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      • 蓝牙助力“智能楼宇”三大招

        EasonHuang | 02/58/2019 | 03:03 AM

        目前,虽然各类智慧楼宇在需求和应用方面十分相似,但环境的规模会对各类楼宇的需求产生显著的影响。无论是照明、传感器网络,还是资产管理解决方案都需要有一个稳定安全的互联设备网络。

         

        蓝牙技术的互操作性使其能够兼容各供货商的内部系统,以及楼宇中的访客和工作人员所使用的个人设备。正如蓝牙技术联盟资深业务战略总监Chuck Sabin所说,蓝牙开发商正逐渐发展出三大应用,包括自动化与控制、状态监测、位置服务等,可以为智能楼宇服务提供良好的支持。

         

        关于智能楼宇的创新仍在不断发展,蓝牙的优异特性也使得许多领先企业都投入到了蓝牙智能楼宇解决方案的开发和部署中。往下阅读或点击访问Silicon Labs中文社区,了解蓝牙如何助攻“智能楼宇”发展:https://www.silabs.com/community/chinese-blog.entry.html/2019/02/25/_-z1SN.html

         

         

        自动化与控制

        自动化与控制是一项传统的智能楼宇服务,用于支持各种互联照明、暖通空调(HVAC)和安防解决方案。正如Sabin所说,互联照明是楼宇内的关键应用,而专为它开发的蓝牙mesh网络完全能够满足互联照明系统的要求。

         

        蓝牙的优势之一是原本专为大型商业应用设计的照明解决方案,经过缩小后也可以用于小型智能住宅。蓝牙工作组无需考虑如何确定规格,他们可以根据需求在最高至最低规格之间进行调整。

         

        状态监测

        Sabin解释了用于决策的数据对于业务的重要性,并表示低功耗蓝牙最适合用于建立对关键组件进行监测的传感器网络。系统会在设备超出容差范围时发出通知,您便能够预测楼宇内的故障并制定预测性工作计划。状态监测解决方案能够监控关键设备,从而帮助节省时间、成本和资源。

         

        位置服务

        Sabin表示,蓝牙技术是如何在快速增长的Beacon市场中成为先进的室内定位和寻路解决方案的。根据ABI Research的预测,到2022年,位置服务的采用将增长10倍。思科、Aruba、Kontact.io等领先企业已将位置服务集成到它们的楼宇内部网络中,为追踪、寻路以及最终的空间优化业务咨询提供支持。

         

        蓝牙让楼宇更智能

        关于智能楼宇的创新仍在不断发展。例如,尽管互联照明已成为楼宇自动化中的关键应用,但目前的“照明即平台”(LaaP)模式可以实现资产管理、环境传感器和室内位置导航等附加服务。蓝牙的这些特性也使得许多领先企业都投入到了蓝牙智能楼宇解决方案的开发和部署中。

         

        探索Silicon Labs最新的蓝牙5.1解决方案:https://cn.silabs.com/products/wireless/learning-center/bluetooth/bluetooth-direction-finding

         

        原文鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/YQGHMCjPk0ABoSV4tGdKAw

      • 一文读懂Z-Wave技术的五大协议

        EasonHuang | 02/58/2019 | 03:00 AM

        Z-Wave协议是一个低带宽半双工传输协议,它为高可靠性的低功耗网状网络的无线通信而设计。协议的主要目的是在控制单元和一个或多个节点单元之间可靠地传输较短的控制信息。

         

        协议由下至上分为5层:物理层、MAC层、传输层、路由层和应用层。MAC层负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束。同时控制信道接入,进行帧校验,并预留时隙管理。为了提高数据传输的可靠性,当有节点进行数据传送时,媒体介质层还采用了载波侦听多址、冲突避免(CSMA/CA)机制以防止其他节点传送信号。

         

        传输层主要用于提供节点之间的可靠的数掘传输,主要功能包括重新传输、帧校验、帧确认以及实现流量控制等。路由层控制节点间数据帧的路由、确保数据帧在不同节点间能够多次重复传输、扫描网络拓扑和维持路由表等。应用层负责Z-Wave网络中的译码和指令的执行,主要功能包括曼彻斯特译码、指令识别、分配HomeID和Node ID、实现网络中控制器的复制以及对于传送和接收帧的有效荷载进行控制等。

         

        1)物理层

        Z-Wave是一种低速率无线技术,专注于低速率应用,有9.6Kbit/s和40Kbit/s两种传输速率,前者用来传输控制命令绰绰有余,而后者可以提供更为高级的网络安全机制。它的工作频段灵活,处于900MHz (ISM (IndustrialScientific Medical)频带)、868.42MHz(欧洲)、908.42MHz(美国),工作在这些频带上的设备相对较少,而ZigBee或蓝牙所使用的2.4GHz频带正变得日益拥挤,相互之间的干扰不可避免,因此Z-Wave技术更能保证通信的可靠性。

         

        Z-Wave的功耗极低。它使用了频移键控(Frequency-Shift Keying,FSK)无线通方式,适合智能家居网络使用,电池供电节点通常保持在睡眠状态,每隔一段时间唤醒一次,监听是否有需要接收的数据,两节普通7号电池可以使用长达10年时间,免去了频繁充电和更换电池的麻烦,保证了应用的长久稳定。

         

        Z-Wave的系统复杂性比ZigBee小,比蓝牙设备要小得多,协议简单,所要求的存储空间很小。标准的Z-Wave模块中设计了32KB的闪存用于存放协议,而同等功能的ZigBee模块则至少需要128KB才能使用,蓝牙则需要更多。所以Z-Wave模块的成本要低于ZigBee或者蓝牙设备。

         

        Z-Wave网络容量为单网络最多232个节点,远低于ZigBee的65535个。Z-Wave节点的典型覆盖范围为室内30m以及室外100m,最多支持4级路由。在应用的普适性方面差于ZigBee,不能使用单一技术建立大规模网络。但对于智能家居应用来说,已经足以覆盖到全部范围。通过使用虚拟节点技术,Z-Wave网络也可以与其他类型的网络进行通信。

         

        2 MAC

        Z-Wave的MAC层控制无线媒介。数据流采用曼彻斯特编码,数据帧包含了前码、帧头、帧数据、帧尾。帧数据是帧传递给传输层的部分。所有数据都通过小端模式传输。MAC层独立无线媒介、频率和调制方法,但是要求接收到数据时能从曼彻斯特编码比特流或解码比特流获得帧数据或整个二进制信号。数据通过8bit据块传输,第—位是最高有效位(Most Significant Bit,MSB),数据经过曼彻斯特编码,以便得到一个无直流的信号。

         

        MAC层具有冲突避免机制,防止节点在其他节点发送数据时开始数据的传输。冲突避免机制通过以下方法实现:让不在传输数据的节点进入接收模式,如果MAC层正处于接收数据阶段则延迟传输,沖突避免机制在所有类型的节点上都被激活。当媒介正忙时,帧的传输延迟一个随机的毫秒数。

         

        MAC层沖突避免机制的核心是CSMA/CA,包括载波监听、帧间间隔和随机退避机制。每=个节点使用载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access,CSMA)机制的分布接入算法,让各个节点争用信道来获取发送权。CSMA/CA方式采用两次握手机制,即ACK (Acknowledgement)机制:当接收方正确地接收帧后,就会立即发送确认帧ACK,发送方收到该确认帧,.就知道该帧已经成功发送。如果媒介闲时间大于等于帧间隔,就传输数据,否则将延时传输。

         

        CSMA/CA的基础是载波监听。物理载波监听在物理层完成,通过对天线接收的有效信号进行检测,若探测到这样的有效信号,物理载波监听认为信道忙,MAC载波监听在MAC层完成,通过检测MAC帧中的持续间域完成。信道空闲时才能发送数据,如果信道繁忙,就执行退避算法,然后重新检测信道,避免共享介质碰撞。介质繁忙状态刚刚结束的时间是碰撞发生的高峰时刻,许多节点郡在等待介质,介质空闲的第一时间所有节点都试图发送,会导致大量碰撞,所以CSMA/CA采用随机退避时间控制各个节点帧的发送。

         

        3)传输层

        传输层主要用于提供节点之间可靠的数据传输,主要功能包括重新传输、帧校验、帧确认和实现流量控制等。传输层帧共有三种类型。

         

        单播帧:单播帧向一个指定的节点发送,如果目标节点成功收到此帧,将会回复一个应答帧ACK,如果单播帧或者应答帧丢失或损坏,单播帧将被重发。为了避免与其他系统的碰撞,重传帧将会有一个随机延迟。随机延迟必须与传输最大帧长和接收应答帧所花费的时间一致。单播帧在不需要可靠传输的系统中可以选择关闭应答机制。应答帧是Z-Wave单播帧的一种类型,其数据域的长度是o。

         

        多播帧:多播帧将传输给网络中节点1到节点232中的若干个。多播帧目标地址指定了所有的目标节点,而不用向每个节点发送一个独立的帧。多播没有应答,所以这种类型的帧不能用在需要可靠传输的系统中,如果多播帧一定要求可靠性,则需要在多播帧之后跟着发送单播帧。

         

        广播帧:广播帧将传输给网络中所有节点,任何节点都不对该帧进行应答。和多播帧一样,它也不能用于需要可靠传输的系统中,和多播帧一样,如果广播帧一定要求可靠性,则需要在广播帧之后跟着发送单播帧。

         

        4)路由层

        路由层控制一个节点向另—个节点的帧的路由。控制器和节点都参与帧的路由。它们总是处在监听状态并且有一个固定的位置。该层负责通过一个正确的转发表来发送帧,同时也保证帧在节点与节点之间转发。路由层也要扫描网络拓扑结构并且维护控制器中的路由表。

         

        Z-Wave技术的路由层采用了动态源路由(Dynamic Source Routing,DSR)协议。DSR协议是一种按需路由协议,它允许节点动态发现到达目标节点的路由,每个数据帧的头部附加有到达目标节点之前所需经过的节点列表,即数据分组中包含到达目标节点的完整路由。

         

        与传统的路由方法不同,传统路由方法如按需距离矢量(AdHoc On-demand Distance Vector Routing,AODV)协议在分组中只包含下一跳节点和目的节点地址,所以DSR不需要周期性广播网络拓扑信息,避免网络大规模更新,能有效减少网络带宽开销,节约能量消耗。

         

        在发现路由时,源节点发送一个含有源路由列表的路由请求帧,此时路由列表只有源节点,收到该帧的节点继续向前发送该帧,并在路由列表中加入自己的节点地址,直到到达目标节点。每个节点都有一个用于保存最近收到路由请求的存储区,

        因此可以不重复转发已经收到的请求帧。

         

        部分节点(如果它们有额外的外部存储空间)会将已经获得的源路由表存储下来以减少路由开销。当收到请求帧时,先查看存储的路由表中是否存在合适路由,如果有就不再转发,直接返回该路由至源节点,如果请求被转发到了目标节点,那么目标节点就将返回一个返回路由。

         

        当源节点要与目标节点通信时,源节点首先广播一个具有唯-一ID的RREQ消息,被源节点无线覆盖范围内一个或多个具有到目标节点路由信息的中间节点接收,返回该路由信息至源节点。每个节点的路由缓冲区都会记录该节点侦听到的路由信息。

         

        当一个节点收到RREQ消息时,如果在该节点最近的请求中包含该请求,则丟弃该请求;如果RREQ路由记录中包含当前节点的地址,则不进行处理,防止形成环路;如果当前节点就是目标节点,则发送返回路由给源节点;其他情况下,该节点在RREQ中添加自己的地址,并将该帧广播出去。

         

        当路由列表上的一个节点移动或掉电时,网络拓扑会发生变化,路由不可用。当上游节点通过MAC层协议发现连接不可用时,就会向上游所有节点发送RERR。源节点收到该RERR后,会从路由存储区中删除无效路由,如果需要的话源节点会重新发起路由发现过程来建立新路由。

         

        DSR协议不需要周期性地交换路由信息,可以减少网络开销,节点可以进入休眠模式,节省电池电量。数据帧中含有完整的路由信息,节点可以获取完整路由中所包含的部分有用信息,如A到B到C的路由中包含了B到C的路由信息,B节点不需要发起对C的路由发现,从而节省了路由发现所需的开销。

         

        同时,DSR协议网络的规模受到了限制,因为数据包中有很多都带有路由信息,过长的路由表会大幅增加网络分组开销,鉴于一个Z-Wave网络中最多232个节点的限定和最多支持4跳路由,DSR协议的额外开销并不至于十分严重,增强型节点类型也有更大的外部存储空间可以存储最近使用的路由信息,也以硬件开销弥补网络性能。

         

        5)应用层

        应用层负责Z-Wave网络中的译码和指令的执行,主要功能包括曼彻斯特译码、指令识别、分配HomeID和Node ID、实现网络中控制器的复制以及对于传送和接收帧的有效荷载进行控制等。Z-Wave技术关注设备的互操作性和厂商开发的方便性,在应用层中引入了相关机制以实现这一点。

         

        为了实现智能家居控制系统中众多子系统的相互作用,加强各个领域厂商产品的相互操作性,Z-Wave提供了标准化的方法来实现设备和设备之间的相互作用。这允许从某一个厂商制造的遥控器提供照明子系统的调光功能,对另一个厂商制造的灯光节点进行控制。这样所有的厂商只需要集中精力开发其所擅长的产品,它们可以很好地工作在一个Z-Wave网络中,而不需要自己包办整套智能家居系统,给厂商的开发提供了便捷。

         

        原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/cGw0YmACRIkrNer8cnzkFQ

         

      • IoT要省电?超低功耗Wi-Fi方案不可错过!

        EasonHuang | 02/58/2019 | 02:15 AM

        物联网应用通常受到功率、尺寸和资源的约束,且易受线上和物理入侵。物联网 Wi-Fi 的挑战在于提供足够性能的同时,降低功耗、减少 MIPS 要求并提供高安全性。因此,Silicon Labs(亦称“芯科科技”)扩展了突破性的WF200系列Wi-Fi模块和收发器产品组合,使得开发人员能够创建具有最佳功效、卓越射频抗扰性能及高级别安全的终端节点产品。

         

        我们的WF200 Wi-Fi产品系列专为满足物联网应用的特定需求而设计,与竞争产品相比,可将Wi-Fi功耗降低一半,为诸如电池供电的IP安全摄像头、销售终端扫描仪、资产跟踪器和个人医疗设备等功耗敏感的互连产品提供理想的解决方案。往下阅读或进一步了解我们物联网 Wi-Fi 解决方案的优势!

         

        Silicon Labs Wi-Fi产品组合为IoT提供六大优势

         

        1. 全面的安全性
        我们的设备采用多种先进的内置安全功能,例如,安全启动、安全链路以及安全调试,由此保护您的物联网设备,同时提供有效运行行业标准加密的功能。这些功能除了可以预防在线入侵,还可以防止通过物理入侵来运行恶意代码、窃取 SSID/密码以及启用调试端口,让您的终端设备更加安全。

         

        安全的 Wi-Fi 解决方案可化解在线和物理攻击

         

        更多IoT安全须知:https://www.silabs.com/community/blog.entry.html/2017/10/06/iot_device_security-yUDq

         

         

        2. 功耗减半

        我们的 Wi-Fi 设备已针对功率进行优化,在传输、接收和睡眠三种模式下提供行业最低功耗。藉由低睡眠和接收电流实现 <250μA 的 DTIM 3 电流,我们的睡眠电流 <40μA,传输电流 <160mA,接收电流 <48mA。所有这些功率数字均为同类最优,确保无论在什么情况下使用,都可借助我们的设备获得明显的功率优势。

         

        由于WF200模块功耗低,采用此系列Wi-Fi解决方案的IoT设备电池使用时间可望延长两倍以上。

         

        了解在睡眠物联网系统中导致 Wi-Fi 功耗增加的各种因素,以及如何优化这些因素,实现最长电池使用时间,最大程度利用电池:http://pages.silabs.com/Low-Power-Wi-Fi-LP.html

         

         

        3. 数小时完成原型制作

        Silicon Labs也提供预认证的Wi-Fi产品-Wi-Fi Xpress系列模块,其基于配置的开发体验,拥有开发人员所需的一切,包括经认证的硬件、集成的协议栈和 Silicon Labs Gecko OS IoT 操作系统支持的易用工具。

         

        借助Wi-Fi Xpress 模块,您不必成为无线专家就可以将您的产品连接至云,并可以使用包括远程访问、实时产品运行状况和使用情况分析等新功能。

         

        了解零编程的无线设计体验:https://www.silabs.com/community/chinese-blog.entry.html/2018/09/20/_5_wi-fi_-iALd.html

         

         

        4. 适应各种环境的可靠物联网 Wi-Fi

        Wi-Fi 无线电环境可能会很有挑战性。附近的接入点可能由于邻近通道的干扰压垮终端节点。Silicon Labs 的解决方案拥有出色的射频感度,即使面对强射频干扰,也能确保可靠的连接,以更少的重新传输维持高数据率,节省功耗和通道容量。

         

         

        值得一提的是,我们的 WF200 和 WFM200S Wi-Fi 收发器的工作温度范围为 -40°C 至 +105°C,拥有自动补偿功能,可保持射频校准,在恶劣的环境条件下也能提供出色的性能。

         

         

        5. 具备外围设备高集成度,提供应用灵活性

        我们的 Wi-Fi模块全面利用我们的 Gecko MCU 平台,提供可扩展性、安全性以及当今低功耗平台上可用的最先进功能集,专门为现代化物联网产品的开发量身定制。每台设备都对以太网、SPI、I2C、PWM、ADC 和 Touch Sense 等大量 Gecko MCU 外围设备提供连接接口。

         

        6. Zentri Cloud 和设备管理服务

        物联网的真正价值在于连接的产品可以产生的数据。Silicon Labs 结合使用硬件、软件和云,可靠地提供有价值的数据,推动您所在行业的创新,从而实现对物联网的支持。Zentri 云平台提供所有关键元素,可以连接产品、创造用于管理的仪表板,以及监控安装在现场的产品。了解更多:https://docs.zentri.com/dms/latest/

         

      • 蓝牙助力“智能楼宇”三大招

        EasonHuang | 02/56/2019 | 06:18 AM

        目前,虽然各类智能楼宇在需求和应用方面十分相似,但部署环境的规模会对各类楼宇的需求产生显著的影响。无论是照明、传感器网络,还是资产管理解决方案都需要有一个稳定安全的互联设备网络。

         

        蓝牙技术的互通性使其能够兼容各供应商的内部系统,以及楼宇中的访客和工作人员所使用的个人设备。正如蓝牙技术联盟高级业务战略总监Chuck Sabin所说,蓝牙能够为自动化与控制、状态监测、位置服务等各种智能楼宇服务提供良好的支持。

         

        自动化与控制

        自动化与控制是一项传统的智能楼宇服务,用于支持各种互联照明、暖通空调(HVAC)和安防解决方案。正如Sabin所说,互联照明是楼宇内的关键应用,而专为它开发的蓝牙mesh网络完全能够满足互联照明系统的要求。

         

         

        蓝牙的优势之一是原本专为大型商业应用设计的照明解决方案,经过缩小后也可以用于小型智能住宅。蓝牙工作组无需考虑如何确定规格,他们可以根据需求在最高至最低规格之间进行调整。

         

        状态监测

        Sabin解释了用于决策的数据对于业务的重要性,并表示低功耗蓝牙最适合用于建立对关键组件进行监测的传感器网络。系统会在设备超出容差范围时发出通知,您便能够预测楼宇内的故障并制定预测性工作计划。状态监测解决方案能够监控关键设备,从而帮助节省时间、成本和资源。

         

        位置服务

        Sabin表示,蓝牙技术是如何在快速增长的Beacon市场中成为先进的室内定位和寻路解决方案的。根据ABI Research的预测,到2022年,位置服务的采用将增长10倍。思科、Aruba、Kontact.io等领先企业已将位置服务集成到它们的楼宇内部网络中,为追踪、寻路以及最终的空间优化业务咨询提供支持。

         

        蓝牙让楼宇更智能

        关于智能楼宇的创新仍在不断发展。例如,尽管互联照明已成为楼宇自动化中的关键应用,但目前的“照明即平台”(LaaP)模式可以实现资产管理、环境传感器和室内位置导航等附加服务。蓝牙的这些特性也使得许多领先企业都投入到了蓝牙智能楼宇解决方案的开发和部署中。

      • 【32位MCU知识库】基于软件控制的调试器检测

        EasonHuang | 02/56/2019 | 06:07 AM

        我们在使用Flex Gecko时,总想知道软件中是否能够检测调试器是否已连接?当系统在调试控制下运行时,我们有时希望这些软件以不同的方式运行或提供对某些功能的访问。

         

        这是许多EFM32,EFR32和EZR32客户可能遭遇到的问题。考虑到设备操作受调试状态的控制,这是也似乎是ARM急需解决的问题。

         

        通过中心区中0xE000EDF0处的调试停止控制和状态寄存器(DHCSR)对基本CPU操作进行基础控制,如停止中心工作和推动中心工作。该寄存器的第0位是C_DEBUGEN位,顾名思义,它是启用调试的控制位。

         

         

        有些用户看到这一点后,可能会立即认为该步骤可以启用调试模式,或者对其更理想化,在软件控制下强制使调试器断开连接。但是事实并非如此,正如ARM的文档所表明,C_DEBUGEN只能由AHB-AP编写,而不能由中心编写。当中心区写入时,它将会被忽略,无法对其设置或清除。

         

        什么是AHB-AP?AMBA高性能总线 - 访问端口是ARM中一款存储器访问端口的名称。该存储器访问端口是供Cortex M系列软件调试(SWD)接口读取和写入AHB上存储器和寄存器的块。

         

        即使CPU无法写入C_DEBUGEN,也能够对它进行读取。这有效地使其成为状态位,从而为软件在调试器控制下修改其行为提供了一种手段。

         

        了解更多32位MCU设计及应用技巧:https://www.silabs.com/support/resources.ct-application-notes.ct-example-code.p-microcontrollers_32-bit-mcus

      • EFM8 UB应用-Wi-Fi远程控制8位MCU板载LED

        EasonHuang | 02/56/2019 | 06:00 AM

        本篇EFM8 Universal Bee 8位MCU开发套件试用文章将进一步说明EFM8的应用技巧。目前市面上有许多基于Wi-Fi模块的开发板极大地简化了单片机联网的复杂度,通过将Wi-Fi开发板设置为串口透传模式,可以让EFM8采用串口并连结网络,进一步达成更多远程控制功能,例如开关控制板上的LED小灯。


        关于Wi-Fi模块的操作这里就不详细展开了,笔者采用的是ESP-LINK这个固件,个人感觉非常好用。EFM8 UB开发板则采用UART1的lib_STDIO例子程序为基础。以下为建立EFM8 UB套件与Wi-Fi开发板连接的3个步骤:


        1、为了将EFM8的串口引出,必须将UART1的收发引脚映射到ESP的端子上,端子上也已经定义好了位置,12-TX14-RX,我们就采用这两个引脚。

        如图所示,将TX引脚从p04调整为P21,RX引脚从P05调整为P22。这时候硬件配置工具会提示TX引脚有错误,我们只需要将引脚模式调整为“输出模式”就可以。
         

         2、增加3LED的定义

        • SI_SBIT(LED0, SFR_P1, 4); // P1.4 LED0
        • SI_SBIT(LED1, SFR_P1, 5); // P1.5 LED1
        • SI_SBIT(LED2, SFR_P1, 6); // P1.6 LED2

         

        3、调整主代码,实现远程控制

        while (1)

           {

                   printf ("\r\nEnter LED num: ");

                   input_char = getchar();

                   printf ("\r\n I'l light LED%c", input_char);

                   if(input_char == '1')

                   {

                           LED0 = 0;

                           LED1 = 1;

                           LED2 = 1;

                   }

                   else if(input_char == '2')

                   {

                           LED0 = 1;

                           LED1 = 0;

                           LED2 = 1;

                   }

                   else if(input_char == '3')

                   {

                           LED0 = 1;

                           LED1 = 1;

                           LED2 = 0;

                   }

                   else

                   {

                           LED0 = 1;

                           LED1 = 1;

                           LED2 = 1;

                   }

           }

        我们现在可以建立环境测试了。实际测试过程,上位机软件采用串口调试助手提供的网络调试工具:


        结论,经过实际测试,同过上位机的软件,同过以太网连接,可以正确的控制EFM8开发板上的3色LED小灯。

         

        探索EFM8 UB开发套件:https://cn.silabs.com/products/development-tools/mcu/8-bit/slstk2000a-efm8-universal-bee-starter-kit

         

        本文作者:我爱下载

        原文链接:http://bbs.elecfans.com/jishu_1688221_1_1.html

      • 从“芯”出发,为汽车加入先进的无线与隔离技术

        EasonHuang | 02/52/2019 | 02:17 AM

        日前,中国汽车工业协会公布了2018年全国汽车工业经济运行数据,并从数据中分析了相关产业发展趋势。据该协会统计和分析,2018年中国汽车工业总体运行平稳,但产销量低于年初预期,全年汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆,连续十年蝉联全球第一。汽车工业作为我国制造业的中流砥柱,不仅影响着我国和相关地区的整体经济和制造业发展,而且智能化、5G、车联网和新能源化等新兴技术的快速发展,致使汽车工业的相关动向对电子和芯片行业的影响巨大。

         

         

        2018年和2017年全国汽车产量月度对比图(图片来源:中国汽车工业协会)

         

        据此,专业技术经济学研究机构北京华兴万邦管理咨询有限公司认为:我国汽车市场出现的产销量增长速度放缓甚至停滞,以及中国品牌乘用车的市场份额下降,代表着国内汽车市场与工业的拐点来临;要应对从高速度向高质量的发展模式转变,中国汽车厂商应借助国家推动半导体行业本地化发展的东风,与芯片行业加快产业生态融合及协同创新,通过扩展思路布局整车构成中基于电子系统和芯片的新功能,同时通过引入服务型制造等新兴商业模式实现用户体验和服务质量的提升,突破技术经济学难题实现向上发展。

         

        行业拐点初现,产业向上是唯一机遇

        据中国汽车工业协会行业信息部统计分析,2018年中国汽车工业发展呈现出七个重要的特征:

        1. 汽车产销增速低于预期。
        2. 乘用车产销低于行业总体。
        3. 商用车产销同比增长但增速回落。
        4. 新能源汽车同比高速增长。
        5. 中国品牌乘用车市场份额同比下降。
        6. 前十大企业集团市场份额同比下降。
        7. 汽车出口同比实现了较快增长。

         

        造车,还是造智能化服务平台?

        2019年中國汽車製造工業的重要趋势為:以综合用户体验为中心重新定义核心产品价值和商业模式,从造车转向创造平台或是产业向上的新路。從近年来无论是拉斯维加斯消费电子展(CES)还是巴塞罗那移动通信展(MWC),智能联网汽车都是最热的话题之一便可見端倪。

         

        在汽车整个产品生命周期中,用户体验可以创造的利润甚至可能高于新车销售利润。而要达成智能联网汽车,无线技术绝对是不可或缺的要素之一,为此,领先的芯片、软件和解决方案供应商Silicon Labs(亦称“芯科科技”)提供行业最广泛多样的无线标准解决方案,包含蓝牙、Wi-Fi等,以及Zigbee和蓝牙、Sub-GHz和蓝牙的动态多协议技术,为催生各种车联网产品提供一大助力。

         

        另一方面,以电动车(EV)和混合动力车(HEV)为例,其关键创新点是电池续航能力,而今天在电池储能技术没有重大进展时,如何更好地对电池进行管理影响着整个产业格局。先进的电池管理将带来更长的续航里程和更短的充电时间, Silicon Labs则通过提供数字隔离技术支持了先进电池管理功能。

         

         

        先进的数字隔离技术有助于提高EV/HEV电池续航能力

         

         “由制造业驱动的中国经济正在扩大建设EV / HEV基础设施。Silicon Labs是用于EV / HEV电池管理的数字隔离技术的领先供应商,并将受益于该市场的增长。”Silicon Labs企业市场营销总监Deirdre Walsh表示。“中国规划引领自动驾驶潮流,并准备在本国和全球范围内提供颠覆性的技术创新。自动驾驶汽车将基于EV / HEV动力传动系统,而Silicon Labs的数字隔离业务也将从由此带来的市场增长中再次受益。”

         

        总结与展望

        由上可见。车厂必须通过技术创新、生态扩展、产品升级和更高的质量品牌来提升毛利和吸引客户;同时还需要转换思维把造车变成创造智能化、服务化平台,借助现代信息技术和服务型制造理念,将盈利模式从传统的获取一次性制造销售利润转换到分享整个汽车生命周期的累计利润。

         

        原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/MzHCCBl05UnDs2WtUN3O4Q

      • 【蓝牙知识库】综览Bluetooth 5.1全新测向功能

        EasonHuang | 02/52/2019 | 02:15 AM

        日前蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)发布了新版蓝牙 5.1 中的测向(Direction Finding)功能,作为蓝牙解决方案市场的领先者,Silicon Labs(亦称芯科科技)也随即发布了旗下最新的蓝牙 5.1软件解决方案紧跟联盟脚步。蓝牙测向功能利用检测蓝牙信号方向-包括到达角 (AoA) 和出发角 (AoD)的方法,进而提升位置服务,借助该功能,开发者能够将可探测设备方向及实现亚米级定位精度的产品推向市场。

         

        以下我们将概略介绍蓝牙5.1测向功能的技术原理与应用领域,欢迎至Silicon Labs官网取得更多产品信息和技术文档:https://cn.silabs.com/products/wireless/learning-center/bluetooth/bluetooth-direction-finding

         

        到达角与出发角

        蓝牙5.1测向功能的技术原理主要有两个构成要素:到达角(AoA) 和出发角 (AoD)。以下分别介绍:

         

        到达角(AoA

        • 资产通过广播方式 (TX) 将自己的位置传送至 AoA 定位器,例如无线接入点 (AP)、联网发光源或智能灯具。
        • 定位器测量信号的到达角。

         

        AoA 设计注意事项

         

        • 资产只需要一根单天线,可实现低功耗,同时支持其他蓝牙 LE 功能
        • 定位器需要 3 x 3 或 4 x 4 天线阵列和切换开关
        • 边缘网关处理角度读数,并与云中的资产管理系统通信以确定设备位置

         

        出发角AoD

        • 信标利用多个天线传送坐标等 AoD 信息
        • 移动设备,包括接收信标和计算位置的智能手机

         

        AoD 设计注意事项

         

        • 信标需要 3 x 3 或 4 x 4 天线阵列和切换开关
        • 智能手机等移动设备需要支持 AoD 算法
        • 位置服务系统必须了解信标坐标

         

        蓝牙测向触发四大新兴应用

        通过掌握蓝牙信号到达角 (AoA) 和出发角 (AoD)信息,设计人员正聚焦于推动以下四种热门的位置服务:

        1. 兴趣点:邻近营销
        2. 物品追踪:个人财产标签
        3. 实时定位 (RTLS) :资产跟踪
        4. 室内定位:寻路

         

         

        Silicon Labs 测向解决方案

        我们基于Blue Gecko系列蓝牙SoC和模块产品,搭配最新发表的蓝牙5.1协议栈,提供标准化的蓝牙5.1测向解决方案。

        • 配备测向功能的蓝牙 5.1 堆栈
        • Wireless Gecko EFR32BG13 蓝牙 SoC BGM13 模块
        • 天线参考设计和无线电板

         

         

        面向 AoA 定位器和 AoD 信标的蓝牙 SoCEFR32BG13 Blue Gecko Bluetooth® 低能耗 SoChttps://www.silabs.com/documents/login/data-sheets/efr32bg13-datasheet-cn.pdf

         

        面向 AoA 信标的蓝牙模块

        1. Bluetooth Xpress BGM13S 蓝牙SiP 模块https://cn.silabs.com/products/wireless/bluetooth/bluetooth-low-energy-modules/bgm13s-bluetooth-sip-module 
        2. Bluetooth Xpress BGM13P蓝牙PCB模块https://cn.silabs.com/products/wireless/bluetooth/bluetooth-low-energy-modules/bgm13p-bluetooth-module

      • 展望2019 -半导体商如何在IoT市场顺势而行?

        EasonHuang | 02/51/2019 | 02:06 AM

        2019年半导体产业在AIoT、5G、自动驾驶、边缘计算的“潮流”中可望迎来新的发展高度。与此同时,共享单车、矿机等多个产业遭遇巨变,贸易大战、专利大战、禁售事件等让环境更加波谲云诡。2019年,半导体业是否仍可展望春天?

         

        近期Silicon Labs(亦称“芯科科技”)企业营销总监Deirdre Walsh接受行业媒体专访,围绕产业链发展态势和变迁、技术推进和国际形势等进行探讨和展望,旨为在半导体相关的上下游企业提供可以参考的镜鉴。欢迎往下浏览完整专访内容。

         

         

        Silicon Labs企业营销总监Deirdre Walsh

         

        半导体是一个关乎全球性的产业链,中美贸易战以及一系列禁售事件之后,对IC设计业/代工业/设备商影响几何?

        Deirdre: 半导体行业具有全球性和高度互联性等特点,并提供了推动全球经济发展的技术。Silicon Labs为开发人员提供了创建互联产品所需的芯片、软件和解决方案,这些产品在全球被亿万人使用。Silicon Labs连续四年被全球半导体联盟(GSA)评选为最受尊敬的上市半导体公司,表明了公司在半导体这一全球竞争的行业中所拥有的强大、持续的竞争力。

         

        Silicon Labs认为自由贸易是全球市场的共同利益,阻碍商业流动的贸易战会损害全球商业、创新,以及最终的消费者利益。针对当前形势,我们已经采取积极措施去与美国的立法领导人和政策团体进行沟通。我们也正在与合作伙伴、行业协会以及其他科技公司合作,研讨应对这种情况的最佳方法。

         

        面对日趋复杂的国际产业环境,贵司有何应对措施?从产业角度来看,有何建议?

        Deirdre: 总体而言,我们将继续关注长期的、高质量的、策略性的增长方向,包括物联网、绿色能源和数据通信。我们知道对数据永不满足的需求将持续存在,世界的电子化将加速,连接“万物”带来的价值将呈指数级增长。我们业务的多样性已为此构建了强大的基础,同时也推动我们的财务数据相应地稳步提升。

         

        业界都在寻找半导体行业的新驱动力,也十分看好AIoT5G、自动驾驶等,请问贵公司在2019年看好哪些热门产业?有何新部署和规划?

        Deirdre: 20多年来,Silicon Labs一直致力于前沿的创新和技术。在2019年,我们将专注于为以下新兴市场和技术提供创新的解决方案:

         

        5G无线基础设施:几年前,中国开始致力于成为5G的全球领导者;2019年以后,我们期望中国在推动5G基础设施部署方面发挥主导作用。Silicon Labs是无线基础设施中高性能时钟和振荡器的领先供应商,我们提供专门针对5G网络的低抖动、高速度需求进行优化的一流时钟产品。

         

        电动/混合动力汽车(EV / HEV:由制造业驱动的中国经济正在扩大建设EV / HEV基础设施。Silicon Labs是用于EV / HEV电池管理的数字隔离技术的领先供应商,并将受益于该市场的增长。

         

        自动驾驶:中国规划引领自动驾驶潮流,并准备在本国和全球范围内提供颠覆性的技术创新。自动驾驶汽车将基于EV / HEV动力传动系统,而Silicon Labs的数字隔离业务也将从由此带来的市场增长中再次受益。

         

        人工智能和机器学习:中国继续对人工智能初创企业进行大量投资。Silicon Labs正与创新者和诸如涂鸦智能等业界知名厂商合作,为智能家居等物联网细分市场提供AI +物联网平台解决方案。

         

        物联网连接:我们将继续扩展自己的Wi-Fi模块和收发器产品组合,以支持开发人员去实现迄今为止都无法实现的物联网产品设计;我们专为物联网设计的Wi-Fi产品系列解决了主要客户开发人员对射频性能、尺寸、安全性和功耗的担忧。Silicon Labs正在向中国市场推介新的Z-Wave 700智能家居平台;随着Z-Wave 700加入到我们的物联网产品组合,Silicon Labs使中国的设计人员和OEM能够通过我们的Wireless Gecko平台灵活地为全球市场提供所有主要的无线协议。Silicon Labs还计划推出下一代多协议Wireless Gecko平台,为物联网应用提供增强的安全功能、更高的RF性能、更低的物料成本和更小的尺寸。

         

        2019国内IC产业发展态势有何看法和建议?

        Deirdre: Silicon Labs乐见中国国内集成电路产业的快速发展,这将为Silicon Labs和我们客户带来更多的技术创新和全新的机会。随着中国芯片产业的发展和成熟,我们鼓励包括设备制造商(OEM)和设计公司(IDH)在内的中国科技企业继续与全球各地的半导体产品供应商合作,并在其领先同侪的芯片技术的基础上开发各种产品,而不在乎于这些技术是在中国还是其他地区开发的。半导体产业是一个真正国际化的行业,合作与竞争的合理平衡将推动产业向前发展,并为所有的参与者带来更好的结果。

         

        越来越多系统厂商开始自研芯片,或者如互联网厂商、家电厂商甚至房地产厂商,您对此如何看待?

        Deirdre: 有好几十年,领先的技术公司常常自己设计并制造其系统产品所需的芯片组件。但在过去20年中,诸如摩托罗拉、飞利浦和三菱等大型品牌企业分拆了其半导体产品分部并开始从包括无晶圆厂半导体公司在内的外部独立芯片供应商处购买IC产品。到20世纪末期,这种动荡局面到达了巅峰并开始重新转向集成化的趋势,其中较早的一个案例是苹果公司在2008年对无晶圆厂半导体公司PA Semi的收购,使苹果能够去设计、制造和内购其自己的高性能处理器芯片。

         

        苹果公司的行动开创了一种潮流,我们现在可以看到业界重归集成化的动向,诸如谷歌、Facebook、苹果公司、亚马逊、阿里巴巴、腾讯和特斯拉以及其他大型技术公司都选择制造其自有的芯片,而不是从芯片供应商那里采购。这种趋势背后有三个推动力:首先,在今天残酷的竞争环境中,品牌制造商们都在开发其自有的差异化硬件,以防止对手可以采用同样的芯片;其次,上一轮产业整合已经改动了许多芯片产品发展路线图;第三,许多大型的品牌制造商有资本去支持这种内部芯片设计和软件团队去构建可持续的半导体能力。最终结果是许多芯片设计将由“内部”完成。在一些情况下,传统的半导体产品供应商正在与其客户在人才和价值创新方面展开竞争。

         

        无论是大型互联网公司、消费性产品制造商,甚至是像一家大型地产公司一样的一个垂直行业参与者,其关注点还是应该放在为消费者创造核心价值之上。例如,智能家居已经成为中国房地产行业一个重要的组成部分,房地产开发商正在与许多系统集成商合作来提供智能家居解决方案;一家房地产开发商可能是新创公司或上市公司的投资人,这和个人投资者购买半导体行业上市的股票来寻求投资收益最大化一样。然而系统集成商更关注技术选择,而不是财务回报。

         

        为了满足客户的需求,系统集成商必须为其应用选择正确的无线通信协议,如蓝牙、Zigbee、Thread、Wi-Fi和Z-Wave等,并从制造商那里购买最适合的设备来进行系统集成。Silicon Labs持续致力于为这些垂直化的新兴市场提供全面的、可差异化的无线连接硬件和软件,以支持多样化的物联网应用场景。

         

        去年很多公司在渠道上做了改变,您对渠道的发展态势有何看法?贵公司在营销渠道上会做何调整?

        Deirdre: 分销渠道对于芯片供应商和系统客户都至关重要,但分销渠道只是更大的客户支持链上的一个环节,而Silicon Labs总是与时俱进地不断完善我们服务中国客户的方式。2018年,我们围绕一家全球性分销商Arrow Electronics巩固了自己的分销关系,同时扩展了自己的全球直销力量。此外,我们在不断维护自己广泛的区域分销商和电子零售商网络,以便与我们的单一全球分销合作伙伴形成互补。我们预计这些变化将创造出更高的效率,并有助于近期和远期收入均实现增长。

         

        我们正在扩大自己的服务和支持体系,以便应对物联网和基础设施等应用领域中的市场机遇。2018年5月,我们在上海的办公室扩迁新址,为工程人员和实验室设备增加了更多空间。我们还扩大了位于上海办事处的应用工程团队,并一直在加聘合格的工程人才。 此外,我们在武汉新设立了一个办事处,以便更好地满足湖北省和华中地区客户的应用需求。

      • 物联网英雄-Open Acoustic device以Gecko MCU开发野生动植物保护设备

        EasonHuang | 02/49/2019 | 02:59 AM

        最近,我们有机会与牛津大学计算机科学教授Alex Rogers交谈。基于他在科学技术和动物学研究领域的项目之一,Alex Rogers教授开发了一种小型低功耗声学设备,用于记录可能存在灭绝风险的蝉的鸣声。该项目始于两年多前,并且逐渐成长为一家名为Open Acoustic Devices的初创公司,脱离大学研究项目。

         

        Open Acoustic device,亦称之为AudioMoth。许多生态学家和保护组织使用该设备追踪和研究难以侦察到的野生动植物和它们生存面临的潜在威胁。例如非法偷猎者在受保护的森林中使用猎枪或者锁链非法捕猎野生动植物。 在没有该设备之前,如果生态学家或野生动物爱好者需要一台高灵敏度的录音机进行野外实地研究,他们不得不支付近1000美元的高价购入一台该类型的录音机。

         

        另一种选择是他们使用低成本单板计算机创建的开源记录器,但是这一操作需要大型电池,有时甚至是汽车电池的支持!相较之下,AudioMoth的体积稍大于智能手机(包括电池)的体积大小,并且售价也仅为50美元左右。

         

        下面是我们与Alex Rogers教授的对话,看看他是如何将一个小型大学项目扩展为保护野生动植物领域的独一无二的录音机公司。

         

        简单介绍您自己以及Open Acoustic Devices公司

        Alex Rogers我作为一名计算机科学教授,兴趣是研究如何在受限于计算能力和电池电量的设备上部署机器学习算法。

         

        对于保护技术这一兴趣,这源于牛津大学动物学系的一项监测生物多样性的新技术活动。 该系学生在利用低成本手机改变人们进行环境监测的方式产生了浓厚的兴趣。 在Davide Zilli博士技术支持下,我们开始在英国使用智能手机监测一种罕见的蝉虫,即使我们仍然不知道它是否已经灭绝的,或者只是隐藏起来的,亦或者只是罕见的而已。 这种蝉虫可以发出非常高,大约15千赫兹的频率的鸣叫声。大多数成年人是听不到的这一声音,但智能手机可以却能够捕捉。

         

        也许即使我们借助智能手机也没有能够找到这一蝉虫,但我们开始思考如何设计一个小型声学设备来自动检测这种昆虫的鸣声。 我们邀请Andy Hill博士和Peter Prince博士加入了我们这个项目,最终建立起一个原型设备,并且在一年之前交付给他人进行使用体验。

         

        这让我们很快发现了市场上对低成本开源声学记录器的巨大需求。因此我们现在正与使用我们的设备的生态学家合作,他们使用这一设备对蝙蝠,鸟类,昆虫和其他野生动物进行记录。 到目前为止,专业生态学家已经习惯使用这一商业设备调查野生动植物。

         

        AudioMoth的成本优势彻底改变了人们进行的科学研究——意味着生态学家可以做以前成本过高的研究。 之前,如果生态学家的预算不足,他们可能只会部署三到四台录像机。 现在他们可以部署100台录像机,进行不同类型的野生动物调查。

         

        谁是您的购买受众?

        Alex Rogers:这是一个很大的人员组成 – 大学研究人员(生态学家)和保护组织。 我们与伦敦动物学会和蝙蝠保护信托基金会进行了一些大型蝙蝠调查部署。但随后也有大批个人和爱好者自己录制鸟类和蝙蝠。

         

        请说明该设备的性能

        一开始,我们只是想创建一个可以运行智能算法的小型设备,可以对感兴趣的声音时进行记录。 首先,我们称之为“新森林蝉”。

         

        我们将与智能手机内部类似的、价格低廉的MEMS麦克风与SD卡和MCU组装在一起,创建出一款可编程且便于携带的设备。 由于该设备体积小,其内置的麦克风对处于高频的声音非常敏感。这非常适合对研究蝙蝠感兴趣的人,他们可以使用该设备在100千赫兹的速度下进行录音。

         

        在互联网接入极为有限条件下,我们在远程丛林和森林中进行了广泛部署。同时我们仍计划在设备的新版本中增加低功耗无线连接设备,以用于警报,声流和研究。

         

        您有遇到任何设计挑战吗?

        Alex Rogers电池供电设备面临的主要挑战是电源 - 我们十分清楚从一开始我们就应该专注于低功耗。 由于电池供电原因,我们的用户也最担心的是他们最终能够在有限的电量下录制多少数据。 因此我们选择使用Silicon Labs的Wonder Gecko微控制器,这是因为它们具有低功耗能力,从而使电池更小,并且在现场使用寿命更长。

         

        非商业,开源记录器替代方案则通常基于Raspberry Pi,它使用运行Linux操作系统的功能更强大的处理器,需要更大的电池组。 在许多野生动物的应用中,这些设备必须用背包携带到部署地点,这使得电池的尺寸和重量变得至关重要。

         

        请说明使用Gecko 微控制器所获得的功率增益?

        Alex Rogers举个例子,现在我们的设备部署在伯利兹地区,包括监听枪击声以热带森林中的非法狩猎。 当我们使用一个小型电池组(6V灯笼电池)时,我们可以部署一个续航达到12个月的传感器,这些设备每天持续监听12小时,只有在认为发现枪击时才进行录音。 使用Silicon Labs的Gecko系列32位微控制器,我们可以在处理器休眠时进行几乎所有的监听,然后它可以在4秒声音缓冲区中唤醒,然后运行检测算法。

         

        Gecko是如何与雷达相适配?

        最初我们在原型中使用了恩智浦处理器和ARM Mbed开发平台。 我们给与开发平台很高的评价,但处理器使用功率却太大了。所以Silicon Labs以集成的工具链成为我们更好的选择,使我们能够直接测量和优化能耗。 同时我们还可以分发代码,也清楚开发工具是免费的并且可以在所有操作系统上使用,这有利于设备的开发。

         

        作为一个大学项目,你是如何制造这些设备的?

        Alex Rogers为了降低成本,我们开始探索替代制造路线模式。通过Arribada Initiative(促进开放,价格实惠的保护技术组织)的Alasdair Davies,我们开始在GroupGets平台上开展团购活动——GroupGets是一家帮助团购的低成本组装公司。在通过一些相对较小的订单市场测试后,GroupGets协助我们从PCB组装商处得到一批1,500台设备,从而提供真正的规模经济。

         

        该模型使设计人员能够设计各种类型的设备,同时以低风险制造生产出来。到目前为止,我们已经制造了近4,000台设备,并且借助目前正在进行的现场直播活动,这可能有1,500个订单数量的增加。作为一个小型大学项目,如果没有这种模式,我们就无法进行生产。

         

        我们还使用了CircuitHub,它使我们能够在其网站上发布我们的硬件设计和物料清单。这个概念基本上解决了低产量制造问题,人们可以像分享和分发软件一样共享和分发硬件。

         

        您认为未来5-8年内物联网的发展趋势?

        Alex Rogers设备上的进行计算总是比存储或传输数据更节能,这意味着设备将更为智能并且独立解决更多处理程序。 目前研究人员正在探索的深度学习算法仍然过于复杂,这些算法无法在功耗非常低的小型设备上运行。但是弄清楚如何将这些算法推向小型,低功耗设备仍是研究人员的兴趣所在。