传感器标签、电源、以太网电缆和配套软件,即插即用,可立即部署在无法布线或难以更换电池的网络边缘,监测湿度、温度、距离等各种参数。无源无线传感器从接收信号中采集能量,具有创新低功耗IoT感测设计的潜力,用于系统自动化温度监控,预防性维护等应用的湿度/温度/液位水平监控,及分析物联网世界的海量数据,解决物联网感测设计的挑战。安森美半导体还将持续扩展传感器产品系列,满足快速兴起的物联网市场的感测需求。

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