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      • 蓝牙网状网络中的设备管理

        Siliconlabs | 11/334/2017 | 09:05 AM

        蓝牙网状网络就像一个俱乐部。如果您是俱乐部会员,则可以进入俱乐部并使用您的会员类型允许的设施和服务。如果你不是,不管你怎么说,你都不能进门。

         

        蓝牙网状设备可以是或者不是蓝牙网状网络的成员。如果是会员,则有权至少以一种基本的方式与其他也是该网络成员的设备进行通信。如果不是会员,那么设备传送的任何内容都将被网络中的其他设备忽略。

         

        蓝牙网络设备也可以被认为具有会员类型,例如可以访问特定的俱乐部设施(健身房,高尔夫球场等),而不是整个俱乐部。它只能与网络中的某些设备交互。其背后就是应用程序的概念。例如,蓝牙网状灯开关可以在网络中打开或关闭蓝牙网状灯,因为这些设备中的每一个都是照明应用的一部分。由于加热系统不是照明应用的一部分,灯开关不能接通加热系统。欢迎往下阅读。

         

        蓝牙网状网络安全性

        要使设备成为蓝牙网状网络的成员,必须使用称为provisioning的安全过程将其添加到网络中。

         

        安全是蓝牙网状网络的核心,我们将在本系列的后面详细介绍这个主题。在蓝牙网状网络中添加或移除设备都是安全性要求的过程。

         

        蓝牙网状网络使用不同安全密钥类型的系统来保护整个网络,以及保护和分离网络中的各个应用。作为网络的成员并有权参与特定的应用程序,在这两种情况下都是设备拥有正确安全密钥的结果。网络中的所有节点都拥有一个称为网络密钥或NetKey的密钥。它拥有使该设备成为该网络成员的这个密钥,即它的一个节点。

         

        蓝牙网状网络术语

        在之前的蓝牙网状网络系列中,我们介绍了正式的技术术语‘device’和‘node’。您可能还记得,一个网状网络成员的设备称为node,而不是device。现在,我将使用带有大写“D”的“device”来表示尚未成为网状网络一部分的设备,并继续像我一直使用的那样使用“device”来表示更通用的电子设备,非正式的感觉。

         

        蓝牙网状网络配置

        配置将一个简单的设备转换成一个节点,一个蓝牙网状网络的正式成员。该过程使用应用程序来完成,该应用程序通常由产品制造商提供以供在智能手机或平板电脑上使用,但也可以采用其他形式,例如桌面或网络应用程序。

         

        运行配置应用程序的设备称为Provisioner。提供者必须物理性的安全,因为它具有特殊的角色。

         

        配置协议

        在配置期间,Provisioner和要配置的设备使用称为配置协议的蓝牙网状协议进行通信。 Provisioner可以在PB-ADV或PB-GATT承载[i]上使用配置协议,以确保Provisioner应用可以在旧的智能手机上实现,只需要它们支持蓝牙低功耗(LE)和GATT。

         

        向网络添加新的设备

        将设备添加到网络主要涉及为其提供该网络的所有其他节点所拥有的网络密钥。当然,这个过程本身必须是安全的,这样恶意设备就不能窃听在添加新设备和窃取NetKey时发生的通信。

         

        当购买新设备并且需要将其添加到现有的蓝牙网状网络时,用户将使用Provisioner以及来自新设备的制造商的指令将其添加到蓝牙网状网络。这将新设备转换为蓝牙网状网络的节点和成员。

         

        该过程涉及几个步骤,如下面的流程图所示。

        配置过程

         

        步骤1:信标

        蓝牙网状网络规范已经引入了新的GAPAD类型,包括“Mesh Beacon”广告类型[ii]。

         

        设备通过使用<<Mesh Beacon >> AD类型将自身宣告为未提供的设备来指示其可用性。用户可能需要按照制造商所描述的程序,例如按下按钮的组合或按住按钮一段时间的方式开始新的设备广告。

         

        用户还将在Provisioner中启动“Add Deviceto Network”过程,这将导致它从信标设备接收广告数据包。请记住,Provisioner可能是智能手机或平板电脑应用程序,因此实际上,这涉及到解锁智能手机,启动应用程序,可能登录到应用程序(以获得额外的安全性),并使用其用户界面来启动寻找信标设备。通过这种方式,Provisioner就会意识到新的配置,并准备好通过配置过程的其余部分。

         

        步骤2:邀请

        接下来,Provisioner向要配置的设备发送邀请消息。邀请采用配置邀请协议(PDU)的形式。信标设备在ProvisioningCapabilities PDU中响应有关其自身的信息。

         

        Provisioning Capabilities PDU提供的信息包括元素的数量以及它支持的与供应相关的算法。它还指示设备具有的输入和输出功能的类型,这是在“Authentication”步骤中使用的信息。

         

        步骤3:交换公钥

         

        所有蓝牙网状设备(包括Provisioner)都支持FIPS P-256Elliptic Curve算法,因此必须具有公钥。基于该算法的非对称密码术被用于创建安全通道,通过该通道来执行剩余的provisioning过程。为此,Provisioner和设备交换其公共密钥。请注意,设备可能会通过带外方法(如QR码)提供其公钥。我们将在后面的蓝牙网状网络系列文章中关注网状网安全性,包括配置安全性。

         

        步骤4:授权

        Provisioner利用其对新设备功能的知识并向其发送消息,指示消息输出单个或多个数值以响应各种支持的用户动作之一,例如按下按钮。根据设备的不同,输出的值会有所不同。一个设备可能在LED面板上显示一个三位数字值,而另一个设备可能会多次闪烁红色LED,闪烁次数为输出验证值。Provisioner的用户将观察设备输出的值,并将其输入到Provisioner用户界面。

         

        然后,设备和Provisioner交换一个加密哈希,该加密哈希由包含由该设备输出的随机值的数据导出,从而允许它们完成其认证。

         

        步骤5:分配Provisioning数据

        在authentication成功完成之后,会话密钥由两个设备中的每一个从它们的私钥和交换的对等公钥得出。会话密钥随后用于保护完成供应过程所需的数据的后续分配,包括设备的NetKey和唯一地址(称为UnicastAddress)。

         

        配置完成后,配置的设备拥有网络的NetKey,这是一个被称为IVIndex的蓝牙网状网安全参数,它具有由Provisioner分配的UnicastAddress[iii]。新设备现在正式成为节点和蓝牙网状网络的成员。

         

        从网络中移除节点

        蓝牙网状网络的节点需要被删除。该设备可能已经损坏,需要更换,或者可能需要将该设备移到其他城市另一家办事处的另一个蓝牙网络网络。同样,该设备可能已经出售,预计新的拥有者将使用上述供应过程将设备添加到他们自己的蓝牙网状网络。

        有时候有些设备会损坏

         

        如果设备出现故障而无法修复,您可能会试图将其扔到垃圾箱中。如果您将设备出售给某人,您也同样可能只想拿钱,忘记旧设备。然而,这是不明智的。

         

        节点包含通过供应过程提供的安全密钥。请记住,它是拥有主要的NetKey,它确定一个设备是一个网络的成员,因此有权访问它。丢弃或销售设备时,将与您的蓝牙网络网络相关的密钥留在设备内可能会使您的网络容易受到攻击。因此,已经定义了一个消除节点的安全过程,这个过程将在这里进行描述。

         

        从网络中删除节点涉及两个步骤。首先,Provisioner应用程序用于将要删除的节点添加到“黑名单”中。其次,启动一个称为密钥刷新过程的过程。

         

        黑名单

        使用Provisioner,用户必须将要删除的节点添加到黑名单中。黑名单的目的只是充当那些在启动密钥刷新过程时不能用新的安全密钥发布的节点的列表。

        The Key Refresh Procedure

         

        秘钥刷新过程

        密钥刷新过程导致网络中的所有节点(黑名单的成员除外)被发布新的网络密钥,应用密钥和所有相关的派生数据。换句话说,构成网络和应用程序安全基础的整套安全密钥被替换。

         

        用户使用Provisioner启动密钥刷新,Provisioner使用配置消息创建新密钥并将其发送到网状网络中的每个节点,但黑名单的成员除外。

         

        低功率节点将接收他们的Friend的新密钥。因此,在接收它们之前可能需要相当长的时间,因此整个网络都要更换密钥。

        由于每个节点不会在同一时间收到新的密钥,因此密钥刷新过程定义了一个称为“Phase 2”的过渡阶段,在此过程中使用旧密钥和新密钥。具体而言,传输使用新密钥,但支持接收消息的节点同时使用旧密钥和新密钥。

         

        Provisioner通知所有节点,当Phase2完成时,它们应撤销旧密钥,并且每个非黑名单的节点都收到其新密钥。

         

        此时,从网络中删除并且包含旧的NetKey和旧的AppKeys的节点不再是网络的成员,因此不构成威胁。

         

        结论

        安全性是蓝牙网状网络技术设计的核心。我们已经看到了这种情况如何在网络管理场景中最基本的地方体现出来,将新设备添加到蓝牙网状网络并将其删除。

         

        如果您想了解更多有关蓝牙网络网络安全的信息,您可以在我们的下一篇蓝牙网络文章系列中看到一些最重要的蓝牙网络安全功能的详细介绍。

         

        Silicon Labs完整的蓝牙5与网状网络标准解决方案:https://cn.silabs.com/products/wireless/learning-center/bluetooth/bluetooth-5

         

        原文链接:https://blog.bluetooth.com/management-of-devices-bluetooth-mesh-network

         

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      • Silicon Labs入围2017全球半导体联盟奖两项提名!

        Siliconlabs | 11/334/2017 | 09:04 AM

        全球半导体联盟(GSA)日前宣布获得2017年GSA奖项提名的公司,Silicon Labs(亦称“芯科科技”)很荣幸入围两项大奖提名,分别为最受尊敬的上市半导体公司奖(年销售额五亿到十亿)财务管理最佳的半导体公司奖(年销售额十亿以下)。今年度GSA奖项的颁奖晚宴将于12月7日(星期四)在加利福尼亚州圣克拉拉的圣塔克拉拉会议中心举行。欢迎观看本次GSA大奖提名视频。

         

        GSA将根据公司的愿景,战略,执行和未来机会来表彰运营成绩卓越的公司。这些公司将在卓越的领导力,财务成就以及行业内的全面尊重等方面取得荣誉。

         

        Silicon Labs此次获提名入围的奖项类别如下:

        ·       最受尊敬的上市半导体公司奖(年销售额五亿到十亿)

        ·       财务管理最佳的半导体公司奖(年销售额十亿以下)

         

        2017GSA大奖提名视频(请复制下方链接并通过网页浏览器观赏):

        http://v.youku.com/v_show/id_XMzE4ODgwNjI5Mg==.html

         

        关于GSA颁奖晚宴

        GSA年度颁奖晚宴是业内首屈一指的盛事。GSA每年都会表彰那些通过他们的愿景,战略,执行和未来机会而表现卓越的公司。此次庆典是对半导体企业在卓越领导力,财务成就以及行业内的全面尊重等方面所取得的成就的荣誉。

         

        原文链接:https://www.gsaglobal.org/2017/11/07/2017-global-semiconductor-alliance-award-nominees-announced/?sf166685872=1

         

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      • 【选型】为什么测血氧饱和度需要带两个LED的传感器

        Siliconlabs | 11/331/2017 | 08:50 AM

        血氧饱和度(SpO2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb,hemoglobin)容量的百分比,即血液中血氧的浓度,它是呼吸循环的重要生理参数。目前光电式血氧检测主要是两种,反射式与透射式。

        反射式血氧传感方案

        反射式的血氧传感器如Silicon Labs(亦称“芯科科技”)的Si1171生物识别光学传感器,内部集成了两个LED及PD。IIC数字接口,如图1所示:

         

        Si117x 模块结合了业内功耗最低的光学 HR 解决方案,具有同类最优功率。小巧的集成模块支持多达 4 个不同的 LED(全部能够同时驱动),并且简化了光学设计。此设备还支持 Silicon Labs 的专有运动补偿型 HR 算法,经过优化之后,用于 Gecko MCU 和Wieless Gecko SoC中。这一级别的集成无与伦比,能够实现系统级功率和性能优化,从而为希望在系统中增加 HR 的可穿戴设备制造商缩短了上市时间。

         

        图1:Si1171结构图

        透射式血氧传感方案

        透射式的血氧传感器可以用Silicon Labs的Si1181生物识别光学传感器(内部集成了PD+AFE),这种适合客户自己做模具,应用比较灵活。也可以采用TE的FINGER CLIP SPO2 SENSOR,该传感器主要用于医疗指尖的血氧检测。

         

        Si1181生物识别光学传感器将业内最低功耗的光学 HR 解决方案结合到同类最优的电源中。它在一个小巧的 3 x 3 QFN 设备中结合了光电二极管、模拟前端和模拟数字转换器,并且在缩小 BOM 尺寸的同时,还能够在光学设计中实现终极灵活性。传感器能够采集优质 PPG 波形,为连续性 HR 测量提供支持,却只消耗不到 50uA 的电流(LED + 传感器)。其他特性包括 >100dB 的动态范围、内置缓冲器、支持 I2C/SPI 且支持加速度计同步。

        图2:TE血氧透射式传感器

         

        那为什么要用红外光(IR)+红光(RLED)两个LED来检测血氧?其实就是因为HbO2和Hb在可见和红外波段吸收系数不同。现在用的一般都是660nm和940nm的LED,因为660nm的时候,两种血红蛋白的吸收系数相差最大。在红外波段呢,也是波长越长,吸收系数差越大,所以选了个长的,为什么不更长呢,因为再长下去水吸收就严重了。其实也有用比940nm更短一点的,比如890nm。用了两个LED之后,就能够测出来两个吸收值,然后通过一定的算法便能解出对应的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白比例。

         

        因此,通常我们看到的血氧传感器都有一个红色的发光LED与一个IR不可见光LED。

         

        相关技术文档
        Silicon Labs Si1171光学心率传感器模块数据手册:

        https://www.silabs.com/documents/public/data-shorts/si1171-short.pdf

         

        Silicon LabsSi1181光学心率传感器模块数据手册:

        https://www.silabs.com/documents/public/data-shorts/si1181-short.pdf

         

        原文链接:https://www.sekorm.com/news/6616.html

         

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      • Dotdot + Thread 成就物联网的未来(下篇)

        Siliconlabs | 11/331/2017 | 08:48 AM

        本文为“Dotdot+Thread成就物联网未来”两篇文章中的下篇。

         

        上篇主题:将互联网的基础技术带入物联网(请见‘联盟发布’菜单中的相关文章)

         

        下篇主题:Dotdot+Thread如何冲破藩篱,为物联网的每个参与者带来价值,无论您是制造商还是平台服务商。欢迎观看完整技术应用文章。

         

        作者:Daniel Moneta

                    MMBNetworks 企业发展副总裁

                    Zigbee联盟市场组主席

                    Thread联盟市场工作组投稿人

        Dotdot + Thread释放创新并扩展网络规模

         

        我家智能网络的设置大家一定会觉得非常熟悉,统共20多个智能设备,有那么几个连接第三方的物联网网关;另外几个连接自有的网关和应用程序;然后再通过各自不同的应用程序接口连接不同代理商提供的云服务;最后,再从云端连接到控制终端设备所在的云端,比如Amazon Echo、Google Home或者其他大牌智能应用的云端。

        为了开关一盏灯,工程师们究竟需要投注多少精力去开发不同的应用程序接口,并将它们整合在一起,光是想象一下就让我心生怯意。更让我不寒而栗的是,这些接口还在不断变化,即便每个供应商都不断努力跟进这些变化,事实却是,几乎我所有的设备都有过那么一小会儿(或者更长些时间)不能工作。随着设备数量的增加,随时可能出现问题的可能性也越来越接近100%。说来要感谢一下我的Alexa和Google Home,每次我启动它们时,它们就会用愉快的声音提示我哪个设备又掉链子了。

         

        这种状况是不可持续的,市场也不会接受——不管是消费者还是商业用户。我们不应该指望用户能记住家里所有智能设备的组网结构和连接关系,出现问题时自己设法排除故障。最令人惋惜的是,如今的物联网要求我们所有人,包括用户和制造商,花费了这么多时间仅仅是为了将设备整合到一起,而不是将这些宝贵的时间用在创造新的价值和创新上。

         

        只有通用的开放标准能解决这个问题。您不必从头开始构建自己的协议,再等它发展成熟,如果您的设备应用了Dotdot标准,开箱就可与任何其他应用Dotdot标准的设备协同工作。

        如果您是生态系统供应商,则意味着您在构建网关、智能音箱、智能家居应用程序或物联网管理平台时无需每次都通过专门的驱动来集成新设备。第一次实施Dotdot应用之后,您就可以添加任何基于Dotdot开发的产品,而您的客户也可以自由选择他们想要的产品。 Dotdot天生对设备间互操作性的支持使您的平台可以直接与设备对话而不再依赖于云服务,这就消除了最常见的故障点,提高了响应能力、安全性和可靠性。

         

        如果您是设备制造商,则意味着您可以构建一个设备,并将其部署到多个生态系统和市场中去,而无需分别构建驱动、应用程序或插件,还要不断跟进时刻变化的应用程序接口,使您可以专注于您的产品并为您的客户创造新的价值。

        Dotdot加上Thread的IP网络令所有这一切变得更加有趣

         

        实现物联网承诺

        物联网应该能够让所有相关者都受益。公司与客户的联系在现时比以往任何时候都更为密切,因为公司能够获取产品使用和维护的宝贵数据,并建立服务平台增加营收。用户家中或办公室都有大量的智能设备,它们互相连接可以形成无限组合。展望未来,由通用的创新平台和“杀手级应用”组成的良性生态系统,将以全新且令人兴奋的方式连接所有这些设备,不断创造价值。

         

        当然这个愿景还有待实现,因为取得上述成果需要付出巨大的努力甚至妥协。大多数非IP网络上的物联网设备必须通过特定网关与第三方平台和用户界面进行绑定,因此被束缚在相应的“私有花园”之内,而制造商却被隔离在外,无法获得有价值的产品数据,用以轻松地添加新功能,提升客户满意度(或者只是满足基本的市场预期)。

         

        另一方面,拥有这个特定网关的电信运营商或安防公司必须顺应高速发展的市场要求,竭尽全力及时满足用户所需的每一个新功能,因为他们是用户与其设备交互的唯一接口。对此,他们往往感到力不从心,导致大多数智能家居平台在初创时提供的那些功能停滞不前。

        对于用户而言,他必须在一开始就认真地在不同生态系统之间进行选择,因为转换成本会非常地高。如果有一项很酷的新应用或创新正巧不是他所选中的生态系统供应商创建或能够及时拷贝的,恐怕只能干瞪眼。总之,对于任何一方来说都不够灵活。

         

        有一些供应商为了规避这个问题,试图整合相关的垂直系统:智能设备、网关、云服务和应用程序。但这样的话,他们就不得不大包大揽——为了增加新功能,在很多非己所长的领域里无休无止地多线作战,与此同时,用户还不断要求其实现与新出现的生态系统和应用程序的兼容性,迫使他们必须不断添加新的应用程序接口。

         

        Thread能够将设备基于IP连接在一起并不折不扣地实现这些应用需求。在IP网络中,不论设备处于一个局域网络或是处于互联网,它们之间的关系都不是一对一的,不会困守“私有花园”。一个设备既可以通过“呼叫本部”来提供数据与服务,也可以与客户可能需要的第三方应用和服务(无论是本地的还是远程的)进行交流。

        例如,您制造的灯泡可以向您的应用服务端报告使用周期和使用情况的数据,用户也可以下载新的音乐应用,享受声光同步的乐趣,不必费时费力地先要将两者进行配对。制造商可以自行决定提供或者多或者少的功能和接口,专注于他们最擅长的领域,而不必徒劳地想要做到全知全能。

         

        随着所有设备都能使用Dotdot以相同的语言进行交流,提供创新应用的第三方生态系统就可以快速发展,因为开发人员可以方便地调动用户的各种智能设备,创建从商业物联网平台到移动应用的各类应用程序。是不是觉得这一切有点耳熟,没错,这就是智能手机的发展历程,从功能手机时代需要制造商开发各自手机的所有功能,到利用通用平台隔离不同的底层硬件,释放创新潜力,使我们终于看到了现在所有这些杀手级应用的出现。

         

        开放的物联网也造福商业用户

        以上谈的虽然都是消费领域,商业领域当然也很重要。Dotdot+Thread在这方天地同样具备可扩展的灵活性。所有设备都使同一相同语言并且处于同一网络,使管理更为容易,特别是对于小型设施而言。另一方面,较大的系统希望能将设备归入不同的运营区域,以实现不同的管理或安全级别,同时又可以发挥mesh网络的优势。目前Dotdot 和 Thread都已经可以实现商业应用,而Zigbee联盟和Thread Group还在进一步合作拓展Dotdot+Thread的相关应用,以满足这一市场特有的需求。

        如何开始使用Dotdot + Thread

         

        Thread规范已经完成,Dotdot规范也已经对Zigbee联盟成员开放,并且相应的认证测试程序即将上线。最好的办法就是现在就加入这两个组织,早日获得相关规范,与您的同行利用Dotdot+Thread共同推进行业发展。

        另外值得一提的是,如果您已经在构建Zigbee设备(或计划那么做),那恭喜您占据了先发优势,因为对大多数802.15.4芯片供应商而言,Zigbee和Thread使用相同的硬件,您可以针对不同市场投放相同的产品。如果您已经了解Zigbee(或者知道哪些公司是这方面的专家,比如我们公司),那么您就已经掌握Dotdot了,放手干吧!

         

        获得更多信息或者对此有任何问题,欢迎联系我或者直接联系Thread Group和Zigbee联盟。

         

        联系方式:

        Zigbee: marketing@zigbee.org

        Thread: help@threadgroup.org

         

        原文链接:

        http://mp.weixin.qq.com/s/_8eQT5Hra_TUc-pfhyJ89g

         

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      • 物联网中的多协议、多频段连接的案例

        Siliconlabs | 11/331/2017 | 08:47 AM

        ​物联网中的多协议、多频段连接的案例

        作者:Tom Pannell,Silicon Labs物联网产品资深营销总监

         

        针对物联网的应用及技术演变趋势,Silicon Labs(亦称“芯科科技”)近期撰写了一篇实用的分析文章,内容介绍了最新的多协议无线技术以及相关的连接应用案例。

         

        广泛应用于物联网 (IoT) 中的无线协议具有许多共同的属性。多协议 SoC 可以运行所有的协议,简化了多种无线设计。我们希望控制生活中无数的设备和系统。例如当我进入家里或办公室的房间时,希望能够用开关控制灯。当我离开家时,我希望设置我的安全警报并锁上门。许多这样的系统已经被安装,并且成为一套完善的基础设施的一部分。欢迎探索完整内文。

         

        物联网的技术演变

         

        物联网正在改变我们的期望。现在,我希望通过智能手机远程监测和控制我家的温度;希望我的办公楼在没有人的时候关掉灯来节约能源;希望建筑物知道我什么时间在那里,并确保我周围的环境舒适安全。

         

        为了实现我们日益连通的世界,无数的物联网设备和系统已经在我们几乎没有注意到的情况下被部署。我们的家庭、办公室、工厂乃至城市基础设施中有许多的无线安全系统、通行卡、占用传感器、远程温度传感器和其它连网设备。

         

        支撑物联网的有线和无线传感器的复杂网络已经开发和部署了数十年。替换这些传感器网络的代价将是昂贵的。物联网的成功正在提高目标。随着多协议技术的出现,新的无线传感器节点的部署现在变得更加容易了。该技术包括硬件和软件,可使单个片上系统(SoC)设备支持多种无线协议,如低功耗蓝牙(Bluetooth low energy,BLE)、Zigbee和Thread。并且它横跨从Sub-GHz到2.4GHz的多个频率。

         

        然而,由于物联网基础设施建立在传统系统的基础上,我们还必须考虑将新的802.15.4无线技术添加到物联网早期部署的已有基础设施上所带来的挑战。传统系统的支持并不是唯一的挑战,还要考虑常用于解决类似连接性挑战的竞争性协议标准所带来的复杂性。

         

        典型的物联网节点

         

        关于我们周围的大量传感器网络,首先需要了解的是它们基于的微控制器(MCU)技术以及某种传感元件。它们一起将模拟环境转换为数字数据包,一旦量化,数据往往必须进入云以进一步处理。在许多情况下,选择的传输方式是无线传输。无线传感器数据包通常很小,无线节点本身必须有效地利用大小、成本和功耗。

        图说:交换多协议方案

         

        过去为了实现这一连接过程,许多供应商使用了Sub-GHz射频,以及针对电池寿命进行了优化的轻量级无线协议。他们被迫自行制定自己的协议,因为既有的选择太耗电或者无法覆盖期望的范围。然而,现在开发者有很多强大的、高效的、基于标准的选择可用,包括Zigbee,Thread和低功耗蓝牙(BLE)。

         

        物联网设备的设计人员往往面临一种困境,即设计的单一产品既要能够与所有无线标准一起工作,同时要最小化BOM(物料清单)成本和复杂性。只有少量的设备制造商有资源或时间来创建特殊设计,以支持每种有可能用于物联网的无线标准。

         

        多协议、多频段SoC通过在一个高度集成的SoC 芯片中支持Sub-GHz专有频率以及2.4GHz频段基于标准的协议,将开发人员从这种困境中解放出来。理想情况下,多协议、多频段SoC的无线收发器具有两个无线路径:一个用于Sub-GHz传输,一个用于2.4 GHz传输。这种集成的无线架构给予物联网开发人员很大的灵活性来应对多种应用场合。

         

        考虑一下集成到无线SoC中的典型多频带收发器的信号链。无线收发器的一些部件是共享的,一些是分开的。例如,RF部分必须具有单独的部件来处理不同的频率要求。但调制解调器(由调制器、解调器和一些加密硬件组成)可以在两个无线前端共享。

        这种无线架构为多协议、多频段SoC设计创建了高度优化、一致和经济的方法。不同的协议栈可以共享调制解调器来实现各种通信标准。调制解调器也在RF部分之间进行复用以接收和发送包。这种共享架构也非常适合软件开发,因为它提供了射频功能的通用接口。因此,它允许开发人员创建可以在不同协议栈之间共享的无线配置层。

         

        图说:动态多协议连接

         

        实现多协议、多频段系统所需的软件很复杂。无线协议栈必须是高效的,并且必须适用于广泛的硬件产品。它们还必须在多线程环境中与实时操作系统(RTOS)一起工作。在多协议应用程序中,多协议栈必须无缝地一起工作或独立工作,从而不会导致臃肿或降低效率。当两个协议栈在具有共享硬件的同一个SoC上运行时,必须以保持网络完整性的方式来实现。这是一个复杂的任务。

         

        多协议/多频段系统被证明可用于各种各样的用途。可编程多协议连接很容易解释和实现。当单个器件可以横跨多个最终产品部署时,工程管理人员将认识到大量的代码可被重用,以提高效率。工程师可以指定单一型号的器件以运行Zigbee、Thread、BLE 或者专有协议。然后,他们可以在生产时决定产品是否运行蓝牙或作为Sub-GHz产品运行。这种方法使制造商能够最大限度地降低财务风险,同时保持最大的生产灵活性。

         

        当设备已经部署在现场时,交换多协议方案(如图2)允许连网设备通过引导加载新的固件映像来更改它们运行的无线协议。例如,这种技术可能会使用智能手机连接从低功耗蓝牙切换到Zigbee、Thread或其它无线网络。

         

        交换多协议对终端消费者具有很大的意义。例如,这项技术使安装人员能够通过智能手机应用程序来配置和校准产品。这项功能在部署Thread 或Zigbee节点时特别有用。

         

        图说:多协议应用案例比较

         

        在各种网络中的配置可能很困难。交换多协议技术简化了这项工作,它使物联网产品在一开始就能够使用BLE,之后再将其配置并切换到其它网状网络协议。与动态多协议相比,交换多协议的优点在于需要更少的设备资源,因为不需要在多个无线设备之间物理存储和运行多个协议。

         

        在单个无线芯片上运行三种通信协议栈的动态多协议连接如图3所示。通过时间分片机制,实现了在协议之间共享无线。这种动态方法允许使用低功耗蓝牙与其它无线协议。在这个简单的示例中,通常在Zigbee上运行的设备周期性地使用蓝牙信标功能。

         

        使用动态多协议,可以通过分时共享物理资源来支持一个SoC的两种协议(或更多)。动态多协议通常使用更多的设备资源,如闪存,并具有更复杂的软件架构。它还需要细致的射频设计以在不同协议之间动态共享无线资源。

         

        图说:IoT覆盖与数据率的关系

         

        虽然动态多协议方案使用更多的硬件资源,但考虑到这种方法带来的价值,这种选择是值得的。在许多情况下,动态多协议技术将设计复杂性和整体系统成本降低了至少50%。这些节省来自于仅使用一个SoC设备,而不是使用两个或更多个芯片以及分布式规则引擎和不同的协议栈架构。单个多协议SoC与强大的RTOS、精心设计的无线协议栈和本地应用程序相结合,可以轻松实现需要多种连接模式的物联网设计。

         

        并发多协议在部署Thread和Zigbee网络的网关设计中特别有用。在这里,由于协议和无线配置之间的相似性,许多软件和硬件资源可以按原样重用。例如,Thread和Zigbee共享相同的PHY和MAC层,最大限度地减少了重新配置收发器的需要。此外,Thread和Zigbee在通信协议栈中共享一些更高的共同元素,这使资源共享更加高效。结果是设备可以使用更小的内存占用,这有助于降低最终产品的成本。

         

        总结

         

        目前只有少数SoC供应商可提供基于高度集成的SoC和优化软件的多协议产品。更少的供应商可提供必要的开发工具,以简化多协议无线设计的复杂性。成功地实现系统中多协议栈无缝工作是一项挑战。

         

        使事情变得困难的是,有时无线设计团队遍布世界各地,有不同的设计目标,或者可能是不同业务部门的一部分。当多个协议栈来自不同的公司或社区资源时,设计一个功耗和内存受限的可靠系统将变得非常困难。

         

        协议必须在受限系统中有效地使用硬件,以避免浪费CPU周期和内存资源。特别重要的是要有效地处理协议栈之间的切换,否则会产生冲突和/或浪费能量。浪费CPU周期可能会对电池寿命产生破坏性影响。协议栈的低效还可能导致需要更多的内存,从而增加系统成本。为了确保开发出成功的应用程序,开发人员必须仔细考虑每个组件,如设备硬件(SoC或模块)、无线电调度程序、协议栈和RTOS。

         

        多协议、多频段解决方案的需求将继续增长,因为对于所有物联网应用而言,没有哪一种无线协议是完美的。在一个更互联的世界中,我们将继续看到连网设备和嵌入式软件变得越来越复杂,以满足物联网的多样化需求。

         

        关于Silicon Labs的多协议技术和产品信息,请访问:

        https://cn.silabs.com/products/wireless/multiprotocol-connectivity/dynamic-multiprotocol-introduction

         

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      • 12月6&8日Silicon Labs物联网专场演讲连发

        Siliconlabs | 11/327/2017 | 07:16 AM

        2017年是物联网(IoT)市场即将腾飞的一年,总体市场规模可望达到19万亿美元,市场增速将达到20%以上。物联网可能带给我们这一代人比移动手机更大的市场机会,如何踩着正确的步点把握每一个市场机会,就要看大家的市场洞察力和行动力。

         

        在今年的尾声,Silicon Labs(亦称“芯科科技”)预定于12月6日深圳和12月8日北京分别进行两场物联网专题演讲,为广大行业人士总结今年物联网市场及应用的重要进展及未来发展态势,同时也将介绍关键的多协议、网状网络无线技术和产品,协助工程师更快、更精准地描绘出下一代产品的蓝图。欢迎往下了解两场活动详细信息。

         

        12/6日中国物联网大会产业发展高峰论坛

        • 活动名称:第四届中国物联网大会产业发展高峰论坛

        • 时间:2017年12月6日

        • 地点:深圳南山科兴科技园国家会议中心

        • 演讲主题:建构更互連世界——物联网

        • 演讲时段:10:50-11:10am

        • 主讲人:陈雄基,Silicon Labs亚太区区域营销高级经理

        • 报名链接:

          http://www.elecfans.com/topic/iot2017/detail_10001.html

         

        亦可扫描下图二维码进行报名:

         

        12/8日2017年物联网开发者大会

        • 活动名称:2017年物联网开发者大会

        • 时间:2017年12月8日

        • 地点:北京北辰洲际酒店(北京市朝阳区北辰西路8号院4号楼)

        • 演讲主题:如何为应用产品选择正确的网狀网络技术

        • 演讲时段:14:30-15:00pm

        • 主讲人:陈雄基,Silicon Labs亚太区区域营销高级经理

        • 报名链接:http://www.eepw.com.cn/event/action/2017iot/agenda.html#mpoit1

         

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      • 【技术干货】超大规模运算和LTE-A驱动高性能时序方案需求

        Siliconlabs | 11/327/2017 | 07:14 AM

        超大规模运算和LTE-A驱动高性能时序方案需求

        作者:James Wilson,Silicon Labs定时产品高级营销总监

         

        数据中心和无线网路基础架构正持续提升网路利用率以及降低资料传输的成本,业界时序元件供应商借由高性能的时脉和振荡器来满足这一市场需求,从而实现最佳的频率灵活性和超低抖动。

         

        以太网络(Ethernet)自从IEEE 802.3于1980年首次发布以来已经走过了漫漫长路。以太网络一开始是作为连接个人电脑(PC)和工作站的技术,然后逐渐发展成为企业运算、数据中心、无线网路、电信和工业领域等广泛应用的网路技术。

         

        由于以太网络的普及,以及所需支持的硬体成本不断下降,意味着以太网络将继续在这些应用中获得更大的普及率。目前一些最有趣的技术变革即将发生,例如100G以太网络被应用于数据中心和无线接取网路。这些朝向高速光纤以太网络迁移的趋势,不断推动对于更高性能时脉(clock)和频率控制产品的需求。

         

        面向上述市场和应用技术的变迁,Silicon Labs(亦称“芯科科技”)定时产品高级营销总监James Wilson先生近期撰写了一篇技术文章,将能帮助业内人士掌握下世代时钟应用和技术发展趋势。欢迎阅读完整文章。

         

        数据中心

         

        随着传统的企业工作负载迅速迁移至公共云端基础架构,带来全球对于数据中心的巨大投资热潮。除了日益增加的低延迟需求之外,数据中心还面临着独特的挑战,即大部份的资料流量都保留在数据中心,而资料的处理则分布在多个运算节点。

         

        现代数据中心正最佳化其网路架构,透过让每个交换机彼此互连,以支持分散式的虚拟化运算,这就是所谓的“超大规模运算”(hyperscale computing)趋势。使得超大规模运算具有商业吸引力的基础技术之一就是高速以太网络,以及数据中心交换机快速过渡至25G、50G和100G以太网络,以加速资料传输和网路效率。

         

         

        从10G到25/50/100G以太网络的过渡,推动着数据中心设备制造商将交换机和接取埠升级至更高的速度,而这又需要更高性能、更低抖动的时序(timing)解决方案。在这些应用中,超低抖动的时脉和振荡器是必备的,因为时脉杂讯高可能导致无法接受的高误码率或通讯中断。表1显示对于以太网络实体层(PHY)、交换机和交换架构的典型时序要求。让高速以太网络实现安全可靠的方法是使用超低抖动时脉源,为这些以太网络规格提供出色的抖动余量。

        无线接取网络

         

        无线网路将在未来几年内从4G/LTE过渡至LTE-Advanced和5G,预计将历经巨大变化。下一代无线网路将为携带行动资料而最佳化。如图2所示,到2021年,行动资料流量预计将增加到每月49百京位元组(exabyte),比2016年成长7倍。为了支持频宽所需的这种指数级成长,无线网路正重新设计和最佳化资料传输。在无线接取网路(RAN)中广泛采用高速以太网络,预计将成为推动该技术进展的关键部份。

         

        在4G/LTE无线接取网路中,由基地台执行的射频(RF)和基频处理功能被分为独立的远端射频头端(RRH)和基频单元(BBU)。如图3所示,每个RRH透过基于通用公共无线电介面(CPRI)协定的专用光纤连接到BBU。该架构使得无线电收发器(通常位于基地台塔中)和基地台(通常位于附近的地面)之间替换的专用铜缆和同轴电缆连接,并且让BBU能够放置在更方便的位置,以简化部署和维护。

         

         

        这一网路架构虽然比传统3G无线网路更有效率,但由于频宽受限于CPRI链路的速度(通常为1Gbps至10Gbps),连带使其受到限制。此外,CPRI连接是一种点对点的链路,光纤带来的延迟及其变化使得RRH和BBU通常得部署在彼此附近(< 2km至20km距离),从而限制了网路部署的灵活性。

         

        而在eCPRI和其他5G前期标准(pre-5G)中,很多对时间有严格要求的处理将在RRH中完成,这样eCPRI链路可以容忍更大的延迟,进而使得网路部署更加灵活,C-BBU可以部署在离RRH更远的位置。

         

        作为5G演进的一部份,无线产业正在重新思考基地台架构,以及基频和射频单元之间的连接——即透过“前程网路”(fronthaul),是实现最佳化的关键领域。

         

        更高频宽的前程网路才足以实现新的LTE功能,以支持高速行动资料,包括载波聚合(CA)和大规模多输入多输出(Massive MIMO)。此外,网路密集化和采用小型基地台(small cell)、特微型基地台(pico cell)和微型基地台(micro cell)将为前程网路带来额外的频宽要求。

         

        为了最大限度的降低资本支出和营运成本,5G将使用Cloud-RAN(C-RAN)架构,将集中部署的基频处理(C-BBU)用于多个RRH。

         

        用于前程网路的新标准已经在开发中,以支持C-RAN演进。IEEE 1904接取网路工作组(ANWG)正在开发一种新的以太网络承载无线——Radio Over Ethernet(RoE)标准,用于支持在以太网络上封装CPRI。这个新标准将使其得以透过单个RoE链路聚合来自多个RRH和小型基地台的CPRI流量,从而提高前程网路的利用率。

         

        另一个工作组IEEE 1914.1下一代前程网路介面(NGFI)正重新审视RF与基频之间第一层(Layer-1)的划分,以支持在RRH进行更多的Layer-1处理。NGFI使得前程网路介面能够从支持点到点连接演进到支持多点到多点拓扑,从而提高网路灵活性,并且让不同的基地台之间有效协调。2017年8月发布的5G前程网路CPRI标准(eCPRI)详细定义了基地台功能的新功能划分,并支持CPRI over Ethernet传输。

         

        这些新的前程网路标准需要频率灵活的时序解决方案,以便同时支持RRH、小型基地台和超微型基地台中的LTE和以太网络时脉,如图4所示。这些新的解决方案为硬体设计提供了统一所有时脉到单一小尺寸IC的机会。

         

        另一个关键的挑战是精确的时序和同步。一般来说,3G和LTE-FDD行动网路依靠频率同步,而将所有网路元素(NE)同步到非常精准和准确的主参考时脉上,这通常来自由GNSS卫星系统(GPS、北斗)传输的讯号。这些系统在无线介面需要50ppb的频率精度,而在基地台介面至回程网路时则需要16ppb。

         

        LTE-TDD和LTE-Advanced保留了这些频率的精确度要求,但增加了非常严格的相位同步要求(+/-1.5us)。这是实现增强基地台间干扰的协调(eCIC)和多点协调(CoMP)等新功能的关键要求,可以最大限度的提高讯号品质和频谱效率。

         

        这些相位同步要求预计也会在即将到来的5G标准中进一步加强LTE-Advanced网路架构,其中多个RRH透过基于封包的eCPRI网路连接到集中式BBU,而其相位/频率同步则由IEEE 1588v2/SyncE提供。在RRH和集中式BBU上建置IEEE1588/SyncE,即可支持计时和相位同步。更高频宽的100GbE网路则用于实现每个BBU到核心网路之间的回程传输。现在可以使用更高性能、更灵活的时序解决方案,简化LTE-Advanced应用中的时脉产生、分发和同步。

         

        结语

         

        以太网络被广泛用于数据中心和无线网路,以实现更高的网路利用率和更低成本的资料传输,并催生新的服务供应商功能和服务。在这些基础架构应用中,向基于封包的以太网络过渡,正推动着对于更灵活、更低抖动时序解决方案的需求。业界时序元件供应商正借由创新架构的高性能时脉和振荡器元件来满足这一市场需求,从而实现最大的频率灵活性和超低抖动。

         

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      • Flex Gecko SoC让专有无线设计更臻完美

        Siliconlabs | 11/327/2017 | 07:09 AM

        对于希望通过使用Silicon Labs(亦称“芯科科技”)的专有无线EFR32 Flex Gecko系列SoC来实现低功耗和远距离无线设备差异化的客户而言,我们有一些好消息。 Silicon Labs刚刚发布了另一种专有的无线解决方案 - 新型Flex Gecko EFR32FG14,该解决方案显著降低了功耗,并提供了许多与我们以前的Flex Gecko解决方案相同的外设功能。欢迎”探索更多关于Flex Gecko EFR32FG14的产品信息。

         

        EFR32FG14延伸低功耗优势

         

        EFR32FG14扩展了EFR32FG1产品的成功,提供卓越的低功耗优势,睡眠模式下电流科降低48%,并可灵活地连接更多外设(如VDAC和OpAmp支持)。新解决方案保持了以前解决方案的增强的RF性能,同时提供类似的闪存和RAM存储器选项以及改进的安全功能。

         

        与往常一样,我们在设计过程中的首要任务是听取客户的意见,并努力根据他们的反馈进行改进。这种新的Flex Gecko解决方案也不例外,我们的客户将立即看到低功耗和性能优势。 EFR32FG14的新改进包括增强型2.4GHz射频性能,深度睡眠数据处理,采用全新真随机数发生器安全管理单元,提高安全性,以及提高了2/4(G)FSK灵敏度的Sub-GHz性能。

         

        为了简化产品规格比较,我们在文档材料中尽可能清楚地指定了Flex Gecko产品的测试条件,并为关键参数提供了最小值和最大值,并且还提供了使用FM模式的基于RAIL的应用代码示例:

        https://cn.silabs.com/products/development-tools/software/radio-abstraction-interface-layer-sdk

         

        应用领域广泛 + 设计无缝接轨

         

        迄今为止Silicon Labs拥有超过2.5亿个专有无线IC的出货量,新的Flex Gecko解决方案进一步增强了我们在专有无线市场上的专业知识和足迹。无线Flex Gecko产品组合通过单芯片支持sub-GHz和2.4 GHz设计,为客户简化电路板开发,库存管理和上市时间。

         

        我们的新解决方案以及我们所有的Flex Gecko设备都与Blue Gecko和Mighty Gecko设备兼容,允许客户在稍后的变更中将多协议支持添加到他们的设计中。最终,Flex Gecko为需要添加BLE,Zigbee或Thread的多协议应用程序提供了无缝迁移路径。

         

        EFR32FG14产品将用于智能电表,电子货架,家庭自动化,安全系统,照明控制,医疗应急设备和农业应用等各种低功耗和远距离通信设备。

         

        随着物联网市场的不断扩张,专有无线解决方案的普及率越来越高,因为设计人员希望优化产品的性能和成本,而不受行业标准或联盟要求的限制。从市场角度来看,我们理解设计人员设计高度优化的专有网络至关重要,通常可以使产品脱颖而出,具有独特的性能和独特的功能。

         

        尽管专有无线解决方案很受欢迎 - 构建设计有时对设计人员来说是一个挑战,因为它需要深入理解从物理层和法规要求到网络层和应用层的所有方面。我们的Simplicity Studio开发软件简化了这一过程,并帮助Flex Gecko客户最大限度地利用硬件,进行独特的设备创新。

         

        更多关于Silicon Labs的EFR32FG系列专有无线SoC信息,请访问:

        https://cn.silabs.com/products/wireless/proprietary/efr32-flex-gecko-2-4-ghz-sub-ghz

         

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      • 五分钟搞懂数字隔离器是什么!

        Siliconlabs | 11/324/2017 | 08:50 AM

        数字隔离器是什么?

        数字隔离技术和使用

        作者:RudyeMcGlothlin,电源产品部营销总监

         

        某些电路在尝试互相通信时会受损,而数字隔离器可使电路在互相通信时避免受损。在本问答中,Silicon Labs (亦称“芯科科技”)电源产品部营销总监RudyeMcGlothlin 先生精辟地回答了有关这些用于平衡安全性和性能的设备和技术的一些问题。请点击“阅读原文”至Silicon Labs中文论坛观看完整文章。

         

        首先是什么在推动工业市场使用隔离组件?

        有许多需求在推动隔离组件的使用。主要推动因素是组件保护、用户安全、信号电平转换和遵守安全规定的系统要求。在所有情况下,隔离组件都通过实现额外的功能并确保系统安全运行来为系统增加价值。

         

        添加隔离设备会对我的电路有何影响?

        在许多情况下性能都会提高,并且在所有情况下组件安全性都会提高。隔离设备允许多个电源域共存和通信,这意味着敏感电路与开关电路会被隔离开来。现代化数字隔离技术支持大规模集成,这意味着电路组件数量可以减少。性能、效率、大小和成本都是添加隔离设备时可能会受到影响的方面。

         

        数字隔离设备是为符合安全规定而创建的,
        同时可最大限度地发挥现代化 CMOS 技术的优势

         

        那么我在考虑为我的应用使用隔离组件时,有何选择?

        直到最近十年,设计者还都在使用光电耦合器来满足隔离需求,但从那时起,数字隔离技术已经取得了很大进展。现在,基于 CMOS的数字隔离技术已成为系统中隔离任务的首选技术。

         

        光电耦合器和数字隔离设备有什么区别?

        简单来说,光电耦合器是一种混合设备,使用 LED 发出的光将数据传输到隔离栅另一端的光检测器。逻辑高状态时,LED 亮起,逻辑低状态时,LED 熄灭。光电耦合器功耗高,易于老化和受温度影响,并提供有限的数据速率,通常低于1Mbps。

         

        但是,数字隔离设备是为符合安全规定而创建的,同时可最大限度地发挥现代化 CMOS技术的优势。为此,数字隔离设备使用半导体工艺技术来创建变压器或电容器,以便传输数据而不是传输光。通过使用这种技术,性能和功能集成都得到了改善。

         

        对尚在犹豫要不要弃用光电耦合器而改用数字隔离器的人,您有何最佳建议?

        光电耦合器虽然已并入许多设计中,但是基于过时的 LED 技术,其输出因输入电流、温度和年龄而有显著变化。这降低了设备在生命周期内的性能。数字隔离组件可轻松提供占用空间更小的多通道隔离解决方案,由于故障率更低可提高系统可靠性,可提供两倍的电气噪声抗扰度,可在更宽的温度范围(-40oC至125oC)内工作,而且不会随着时间的推移老化或降低性能。通常,使用高频载波代替光能够实现低操作功率和高速操作,这可支持精确的时序规格。

         

         光电耦合器虽然已并入许多设计中,但是基于过时的 LED 技术,
        其输出因输入电流、温度和年龄而有显著变化。

         

        我完全相信你说的话,那么我在为我的应用选择特定数字隔离器时,要考虑哪些因素?

        功能集和隔离性能是选择数字隔离器时要考虑的两个因素。就功能集而言,要考虑隔离通道的数量和通道配置。传播延迟等时序规格应适合您的系统。就隔离性能而言,重要的是要了解系统所需的隔离等级。瞬态噪声抗扰度和电磁辐射情况是与隔离结构相关的其他考虑因素。就隔离等级而言,鉴于系统环境,可能要考虑封装选项。

         

        设计者决定改用数字隔离器后,面临的最大挑战是什么?

        第一个挑战是为各个应用选择正确的数字隔离器。如前所述,每个组件都有自己的规格,就像每个应用都有特殊需求一样。一旦确定和设计了适当的设备,系统设计者便可以其典型的方式进行系统评估。

         

        我要为我的应用考虑哪些安全要求?

        一旦您确定了应用的需求,您就需要确保设备符合 UL、CSA、VDE 和 CQC 等顶级安全认证机构要求达到的相应安全标准。这些安全认证机构使用其组件安全标准来限定和指定安全组件的一分钟耐压等级,这通常为 2.5kVrms、3.75kVrms 或 5kVrms,或其生命周期内的工作电压,这通常在 125Vrms 至1,000 Vrms 之间。所有Silicon Labs 的组件安全证书都可通过访问silabs.com 在线申请。

         

        数字隔离器的隔离栅的典型预期寿命是多久?

         这取决于所用材料及其厚度。使用的标准材料包括聚合物基、聚酰亚胺基或基于二氧化硅的绝缘体。一般来说,隔离栅的使用寿命可轻松超过 25 年。

         

        我有望找到哪些标准额定电压?

        常见的一分钟额定电压为 1 kVrms、2.5 kVrms、3.75 kVrms 或 5 kVrms,具体取决于设备制造商。为了提供浪涌保护,有些设备可以达到 10kVpk。

         

        您的产品支持哪些爬电距离和电气间隙?

        终端系统对基本绝缘和需要高达 250 Vrms 有效绝缘的加强绝缘提出的两种最常见的爬电距离和电气间隙要求分别是 3.2mm 和 6.4mm。通常,SiliconLabs 的窄体 SOIC封装和宽体 SOIC封装分别支持大约 4 mm和大约 8 mm的爬电距离/电气间隙。

         

        更多关于Silicon Labs的数字隔离解决方案信息,请访问:

        https://cn.silabs.com/products/isolation

         

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      • Dotdot + Thread成就物联网的未来 (上篇)

        Siliconlabs | 11/324/2017 | 08:49 AM

        Silicon Labs(亦称芯科科技)做为Zigbee Alliance和Thread Group两大无线标准联盟的重要成员,不断致力于推广和创新Zigbee/Thread网状网络技术,并开发高品质的软硬件解决方案协助工程师加速实现下一代物联网产品。

        近期,Zigbee Alliance和Thread Group同时发布了主题为“Dotdot + Thread成就物联网的未来”的博客文章以介绍最新的解决方案,让我们通过本篇转发贴文先睹为快吧!

         

        Dotdot+Thread成就物联网的未来 (上篇)

        作者:Daniel Moneta,MMBNetworks 企业发展副总裁、Zigbee联盟市场组主席、Thread联盟市场工作组投稿人

         

        在这里我们要借用一下银河系漫游指南的作者Douglas Adams的一篇博客文章“怎样才能不再自寻烦恼,欣然拥抱互联网”。(如果您还不曾读过这篇文章,强烈推荐www.douglasadams.com/dna/19990901-00-a.html,虽然已经发表有些年头了,但是用“物联网”或者任何新兴技术替代文中的“互联网”,文中所述的观点仍不过时。)

         

        Adams提醒我们,虽然我们不会认为椅子,灯泡,或门锁算是技术,但是在那个时代,它们的确曾经是。我们对“技术”往往给予很大的耐心,但对于那些我们认为是理所当然的事物,就很少能够包容了。

         

        当应用程序崩溃或笔记本电脑重启时,我们通常耸耸肩就算了。然而,随着物联网时代的到来,我们正在做一些以前从未做过的事情,将技术(连接和智能)植入到那些常见可靠到我们已经不再将其视为技术的设备中去。这既为品牌产品带来令人瞩目的与用户互动的新机会,也可能是给用户带来沮丧体验的大坑。因为当这些理所当然的设备掉链子时(比如灯不亮或门打不开),实在令人火冒三丈。今天在不少智能家居场景中,这种情况却并不鲜见。

         

        其实我们在构建物联网的一开始就知道会出现这种情况!对此我们早有经验:因为早期的互联网看起来就像当下的物联网,那时有美国在线(AOL),Compuserve,MSN等等。这些有着私有界面的“私家花园”迫使您选择到底要加入其中哪个“互联网”。您的选择决定了您可以获取什么信息,使用哪些功能,以及与谁交流,您仅能享受该生态系统供应商所提供的那些创新,令人沮丧,无法扩张,创新缓慢。对于今天已经拥有智能家庭平台的人来说,这种情景多半颇不陌生。

         

        我们成功的解决过这个问题

         

        互联网的经验意味着我们知道如何解决这个问题—— 因为我们已经成功了。今天的互联网被证明是一个无限创新的平台,主要依靠两个核心技术来实现:

         

        以IP为基础,无缝连接互联网上的各个设备,无论它们使用何种传输标准或频率(以太网,Wi-Fi,光纤,3G,LTE等)

         

        在IP连接基础上使用开放、通用的协议和语言(如HTTP,FTP,IMAP,HTML,CSS等)允许我们的设备进行互相通信,无论是使用哪种品牌的笔记本电脑、智能手机或浏览器。

         

        此两者就是为什么我可以建立一个网站,并确信不管你用哪个服务提供商、设备或浏览器都可以浏览它;也就是为什么你购买不同厂商的路由器,都可以访问想要看的任何内容;或者你可以换个新手机,但仍能访问你以前所有的服务和数据。这是互联网世界的工作原理,是我们现在每人口袋里的、也是未来设备的基本连接平台。

         

        以Dotdot作为物联网设备的通用语言,以Thread作为物联网设备的IP网络,就将这一强大的平台移植到了物联网,释放无限创新潜力。

         

        当互联网加进物联网

         

        假设你我要进行无线通信,于是买了一对使用相同无线电和频率的对讲机,这下我们就能接通对方了,可如果我们不说同样的语言,还是做不了什么有趣的事情。只有通过共同的语言,我们才能协同努力去做有趣或有价值的事情,即使我们来自不同的地方,甚至从未谋面。

         

        我们使用“通用语言”或“同一语言”这些词(有时也用技术语言“应用层”)来描述Dotdot,表示Dotdot是一套标准化的设备定义、行为定义和安全模型。例如,它定义了灯泡如何连接入网,如何传达自己是开是关,亮度和颜色,以及其他设备或应用程序如何调整这些设置。这样就使得这些设备无论是来自同一制造商或不同的制造商都能协同工作。

         

        说得更技术一些,Dotdot来自于您可能已经听说过的“Zigbee功能集库”(Zigbee Cluster Library 或ZCL),即应用层,是Zigbee标准的组成部分。这一通用语言已经实现了在家庭和企业中应用的数百万台设备之间的互操作性,知名品牌包括飞利浦Hue(PhilipsHue),康卡斯特(Comcast),三星SmartThings(Samsung SmartThings),尚飞(Somfy),宜家(IKEA),欧司朗(OSRAM),Kwikset,Belkin,GE,Yale,AmazonEcho,ADT 等等。

         

         

        ZCL最初是为了使Zigbee设备能够互相交流、提高互操作性和扩展性而开发的,以推广Zigbee无线技术的应用。Dotdot是使ZCL运行在其他通信协议上的框架,并用了一个新的品牌名称,是一种更加用户友好且凸显其与网络层独立的识别方式。

         

        而Thread,是将连接您互联网设备使用的同一种IP技术经过开发专门应用于物联网设备。正如Wi-Fi是为近距离高带宽设备所开发的,或4G是为移动数据所开发的一样,Thread是专门为需要稳定可靠网络的低功耗、电池供电、广泛分布的设备所开发的,这类设备最常见于智能家居或商业物联网应用。Thread使这些类型的设备可以直接连接到Internet。

         

         

         

        Dotdot+Thread是将开放、可互操作的设备通用语言运行在基于互联网IP网络上的首个解决方案。

         

        就像在基于IP的互联网上应用HTTP之类的开放通用协议释放并加速了互联网创新一样,Dotdot通用设备语言运行于Thread的IP网络上也将为物联网打下创新的基础。

         

        Dotdot + Thread并不是一个新标准

         

        如果您曾以任何方式参与过标准开发,您可能已经看过下面这个XKCD漫画了:

         

         

        在有关物联网的讨论中,它被引用得比哪儿都多。似乎每过一个月就有一些新的标准或联盟出现。但是,新标准总要经过岁月的磨练,才能变得成熟可靠,形成稳定的供应链,再开始增长。对于希望开发在用户家庭中需要多年维护的产品和平台的产品经理,新标准会有相应风险。

         

        Dotdot 加 Thread不是另一个新标准。它们可能是新的品牌,甚至是新的组合,但内在是两种稳定可靠,部署广泛,众所周知、并拥有良好支持的连接和互操作技术。这两种技术已经应用在我们家庭和办公室网络的数亿种设备中,并已扩展到物联网。作为互联网的基础,IP将继续得到广泛的支持。选择Thread和IP意味着您的设备将始终能够连接到网络。Dotdot由Zigbee联盟开发,Zigbee联盟是一个开放的,全球性的非营利组织,由其成员公司在市场各个层面上持续推动,任何人都有机会将创新带入其中。

         

        所有这一切都意味着Dotdot和Thread已经拥有具备全球竞争力的供应链,并且在每个环节都有多个供应商,和拥有多年经验的专家(如我本人所在的公司MMB Networks),在现实世界和各种规模上部署了这些技术。这个坚实的基础就是为什么两个组织的主要产品和平台供应商都已经开始通过Dotdot+Thread构建产品了。

         

        所以从产品管理的角度来看Dotdot+Thread是一个很好的平台。那它带来了什么新的价值呢?在第二篇文章中,我们将用具体的使用案例,介绍Dotdot+Thread除了解决“私家花园“的问题之外,如何为物联网中的每个参与者带来价值。

         

        原文链接:

        http://mp.weixin.qq.com/s/Cs2KS14jATqOB8xdAkIEww

         

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