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      • 在线研讨会:物联网之设备配网安全探讨

        EasonHuang | 03/91/2020 | 06:58 AM

         

        根据市场研究数据显示,未来几年物联网设备的数量将迅速增长,总体市场价值估计将在4到11万亿美元之间,然而,许多传统行业并没有长期关注安全性问题的影响,当它们的产品变得智能和互联时,突然成为黑客攻击的目标,其招致的损失很可能是灾难等级的。

         

        随着物联网技术的快速发展,越来越多的智能设备快速进入到广大的用户家中,不同厂家的智能设备可能基于Wi-Fi技术,蓝牙技术,Zigbee技术或Z-Wave技术。那么这些新的智能互联设备应该如何安全地加入到家中的网络呢?Silicon Labs(亦称“芯科科技”)将通过这个网络研讨会介绍不同的物联网协议入网安全机制,并探讨安全性和用户体验之间的平衡设计。

         

        在线研讨会详细信息

      • 【产品视频】通过90W PoE为5G小基站供电

        EasonHuang | 03/90/2020 | 03:27 AM

        Silicon Labs (亦称“芯科科技”)近期推出新系列的以太网供电(PoE)产品组合,旨在为添加90W PoE到供电端设备(PSE)和受电端设备(PD)时降低设计成本和复杂度。全新的90W PoE产品组合符合IEEE 802.3bt标准,该标准将标准PoE功率提高了一倍以上,扩展了无线接入点和IoT无线网关的功能。该产品组合所提供的更高功率能力有助于实现PoE供电的5G小基站和数字化楼宇。

         

        我们特别录制了一段产品视频说明如何运用Silicon Labs的新型以太网电源解决方案,包括Si3471单端口电源设备(PSE)、Si3474多端口电源设备(PSE)和Si34071电源设备(PD),实现符合802.3bt标准90W PoE供电的新设计。

         

        通过提供不需要软件、不需要主控MCU或编程的完全自主的以太网接口,我们简化了向任何以太网端口添加90W PoE功能的过程。此外,我们的Si34071 PDs和易于使用的71W PoE评估板使您能够设计高功率、高效率的5V和12V系统。

         

        点击观看产品视频,了解更多关于90W PoE电源设计信息:https://v.qq.com/x/page/z09407et0eo.html

      • 照明品牌大厂快速推出智能LED产品的秘密!?

        EasonHuang | 03/90/2020 | 03:26 AM

         

        智能照明的关注度日渐攀升,吸引Acuity Brands、Cree、Eaton、GE Lighting、Philips/Signify、Osram等顶尖照明品牌竞相推出智能LED产品。但是要以经济高效的方式在LED灯泡中实现蓝牙、Zigbee无线连接,引发了不少的设计挑战,例如需通过FCC和CE认证、支持OTA更新、考虑与其他IoT产品的互操作性等。

         

        那么,照明品牌大厂是如何能快速开发智能照明产品并进入市场呢?答案是:“即插即用的多协议无线模块!”无线模块提供一个全方位的软硬件解决方案,整合LED设计中连接部分所需的关键组件,对于可能缺乏射频或协议专业知识的OEM厂商而言,这项集成工作带来极大的好处。

         

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)的MGM210L和BGM210L模块,是市场上首批针对照明应用优化的模块产品。MGM210L模块支持Zigbee和Thread,以及动态多重协议(Zigbee和蓝牙)。BGM210L设计用于Bluetooth Low Energy或Bluetooth Mesh。这两个新型模块可以简化和加速开发功能丰富、颜色选择和调节亮度的LED灯。

         

        智能照明的兴起

        自從140年前第一個商用白熾燈泡問世以來,發光二極體(LED)燈泡是照明領域最大的進展。LED燈泡的優點眾多,並且有憑有據。相較於現今的白熾燈泡,至少可節省75%的能源,延長使用壽命達50倍以上。目前的LED燈泡比先前的產品已有明顯的改進。它們產生的熱量極少,無紫外線或紅外線輻射,不含汞、耐衝擊,在極端環境下也能穩定運作。

         

        智能连网照明为LED灯泡增加无线连接和连网功能,不仅能简单的控制开/关,还创造出更多的机会。一般民众可以透过简单的智能型手机应用程序或语音助理来调整亮度、色温和定时,甚至在旅行时远程控制灯光。

         

        其他前所未闻的应用包括无线接近传感器触发的智能灯泡,晚上当经过房屋或建筑物时自动照亮走廊和房间,或是卧室照明在早晨会将使用者逐渐唤醒,或医院照明利用色彩放松情绪、促进健康与康复。智慧连网照明带来的便利性和好处是说不尽的。

         

        相较于传统照明,智慧照明仍处于发展初期,但是在住宅、商业和工业市场中,智慧照明的采用率正稳定增加,这在一定程度上受益于绿色能源激励措施和法规的采用,例如California Title 20。根据研究和市场预测,至2022年全球智慧照明市场将达到240亿美元,2018年至2023年的复合年成长率(CAGR)将高达21%。

         

        智能LED设计需注意无线协议/网络安全

        以经济高效的方式在LED灯泡中实现无线连接,将为照明OEM厂商带来一系列新的设计和实施的挑战。例如,智能型LED灯泡必须满足严格的RF法规要求、严苛的效能标准、耐高温以及严格的产品外型尺寸和空间限制。照明开发人员还必须考虑装置和网络的安全性,确保智能型LED灯泡与任何其他连网的IoT产品一样,能够抵抗恶意的黑客攻击。

         

        另一个关键的设计考虑是无线协议的选择。许多可连接的灯泡都在2.4GHz频段运行,并采用几种普遍标准的短距离无线协议之一,例如Zigbee、Bluetooth Low Energy、Bluetooth Mesh或Wi-Fi。采用标准的协议有助于实现与一般消费产品(例如语音助理、智能型手机和平板计算机)的互动,毋须启用自定义网关的其他网络基础设施产品。某些智能型LED设计可能需要多重协议连接,例如支持Bluetooth Low Energy进行装置设定和控制,以及透过网关控制大规模节点的Zigbee照明Mesh网络的能力。

         

        是否透过蓝牙或Zigbee标准之外的专有无线协议也是一种选项。虽然在短期内实现专有无线协议可能很简单且具备成本效益,但这种选择可能会带来互操作性和可升级性的长期挑战。基础标准的无线解决方案推动了大量生产,从长远来看可能是更经济高效的选择。在众多可用选项中,选择适合的无线技术和供货商,需要对RF设计以及效能权衡和风险有更深入的了解。智能型LED设计也必须满足传统照明产品所不需要的无线标准和法规效能需求,例如电磁(EM)辐射和耗能。

         

        实现智能照明应用落地的挑战

        为了将新型智能型LED产品推向市场,照明OEM厂商还面临一些有关工程和营运资源落地的挑战:

        • 发展专业知识并分配资源来施行并成功完成标准和法规的认证测试,例如FCC和CE认证。
        • 需考虑确保产品部署到现场后产品功能和安全性升级的设置,通常透过无线(OTA)更新。
        • 管理物料采购和多种组件的库存。
        • 检验在智能家庭或智能建筑中,与其他无线IoT产品和生态系统的互相操作性。
        • 优化物料清单(BOM)和开发成本,提供具备成本竞争力的产品,同时满足严格的生产计划并缩短上市时间。

         

        虽然对于缺乏RF经验和专业知识的开发人员而言,为LED灯泡增加无线连接可能是一项困难的任务,但现在可以使用预先认证的无线模块解决方案,来简化智能型LED产品设计的任务,可大幅减少照明OEM厂商所面临的众多挑战。

         

        无线模块提供一个全方位的即插即用解决方案,整合开发人员完成LED设计中连接部分所需的关键组件。模块供货商已经完成了天线设计、阻抗匹配、被动组件的调谐和整合,以及协议开发等以RF为中心的艰巨任务。对于可能缺乏RF或协议专业知识的OEM厂商而言,这项工程和整合工作带来极大的好处。此外,无线模块通常含有所有必要软件,包括所选的协议堆栈。模块供货商也提供简易使用的开发工具,来支持和简化设计和调试过程。

         

        在LED设计中使用无线模块,照明OEM厂商毋需担心管理天线、晶体振荡器和被动组件等众多RF组件的采购和库存。此外,同一模块还可应用于多个照明产品,更进一步简化采购和库存管理。

         

        模块解决方案让智能照明设计更简单

        在评估LED设计的模块选项时,照明OEM厂商应寻找专为互连照明应用的特定需求而设计的解决方案。

        例如,Silicon Labs的MGM210L和BGM210L模块,是照明市场上首批针对应用优化的模块产品。MGM210L模块支持Zigbee和Thread,以及动态多重协议连接(例如Zigbee和Bluetooth Low Energy)。BGM210L设计用于Bluetooth Low Energy或Bluetooth Mesh。这两个新型模块可以简化和加速开发功能丰富、颜色选择和调节亮度的LED灯,同时让开发人员能够利用蓝牙、Zigbee和Thread的Mesh生态系统。

         

        除了上述所提的模块外,另一款xGM210L模块则是基于Silicon Labs Series 2系列的EFR32xG21无线系统单芯片(SoC),其外围装置针对照明应用进行了优化。此SoC包括低功耗的Arm Cortex-M33处理器核心;充足的内存可以支持动态多重协议操作和OTA韧体更新,确保智能照明产品满足未来需求;以及高效能2.4GHz RF收发器可以支持802.15.4、Bluetooth Mesh协议和Bluetooth Low Energy。无线电透过单一协议或多重协议连接处理无线网络功能。整合式的RF功率放大器使xGM210L模块能够处理需要数百公尺视距连接的远程应用。

         

        该组件的高能效模块可提供较低的运作功耗水平,该功耗水平已被优化以满足California Title 20装置效能法规。许多运往美国市场的照明产品必须符合California Title 20法规,针对照明控制装置的制造商进行认证。

         

        总结来说,模块解决方案能帮助照明OEM厂商缩短与RF设计、协议优化和法规认证相关的研发周期,像是xGM210L模块经过北美(FCC和ISED)、欧洲(CE)、韩国和日本的预先认证,可将与全球无线认证相关的时间、成本和风险因素降至最低,有助照明OEM厂商缩短数月的产品上市时间。另外,随着制造商为更多LED产品增加RF连接,小型灯泡设计带来复杂的尺寸、功率和散热限制,以现有的无线解决方案无法轻松解决,模块解决方案也可解决这些限制。

         

        同时,安全性是智能型LED产品的另一项重要考虑。近期有媒体报导黑客透过LED灯泡入侵智能家庭网络,使消费者和照明开发商开始意识到,从灯泡连接到云端对安全性的迫切需求。照明OEM厂商应寻找能够提供内建硬件安全功能的模块,并且毋需增加成本,使开发人员能够在智能型LED产品中实现最佳安全性。

        此外,完整的模块解决方案应有强大的无线软件协议堆栈,使开发人员能够选择标准协议,例如Zigbee、Thread、Bluetooth mesh和Bluetooth Low Energy。另外,开发人员应该期望完整的软件支持,包括强大的软件开发工具包(SDK)和进阶工具,有助验证网络效能并辅助调试,优化智能照明应用的效能和功耗。

         

        毫无疑问的,智能型LED灯泡产品在住宅、商业和工业市场中越来越受欢迎。现在可以使用全面的硬件和软件解决方案简化连网照明产品的开发。应用优化的无线模块现已上市,有助缩短上市时间,降低开发和认证成本,并解决OEM厂商可能面临的诸多无线设计挑战。

         

        探索Silicon Labs最新的无线照明模块解决方案:https://cn.silabs.com/wireless/xgm210x-series-2-modules

      • 照明品牌大廠快速實現智慧LED應用的秘密!?

        EasonHuang | 03/87/2020 | 02:48 AM

        下一波照明革命的浪潮即將到來,不過,要實現智慧連網照明仍須克服無線協定、連網安全等挑戰,而模組化的解決方案有助於解決這些困境。有鑑於此,Silicon Labs物聯網模組產品經理Alfredo Perez近期撰寫了一篇技術文章,概略敘述了智慧照明的設計挑戰和用戶需求,並介紹如何採用隨插即用的多協定無線模組加速智慧照明產品設計並降低成本。

        自從140年前第一個商用白熾燈泡問世以來,發光二極體(LED)燈泡是照明領域最大的進展。LED燈泡的優點眾多,並且有憑有據。相較於現今的白熾燈泡,至少可節省75%的能源,延長使用壽命達50倍以上。目前的LED燈泡比先前的產品已有明顯的改進。它們產生的熱量極少,無紫外線或紅外線輻射,不含汞、耐衝擊,在極端環境下也能穩定運作。

        下一波照明革命的浪潮即將到來,智慧連網照明為LED燈泡增加無線連接和連網功能,不僅能簡單的控制開/關,還創造出更多的機會。一般民眾可以透過簡單的智慧型手機應用程式或語音助理來調整亮度、色溫和定時,甚至在旅行時遠端控制燈光。

        其他前所未聞的應用包括無線接近感測器觸發的智慧燈泡,晚上當經過房屋或建築物時自動照亮走廊和房間,或是臥室照明在早晨會將使用者逐漸喚醒,或醫院照明利用色彩放鬆情緒、促進健康與康復。智慧連網照明帶來的便利性和好處是說不盡的。

        相較於傳統照明,智慧照明仍處於發展初期,但是在住宅、商業和工業市場中,智慧照明的採用率正穩定增加,這在一定程度上受益於綠色能源激勵措施和法規的採用,例如California Title 20。根據研究和市場預測,至2022年全球智慧照明市場將達到240億美元,2018年至2023年的複合年成長率(CAGR)將高達21%。

        隨著越來越多的「物」互連互通及消費者逐漸接受智慧家庭技術,對智慧連網照明的採用和需求也將持續增加。這就是為什麼Acuity Brands、Cree、Eaton、GE Lighting、Philips/Signify、Osram和許多其他頂尖照明品牌,不僅競相推出智慧型LED產品,還提供簡易部署、可交互操作、安全且可升級的完整照明生態系統的原因。

         

        智慧型LED設計需注意無線協定/網路安全

        以經濟高效的方式在LED燈泡中實現無線連接,將為照明OEM廠商帶來一系列新的設計和實施的挑戰。例如,智慧型LED燈泡必須滿足嚴格的RF法規要求、嚴苛的效能標準、耐高溫以及嚴格的產品外型尺寸和空間限制。照明開發人員還必須考量裝置和網路的安全性,確保智慧型LED燈泡與任何其他連網的IoT產品一樣,能夠抵抗惡意的駭客攻擊。

        另一個關鍵的設計考量是無線協定的選擇。許多可連接的燈泡都在2.4GHz頻段運行,並採用幾種普遍標準的短距離無線協定之一,例如Zigbee、Bluetooth Low Energy、Bluetooth Mesh或Wi-Fi。採用標準的協定有助於實現與一般消費產品(例如語音助理、智慧型手機和平板電腦)的互動,毋須啟用自訂閘道的其他網路基礎設施產品。某些智慧型LED設計可能需要多重協定連接,例如支援Bluetooth Low Energy進行裝置設定和控制,以及透過閘道控制大規模節點的Zigbee照明Mesh網路的能力。

        是否透過藍牙或Zigbee標準之外的專有無線協定也是一種選項。雖然在短期內實現專有無線協定可能很簡單且具備成本效益,但這種選擇可能會帶來互操作性和可升級性的長期挑戰。基礎標準的無線解決方案推動了大量生產,從長遠來看可能是更經濟高效的選擇。在眾多可用選項中,選擇適合的無線技術和供應商,需要對RF設計以及效能權衡和風險有更深入的瞭解。智慧型LED設計也必須滿足傳統照明產品所不需要的無線標準和法規效能需求,例如電磁(EM)輻射和耗能。

         

        智慧照明實施挑戰

        為了將新型智慧型LED產品推向市場,照明OEM廠商還面臨一些有關工程和營運資源的實施挑戰:

        .發展專業知識並分配資源來施行並成功完成標準和法規的認證測試,例如FCC和CE認證。

        .需考量確保產品部署到現場後產品功能和安全性升級的設置,通常透過無線(OTA)更新。

        .管理物料採購和多種元件的庫存。

        .檢驗在智慧家庭或智慧建築中,與其他無線IoT產品和生態系統的互相操作性。

        .優化物料清單(BOM)和開發成本,提供具備成本競爭力的產品,同時滿足嚴格的生產計畫並縮短上市時間。

        雖然對於缺乏RF經驗和專業知識的開發人員而言,為LED燈泡增加無線連接可能是一項困難的任務,但現在可以使用預先認證的無線模組解決方案,來簡化智慧型LED產品設計的任務,可大幅減少照明OEM廠商所面臨的眾多挑戰。

        無線模組提供一個全方位的隨插即用解決方案,整合開發人員完成LED設計中連接部分所需的關鍵元件。模組供應商已經完成了天線設計、阻抗匹配、被動元件的調諧和整合,以及協定開發等以RF為中心的艱巨任務。對於可能缺乏RF或協定專業知識的OEM廠商而言,這項工程和整合工作帶來極大的好處。此外,無線模組通常含有所有必要軟體,包括所選的協定堆疊。模組供應商也提供簡易使用的開發工具,來支援和簡化設計和調試過程。

        在LED設計中使用無線模組,照明OEM廠商毋需擔心管理天線、晶體振盪器和被動元件等眾多RF元件的採購和庫存。此外,同一模組還可應用於多個照明產品,更進一步簡化採購和庫存管理。

         

        模組解決方案讓智慧照明設計更簡單

        在評估LED設計的模組選項時,照明OEM廠商應尋找專為互連照明應用的特定需求而設計的解決方案。

        例如,Silicon Labs的MGM210L和BGM210L模組,是照明市場上首批針對應用優化的模組產品。MGM210L模組支援Zigbee和Thread,以及動態多重協定連接(例如Zigbee和Bluetooth Low Energy)。BGM210L設計用於Bluetooth Low Energy或Bluetooth Mesh。這兩個新型模組可以簡化和加速開發功能豐富、顏色選擇和調節亮度的LED燈,同時讓開發人員能夠利用藍牙、Zigbee和Thread的Mesh生態系統。

        除了上述所提的模組外,另一款xGM210L模組則是基於Silicon Labs Series 2系列的EFR32xG21無線系統單晶片(SoC),其週邊裝置針對照明應用進行了優化。此SoC包括低功耗的Arm Cortex-M33處理器核心;充足的記憶體可以支援動態多重協定操作和OTA韌體更新,確保智慧照明產品滿足未來需求;以及高效能2.4GHz RF收發器可以支援802.15.4、Bluetooth Mesh協定和Bluetooth Low Energy。無線電透過單一協定或多重協定連接處理無線網路功能。整合式的RF功率放大器使xGM210L模組能夠處理需要數百公尺視距連接的遠端應用。

        該元件的高能效模組可提供較低的運作功耗水準,該功耗水準已被優化以滿足California Title 20裝置效能法規。許多運往美國市場的照明產品必須符合California Title 20法規,針對照明控制裝置的製造商進行認證。

        總結來說,模組解決方案能幫助照明OEM廠商縮短與RF設計、協定優化和法規認證相關的研發週期,像是xGM210L模組經過北美(FCC和ISED)、歐洲(CE)、韓國和日本的預先認證,可將與全球無線認證相關的時間、成本和風險因素降至最低,有助照明OEM廠商縮短數月的產品上市時間。另外,隨著製造商為更多LED產品增加RF連接,小型燈泡設計帶來複雜的尺寸、功率和散熱限制,以現有的無線解決方案無法輕鬆解決,模組解決方案也可解決這些限制。

        同時,安全性是智慧型LED產品的另一項重要考量。近期有媒體報導駭客透過LED燈泡入侵智慧家庭網路,使消費者和照明開發商開始意識到,從燈泡連接到雲端對安全性的迫切需求。照明OEM廠商應尋找能夠提供內建硬體安全功能的模組,並且毋需增加成本,使開發人員能夠在智慧型LED產品中實現最佳安全性。

        此外,完整的模組解決方案應有強大的無線軟體協定堆疊,使開發人員能夠選擇標準協定,例如Zigbee、Thread、Bluetooth mesh和Bluetooth Low Energy。另外,開發人員應該期望完整的軟體支援,包括強大的軟體開發套件(SDK)和進階工具,有助驗證網路效能並輔助調試,優化智慧照明應用的效能和功耗。

        毫無疑問的,智慧型LED燈泡產品在住宅、商業和工業市場中越來越受歡迎。現在可以使用全面的硬體和軟體解決方案簡化連網照明產品的開發。應用優化的無線模組現已上市,有助縮短上市時間,降低開發和認證成本,並解決OEM廠商可能面臨的諸多無線設計挑戰。

         

      • 【应用示例】以WF200收发器实现功耗减半的Wi-Fi设备

        EasonHuang | 03/86/2020 | 05:40 AM

         

        Silicon Labs(亦称“芯科科技”)推出的WF200系列Wi-Fi收发器产品,可满足安全、低功耗物联网 Wi-Fi 应用。该收发器基于2.4 GHz 802.11b/g/n 无线电(MAC 和 PHY 层),专门针对繁忙射频环境下的低功耗应用和较佳射频性能而优化,支持基于Linux和RTOS作业系统的主机,可以为功耗敏感的电池供电型Wi-Fi产品的设计提供一个完整的无线解决方案。这些产品包括IP安全摄像头、销售点(PoS)终端和消费者健康护理设备等。

         

        WF200功能区块图

         

        WF200具备高速SPI和SDIO主机接口提供灵活性和吞吐量,并且作为主机和收发器之间的可选安全链路接口,可增强安全性,因此非常适合基于Linux和RTOS的主机处理器。本文将介绍其主要特性与相关应用示例。

         

        WF200系列Wi-Fi收发器功能规格

        主要特性

        • 802.11 b/g/n Wi-Fi 收发器提供无线电、基带、MAC、安全性和主机接口
        • 借助集成的 LNA、PA 和 Balun,缩减链路预算
        • 含有 OTP,无需外部 EEPROM
        • 经优化的超低功耗物联网解决方案
        • 硬件受保护的安全启动和加密主机接口,拥有端到端安全性
        • 802.11 拆分和完整 MAC 架构支持
        • 面向 Linux 和 RTOS 外部主机的完善网络协同处理器 (NCP) 支持

         

        关键的 MAC 和基带功能

        • 1x1 802.11n,具有全面的 802.11 b/g 兼容性,72.2 Mbps
        • Greenfield Tx/Rx 实现最优 802.11n 性能
        • Short Guard Interval (SGI) 实现 802.11 最优吞吐量
        • A-MPDU Rx 和 Tx 实现高 MAC 吞吐量
        • Rx 碎片整理
        • 支持漫游
        • 支持客户端、SoftAP 模式
        • 支持同时 AP + STA

         

        射频功能

        • TX 功耗:+17 dBm
        • RX 灵敏度:-96.3 dBm
        • 双 2.4 GHz 天线焊盘,用于天线分集和支持前端模块 (FEM)
        • 2.4 GHz 共存性;2、3 和 4 线 PTA 支持
        • 集成了 Balun、T/R 开关、LNA 和 PA(针对 2.4 GHz)

         

        功耗

        • Rx (@1DSSS):41.6 mA
        • Tx (17 dBm @1DSSS):152.6 mA
        • 相关:DTIM3:298 μA
        • 睡眠:22 μA
        • 关闭电源:< 0.5 μA

         

        主机接口与外围设备接口

        • SDIO (1-bit and 4-bit SD mode up to 26 MHz)
        • SPI(1 位,高达 52 MHz)
        • 外部 32 kHz 晶体实现低功耗时钟控制
        • GPIO(包括唤醒和 Tx/Rx 活动监控)

         

        封装与工作温度范围

        • 4x4 QFN32
        • -40 °C 至 105 °C

         

        安全功能

        • 安全和加密功能
        • 采用回滚预防的安全引导
        • 加密主机接口、专用的硬件加速块
        • 集成了真随机数发生器
        • 采用受保护 OTP 技术的安全密钥存储
        • AES/WEP 硬件加速

         

        WF200LinuxRTOS操作系统用例说明

        我们整理了WF200系列Wi-Fi收发器解决方案的应用示例及详细的技术文档,以提供开发人员更详尽的设计指南,进而加快产品开发和测试流程,欢迎点击阅读原文或复制下方链接至浏览器阅览:

        https://docs.silabs.com/wifi/wf200/rtos/latest/wf200-use-cases

      • 探索工业物联网的蓝牙、Zigbee和专有无线解决方案

        EasonHuang | 03/86/2020 | 05:38 AM

         

        随着互联网、数据分析和云计算等系统的出现,使得工业4.0的推进和实施成为可能。工业物联网有可能通过采用工业无线传感器网络(WSN)来推动自动化技术的进一步发展。将控制系统中的数据与物联网节点所获取的数据进行交互,可以提供更全面的数据集,使公司能够优化其整个价值链。本文主要介绍了,工业物联网的重要节点,无线传感网络的发展趋势以及无线通信的解决方案。

         

        据市场调研机构估计,到2023年全球每年将有34亿台无线传感器网络芯片组出货(高于2018年的10亿台)。短距离无线通讯方式(如802.15.4、蓝牙、Wi-Fi和专有协议)目前占所有发货量的90%以上,但低功耗长距离通讯方式(SigFox、Lora和NB-IoT)正在以更快的速度增长。预计未来五年,无线传感器网络设备的相关领域(工业、农业和建筑)的年收入将超过130亿美元。

         

        工业物联网的神经网络
        通常来说,控制系统通常更重视其安全和可靠性,而不是系统成本,这些系统有助于确保制造或加工场所的顺利和高效运行,因为任何错误、延迟或事故都将导致收入损失甚至人身伤亡。随着无线通信、能效、小型化和智能嵌入式计算技术的进步,以及更强健、低功耗的设计、长寿命的纽扣电池,这些均导致了可靠和安全的无线传感器节点的发展。这些节点能够满足严格的行业要求,并且能够在最极端的应用程序设置下工作。
           
        由于无线传感器网络技术的成本较低,使得在整个系统中部署数百个甚至数千个传感器节点相对容易,也相当经济,从而形成了类人的物联网系统。这种可扩展性,再加上支持多种无线网络协议的能力,进一步提高了生态系统的可靠性,包括传感器节点、中继器和网关的广泛网络,所有这些都实现了工业4.0所必需的空间和通道冗余。

        工业物联网的无线协议
        除了恶劣或偏远的操作环境和工业设施的庞大规模外,工程师还应考虑到所有金属、混凝土和设备带来的干扰,以及来自内部和周围其他电子设备的电磁干扰。所有这些都决定了要实现的工业物联网节点类型,或者应该支持哪种组合无线协议,取决于具体应用。蓝牙低能耗(BLE)、ISA-100.11A、无线HART和Zigbee都是有效的选项。

         

        智能无线传感器网络解决方案
        基于上述的工业物联网传感网络及无线协议的需求框架,Silicon Labs推出一系列全新的安全、专有无线SoC产品。这些SoC专门针对电量和尺寸受限的电池或能量收集供电型IoT产品而设计,其目标应用包括电子货架标签(ESL)、建筑安全、工业自动化传感器和用于商业照明的定制模块等。

         

        FG22专有无线SoC

        新型EFR32FG22 (FG22) SoC基于Silicon Labs的Wireless Gecko Series 2平台,提供了安全特性、2.4 GHz无线性能、能效、软件工具和协议栈的最佳组合,支持新一代ESL和标价自动化产品。

         

        FG22集成了带有TrustZone的38.4 MHz Arm® Cortex®-M33内核和具有-106.4 dBm接收灵敏度的高性能无线电。该SoC凭借超低发射和接收功率(+6 dBm时8.2 mA TX,3.6 mA RX)以及1.2 µA深度睡眠模式功耗,可提供出色的能量效率。其他低功耗片上特性(例如RFSense,可实现RF能量唤醒FG22)进一步扩展了电池或能量收集选项有限的IoT产品使用寿命。探索更多有关FG22的产品信息和技术文档:https://cn.silabs.com/wireless/proprietary/efr32fg22-series-2-2-4-ghz-socs

         

        针对工业物联网中Zigbee和蓝牙协议设计的需求,Silicon Labs也提供了丰富的产品选项。

         

        BG22安全可靠的蓝牙5.2 SoC

        EFR32BG22(BG22)SoC扩展了Silicon Labs已有的安全、超低功耗Wireless Gecko Series 2平台,并为开发人员提供了优化的蓝牙连接解决方案,支持新的蓝牙5.2规范、蓝牙测向和蓝牙Mesh。

         

        BG22系列结合了同类最佳的超低发射和接收电流(发射功率为0 dBm时3.6 mA;接收2.6 mA)和高性能、低功耗M33内核(工作电流27 µA / MHz;休眠电流1.2 µA),提供行业领先的能效,可将纽扣电池的寿命延长至十年。目标应用包括蓝牙Mesh低功耗节点、智能门锁、个人医疗保健和健身设备。SoC的蓝牙到达角(AoA)和离开角(AoD)功能以及1米以内定位精度也使得资产跟踪标签、信标和室内导航等应用将从中受益。

         

        新产品组合提供了三种蓝牙SoC产品供选择,这些产品旨在满足智能家居、消费类、商业和工业物联网应用(包括那些需要多年电池使用寿命的应用)对价格/性能的各种要求。了解更多产品信息:https://cn.silabs.com/wireless/gecko-series-2/efr32bg22

         

        MG22 Zigbee绿色能源SoC

        EFR32MG22(MG22)系列产品是专为Zigbee Green Power(绿色能源)应用而优化的最小、最低功耗的SoC,扩展了Silicon Labs的Zigbee产品组合。MG22 SoC是使用纽扣电池或通过能量收集供电的Zigbee设备的理想选择,其目标应用包括智能家居传感器、照明控制以及楼宇和工业自动化等。

         

        节能的Zigbee Green Power技术通过逐步减少住宅、商业和工业能耗来帮助解决环境问题。Zigbee Green Power采用和节能的Zigbee 3.0协议相同的802.15.4 PHY和MAC,通过减少无线传输的数据量来进一步降低能耗。从一开始,Zigbee Green Power就被设计为一种支持IoT设备的高效协议,无论是其采用电池供电,还是采用“无电池” 能量收集供电。Silicon Labs特别对新型MG22 SoC进行了设计优化,从而为这些具有挑战性、功耗敏感的无线应用带来领先的连接解决方案。

         

        MG22 SoC集成了带有TrustZone的高性能、低功耗76.8 MHz Arm® Cortex®-M33内核。该SoC凭借超低发射和接收功率(+6 dBm时8.2 mA TX,3.9 mA RX)、1.4 µA深度睡眠模式功耗和低功耗外设,可提供出色的能量效率。获取更多相关信息与技术文档:https://cn.silabs.com/wireless/zigbee/efr32mg22-series-2-socs

         

        原文摘录:http://www.eechina.com/thread-577857-1-1.html

      • 【优品推荐】全系列90W PoE产品组合加速5G应用设备落地

        EasonHuang | 03/85/2020 | 05:52 AM

         

        Silicon Labs (亦称“芯科科技”)日前推出全新的90W以太网供电(PoE)产品组合,为添加PoE到供电端设备(PSE)和受电端设备(PD)时降低设计成本和复杂度。全新的90W PoE产品符合IEEE 802.3bt标准,可将标准功率提高至前一代标准的一倍以上,进而扩展了5G无线接入点和IoT无线网关的功能,有助于加速实现PoE供电的5G小基站和数字化楼宇。

         

        我们完整的PoE产品组合可以解决所有关于802.3bt规范的90w功率设计挑战,从开关到电源设备。设计紧凑的Si34071 PD器件集成了所需的802.3bt PD接口和一个DC-DC控制器,可以为系统提供71w的功率。在电缆的另一端,我们的Si3471 PSE器件领先业界提供单独的90 W以太网端口,不需要任何软件或主控MCU;另一款Si3474 PSE器件则支持8个802.3at或4个802.3bt 90 W以太网端口,并增加了一个功能丰富的寄存器映射,以实现高效的电源管理。

         

        Silicon Labs针对新型90W PoE系列解决方案所打造的评估板具有紧凑和具有成本效益的两层PCB设计,可以很容易地在不同开发商的系统中实现,并可以提供完整的Sifos IEEE一致性测试报告。

         

        Silicon Labs新系列90W PoE解决方案主要功能规格及特性整理表:

         

         

        获取更多关于90W PoE开发板信息与技术文档:

        https://cn.silabs.com/power-over-ethernet/90-w-802-3-bt-poe

         

      • 挑战传统高精度定位技术的独门武器?

        EasonHuang | 03/78/2020 | 06:48 AM

         

        蓝牙AOA:高精度定位市场的重要参与者

        据蓝牙联盟数据,蓝牙基于位置的服务的市场机会在过去几年中迅速增长,蓝牙位置服务设备年出货量将由2018年的720万增长到2023年的4.31亿,未来5年复合增长率达到了 43%。其中,预计有 17 亿台智能手机将采用蓝牙位置服务,而蓝牙标签 (Tag)年出货量也将到3亿。

         

        作为高精度定位领域另一倍受关注的蓝牙定位技术,也在去年迎来了重要的突破--蓝牙联盟将蓝牙AoA/AoD技术写入了最新的蓝牙5.1标准,使得蓝牙的定位精度也将达到亚米级,由此业界对蓝牙AoA/AoD技术充满了期待。

         

        通过蓝牙技术进行定位应用已经存在多年,但定位精度始终是限制其发展的重要因素。而蓝牙AoA的出现,极大的解决了这一痛点,使得蓝牙技术的定位市场向高精度定位拓展。

         

        目前市面上已有Silicon Labs(亦称“芯科科技”)等多家芯片厂商对外发布支持AoA/AoD特性芯片,但是芯片产品尚未成熟,未能进行大规模商用。但去年蓝牙5.1新规范的发布,意味着蓝牙未来高精度定位及位置服务上将释放更多的蓝海市场。而蓝牙高精度定位市场的爆发,目前最需要的或许正是一块产品成熟,能够大规模商用的芯片。

         

        UWB与蓝牙AoA方案对比

        目前高精度定位主要有蓝牙AoA和UWB技术。在定位精度上,UWB略优于蓝牙 AoA;在标签的功耗上蓝牙技术优于UWB技术,且能够支持手机;此外,考虑到蓝牙庞大的生态和市场体量,蓝牙AoA也将比UWB方案更容易降低成本。

         

        数据来源:Quuppa

         

        蓝牙AoA定位实现方式


         

        蓝牙AoA定位方案的实现主要是通过测试发射器和接收器直接的到达方向然后通过三角定位获得发射器和目的物的方位和距离的技术。

         

        在AoA方法中,被确定方向的设备为发射器(如定位标签),发射器使用单个天线发送特殊的测向信号。接收器中具有排列在阵列中的多个天线,当发送的信号穿过该阵列时,接收器由于其阵列中的每个天线到发射天线的距离的差异而看到信号相位差。接收器在阵列中的有源天线之间切换时,获取信号的IQ样本。根据IQ采样数据,通过相关的定位算法可以计算出信号的相对方向。

         

        通过单基站可以实现二维定位,通过双基站可实现三维定位。

         

        蓝牙AoA定位主要应用场景

        到达角寻向方法适用于实时定位系统以及接近类位置解决方案,例如物品追踪和地标(POI)信息服务。

        1)寻物(防丢失)

        当智能手机供应商将支持到达角寻向的蓝牙集成到手机中时,就能够检测物品的距离与方向。人们将蓝牙标签贴在钥匙、钱包或其他个人财物上,用户可以在智能手机上启动应用程序进行寻物。

         

        2)寻找地标信息

        典型的应用场景比如零售商店、博物馆,如在博物馆中每件展品位置安装 Beacon,智能手机上的地标信息应用程序可为用户提供相关物品的位置信息。另外,将手机指向展品/物品时,用户还能获取该物品的详细信息。未来,在智能楼宇、智慧城市等领域得到广泛的应用。

         

        3)资产追踪

        在工厂,仓库,医院等企业应用领域中对物料,机器,医疗设备等物资进行实时的高精准的位置追踪。这块领域的目前也有非常多的需求。

         

        4)人员追踪

        在工厂对工人进行实时高精度的位置追踪,在医院对患者进行定位、在监狱里面进行人员轨迹管理,在养老院对老人进行管理等应用领域。

         

        5)汽车和门禁应用

        如汽车和门禁类应用的无钥匙进入,在某些需要保障安全的区域设置电子围栏等。

         

        蓝牙AoA可望占领市场的几点逻辑

        虽然支持蓝牙AoA的芯片方案目前尚未成熟,但蓝牙AOA有其独特的应用优势。对此,笔者做了如下几点总结:

        1 定位精度高

        蓝牙AoA提升精度以后可以做到亚米级,相比于基于蓝牙RSSI以及其他米级以上定位精度技术上了一个台阶,在用户体验上也上了一个台阶。

         

        2 庞大的应用生态支持

        蓝牙从1998年诞生至今,从音频传输到数据传输,到如今的精准定位服务,由于蓝牙技术无论是在手机、平板等消费领域,还是工厂,医院等工业领域都有非常多的应用。产业生态经过20多年的发展已经非常的成熟,所以新技术的更新和应用推广起来会更为迅速和便捷。

         

        3 蓝牙技术方案的低功耗特性

        蓝牙技术的主要优势在于低功耗,对于蓝牙AoA高精度定位方案来说,这也是其区别于其他技术,比较显著的一项优点。物联网的应用的落地系统的功耗也是非常重要的一个方面,功耗更低的方案更容易为用户所采纳。

         

        4 蓝牙方案应用成本

        目前蓝牙AoA方案在发展和建设初期,价格相对较高。但蓝牙技术在手机等终端设备的普及度非常的高,一旦技术成熟,规模化应用会使得方案价格迅速降低。随着越来越多国内外芯片厂商发布芯片方案,蓝牙AOA定位方案的开发和应用成本也将逐渐下降。

         

        当然,除了上述的优势,蓝牙技术在应用中也还有一些问题需要克服,如企业级应用中,基站的供电目前主要通过有线方式供电,这对方案的实施部署环境有一定的要求和限制。此外,蓝牙主要工作在ISM频段,这对蓝牙技术的抗干扰能力和稳定性是一个挑战。

         

        不可否认,蓝牙AoA潜在市场是非常巨大的。期待市场中能够早日推出成熟的产品!

         

        原文链接:http://www.iotworld.com.cn/html/News/202002/e2c911cb2aaebf3f.shtml

      • Silicon Labs完整的PoE产品组合为5G小基站提供完美动力

        EasonHuang | 03/78/2020 | 05:55 AM

         

        Silicon Labs完整的PoE产品组合为5G小基站提供完美动力

        -符合IEEE 802.3bt标准的新型PoE产品组合

        简化90W供电端设备(PSE)和受电端设备(PD)应-

         

        Silicon Labs (亦称“芯科科技”)宣布推出完整的以太网供电(PoE)产品组合,旨在为添加90W PoE到供电端设备(PSE)和受电端设备(PD)时降低设计成本和复杂度。全新的90W PoE产品组合符合IEEE 802.3bt标准,该标准将标准PoE功率提高了一倍以上,扩展了无线接入点和IoT无线网关的功能。该产品组合所提供的更高功率能力有助于实现PoE供电的5G小基站和数字化楼宇。

         

        Silicon Labs副总裁兼电源产品总经理Brian Mirkin表示:“Silicon Labs 802.3bt PoE产品组合可提供更高的功率、出色的集成度以及更先进的功能,既能帮助开发人员简化系统设计,又能满足严格的功率、尺寸和成本预算。新的PoE产品组合涵盖从15W到90W的以太网电缆两端,为开发人员提供了适用于各种PSE和PD应用的灵活性选择。”

         

        802.3bt产品组合包括三种新的PSEPD产品:

        • Si3471 PSE控制器是业界首个完全自治的90W单端口、符合802.3bt标准的供电解决方案。Si3471可轻松为单端口中跨或“注入”增加90W的功率。它会自动管理与802.3bt标准相关的所有细微差别。Si3471不需要外部主机MCU、固件下载或软件编程,使用三个数字I/O引脚即可轻松配置。小型38引脚5 mm x 7 mm QFN封装和简单的BOM有助于降低系统设计成本和复杂度。

         

        • Si3474四端口以太网PSE控制器可为最多四个90W 802.3bt PoE端口或八个30W 802.3at/af PoE端口供电,从而为工业和商用以太网交换机和安全记录设备提供了通用解决方案。Si3474支持在每个端口上的全功率自治模式下运行,或在主机模式下运行,这使得开发人员能够通过具有全功能的寄存器映射的I2C接口来管理电源。Si3474采用56引脚8 mm x 8 mm封装,并具有行业标准的引脚排列。

         

        • Si34071单芯片PD解决方案将802.3bt接口与集成的高效DC-DC转换器相结合,能够实现90%以上的端到端效率。Si34071包含一个简单的9600波特率UART接口,用于连接到系统MCU。Si34071可为5G小基站、无线接入点和IoT网关提供高功率。作为Si3471 PSE控制器的最佳伙伴,Si34071采用小型32引脚5 mm x 5 mm QFN封装。

         

        功率和数据传输解决方案全球领导者Altronix公司首席技术官Jonathan Sohnis表示:“Silicon Labs新型90W解决方案帮助我们简化了针对新兴高功率PoE市场的单端口PoE设计。Silicon Labs的出色技术支持使得我们能够借助最新的高功率PoE技术在市场中处于领先地位。”

         

        供货与技术支持

        • Si3471现已批量生产,可提供样片。
        • Si3474样片和EVB计划于2020年4月上市。
        • Si34071样片和EVB计划于2020年4月上市。

        欲了解有关新的90W 802.3bt PoE产品组合的更多信息以及订购产品样片和评估套件,请浏览网站:https://cn.silabs.com/power-over-ethernet/90-w-802-3-bt-poe

      • Silicon Labs以完整PoE產品組合驅動5G小型基地台的未來

        EasonHuang | 03/77/2020 | 07:02 AM

        Silicon Labs以完整PoE產品組合驅動5G小型基地台的未來

         -相容IEEE 802.3bt標準之新型PoE產品組合

        90 W供電裝置及受電裝置應用-

         

         Silicon Labs(亦名“芯科科技”,NASDAQ:SLAB)宣布推出完整的乙太網路供電(PoE)產品組合,以降低新增90 W PoE至供電裝置(PSE)和受電裝置(PD)時的成本和複雜度。新型90 W PoE產品組合相容於IEEE 802.3bt標準,可將標準PoE功率提升一倍以上,並能擴展無線存取點和IoT無線閘道器功能。此產品組合具備更高功率效能,使PoE供電之5G小型基地台和數位建築得以實現。

         

        Silicon Labs副總裁暨電源產品事業部總經理Brian Mirkin表示:「Silicon Labs的802.3bt PoE產品組合透過更高功率、卓越整合度及更先進的功能協助開發人員簡化系統設計,同時滿足嚴格的功率、尺寸和成本預算。新型PoE產品組合涵蓋從15 W至90 W的乙太網路電纜兩端,為開發人員在廣泛的PSE和PD應用提供彈性的選擇。」

         

        802.3bt產品組合包括三種新型PSE和PD產品:

         

        • Si3471 PSE控制器為業界首款完全自主的90 W單埠相容802.3bt之供電解決方案。Si3471可輕鬆為單埠中跨或「注入」增加90 W的功率。其可自動管理與802.3bt標準相關的所有細微差別。Si347無需外部主機MCU、韌體下載或軟體編程,運用三個數位I/O接腳即可輕鬆配置。採用小型38接腳5 mm x 7 mm QFN封裝和簡單的BOM更有助於降低系統成本和複雜度。

         

        • Si3474四埠乙太網路PSE控制器可為最多四個90 W 802.3bt PoE埠或八個30 W 802.3at/af PoE埠供電,為工業和商用乙太網路交換器及安全記錄設備提供通用解決方案。Si3474支援每埠以全功率在自主模式或主機模式下運作,使開發人員可透過具備全功能暫存器映射的I2C介面來管理電源。Si3474採用56接腳8 mm x 8 mm封裝和業界標準的接腳排列。

         

        • Si34071單晶片PD解決方案結合802.3bt介面與整合的高效率DC-DC轉換器,可實現超過90%端對端效率。Si34071包括一個簡單的9600串列傳輸速率UART介面連接至系統MCU。Si34071可為5G小型基地台、無線存取點和IoT閘道器提供高功率。Si34071採用小型32接腳5 mm x 5 mm QFN封裝而成為Si3471 PSE控制器的最佳夥伴。

         

        全球領先的功率和數據傳輸解決方案供應商Altronix公司技術長Jonathan Sohnis表示:「Silicon Labs新型90 W解決方案有助簡化針對新興高功率PoE市場的單埠PoE設計。Silicon Labs的頂尖技術支援使我們能以最新的高功率PoE技術處於市場領先地位。」

         

         

        價格和供貨

        • Si3471現已量產並可提供樣品。Si3471以一萬個採購數量時單價為1.97美元起。Si3471評估板(EVB)價格為105美元。
        • Si3474樣品和EVB預計於2020年4月上市。Si3474以一萬個採購數量時單價為3.33美元起。Si3474 EVB價格為199美元。
        • Si34071樣品和EVB預計於2020年4月上市。Si34071以一萬個採購數量時單價為2.13美元起。Si34071 71 W順向轉換器EVB價格為119美元。

         

        更多新型90 W 802.3bt PoE產品組合訊息或購買樣品和評估套件請瀏覽網站:silabs.com/90wpoe