物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 仍然是一個(gè)相對(duì)較新的事物，因此，尚有很多機(jī)會(huì)和創(chuàng)新產(chǎn)品有待探索。本文將關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈的四個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域 - 傳感器、電源管理、安全性和連接性，并匯總各領(lǐng)域最受關(guān)注的幾項(xiàng)最新進(jìn)展。

文章還將簡(jiǎn)要介紹物聯(lián)網(wǎng)和人工智能 (AI) 之間的關(guān)系，以及人工智能如何借助云技術(shù)在未來促成更大規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目。

傳感器

(1)為任意物體、表面或空間添加觸摸式交互

STMicroelectronics最先進(jìn)的硅芯片賦能于光學(xué)傳感器技術(shù)公司Neonode的新型zForce AIR觸摸傳感模塊。

Neonode這一系列緊湊型、低功耗和易使用的模塊可為任何 USB 或 I2C 連接的對(duì)象添加觸摸交互，且適用于任何類型的顯示器或表面，包括鋼材、木料、塑料、玻璃、皮膚甚至空氣-它能夠檢測(cè)到半空中的觸摸交互。這種創(chuàng)新方法使用激光產(chǎn)生的紅外光來跟蹤觸摸或手勢(shì)控制，將毫米級(jí)精度與超快響應(yīng)相結(jié)合。這種非可見光不會(huì)影響顯示質(zhì)量、增加眩光或改變顏色。

(2)Honeywell新型智能無線恒溫器可通過智能手機(jī)或平板電腦提供精密控制

Honeywell Hot Water (T6R-HW)是一款無線恒溫器，可通過智能手機(jī)或平板電腦實(shí)現(xiàn)全面的互聯(lián)網(wǎng)控制，它擁有OpenTherm功能、時(shí)間比例積分控制 (TPI)、最佳啟動(dòng)/停止和延遲啟動(dòng)鍋爐控制，以及額外的熱水特定時(shí)間控制功能。例如，地理圍欄可以在檢測(cè)到戶主離家很近后，開啟加熱裝置并對(duì)熱水進(jìn)行增壓，以確保水箱充滿，為戶主洗熱水澡做好準(zhǔn)備。

(3)AdaSky和STMicroelectronics合作為汽車帶來日間/夜間高分辨率視覺和感知

AdaSky的遠(yuǎn)紅外 (FIR) 熱像儀內(nèi)置與ST共同設(shè)計(jì)，并采用 ST 專有的 28nm FD-SOI 制造工藝生產(chǎn)的定制芯片。AdaSky的完整傳感解決方案名為 Viper，旨在使自動(dòng)駕駛汽車能夠在任何條件下觀察和了解道路及其周圍環(huán)境。它可以在動(dòng)態(tài)照明、陽光直射、會(huì)車時(shí)前大燈直射和惡劣天氣下提供準(zhǔn)確的視覺與感知。

(4)ContiConnect-Continental的新型數(shù)字輪胎監(jiān)控平臺(tái)

ContiConnect可監(jiān)控、分析和報(bào)告有關(guān)商用車隊(duì)(如卡車、公共汽車、工業(yè)或土方車輛)的輪胎溫度和壓力的數(shù)據(jù)。它可增加運(yùn)行時(shí)間、降低維護(hù)成本，并最大限度地提高效率。

電源管理

(1)新型FET驅(qū)動(dòng)器推動(dòng)50MHzDC/DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)

LMG1210是一款專為高達(dá) 200 V 的GaN FET 而設(shè)計(jì)的 50 MHz 半橋驅(qū)動(dòng)器。該器件的可調(diào)死區(qū)時(shí)間控制功能旨在將高速 DC/DC 轉(zhuǎn)換器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、D 類音頻放大器和其他電源轉(zhuǎn)換應(yīng)用的效率提高多達(dá) 5%。設(shè)計(jì)人員還可以在速度關(guān)鍵型應(yīng)用中創(chuàng)建更高效、更高性能的設(shè)計(jì)，例如光檢測(cè)和測(cè)距 (LIDAR)以及5G射頻(RF)包絡(luò)跟蹤。其業(yè)界最高的共模瞬變抗擾度(CMTI)超過300 V/ns可以提高系統(tǒng)噪聲抗擾度。該器件的超快傳播延遲僅為10 ns，可使電源解決方案的速度比硅驅(qū)動(dòng)器快50倍。

(2)構(gòu)建節(jié)能的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品

在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品時(shí)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中考慮設(shè)備的行為將如何影響其能源預(yù)算非常重要。能耗、電池容量和發(fā)電是能源預(yù)算的關(guān)鍵組成部分。下文包含優(yōu)化電源使用、存儲(chǔ)和生成的建議：

https://www.particle.io/resources/power-management-for-iot-devices

(3)物聯(lián)網(wǎng)電源管理——片上系統(tǒng)(SoC)開發(fā)

上述白皮書討論了物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備級(jí)的電源管理，而下文則深入探討了芯片級(jí)的設(shè)計(jì)考慮因素-如何將電源管理電路設(shè)計(jì)到SoC解決方案中：

https://www.design-reuse.com/articles/42705/power-management-for-iot-soc-development.html

(4)集成的DC/DC電源IC模塊可以減小設(shè)計(jì)尺寸，適用于高度受限空間的設(shè)計(jì)

利用 Maxim Integrated Products 的微系統(tǒng)級(jí) IC ("uSLIC") MAXM17532 和 MAXM15462 模塊，設(shè)計(jì)空間受限應(yīng)用的設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在可以大大縮小解決方案體量并提高效率。

隨著傳感、連接和云計(jì)算的巨大進(jìn)步，小型化是實(shí)現(xiàn)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)等新興趨勢(shì)的下一個(gè)前沿。從工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 傳感器、國(guó)防電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備到醫(yī)療和消費(fèi)設(shè)備的下一代系統(tǒng)設(shè)計(jì)，都需要收集、綜合和處理數(shù)據(jù)。這種新型智能設(shè)備需要在不影響熱預(yù)算的情況下，在不斷減少的空間中提供更多能量，這使傳統(tǒng)解決方案變得復(fù)雜且不可行。

uSLIC DC-DC降壓穩(wěn)壓器模塊支持 5 V、12 V、24 V 和36 V標(biāo)稱輸入電壓下的多種應(yīng)用，具有可靠的裕量，適用于當(dāng)今要求苛刻的應(yīng)用。

安全性

(1)物聯(lián)網(wǎng)安全基金會(huì)(IoTSF)

您是否知道，設(shè)計(jì)師可以在某個(gè)平臺(tái)獲得幫助，以便在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中構(gòu)建安全性？

IoTSF是一個(gè)協(xié)作性、非盈利的國(guó)際組織，旨在應(yīng)對(duì)復(fù)雜的超連接世界所面臨的安全挑戰(zhàn)。因此，IoTSF是物聯(lián)網(wǎng)安全專業(yè)人員、物聯(lián)網(wǎng)硬件和軟件產(chǎn)品供應(yīng)商、網(wǎng)絡(luò)提供商、系統(tǒng)指定商、集成商、分銷商、零售商、保險(xiǎn)公司、地方機(jī)關(guān)、政府機(jī)構(gòu)和其他尋求安全的組織的自然訴求目標(biāo)。他們的目標(biāo)是提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)安全機(jī)制的普及。

(2)通過保護(hù)固件來防止邊緣節(jié)點(diǎn)攻擊

NXP和 ARM 發(fā)布的白皮書介紹了如何使用基于 NXP ARM Cortex-M 的微控制器和mbed TLS 加密支持，通過輕量級(jí)方案實(shí)現(xiàn)安全啟動(dòng)。

NXP通過低成本的開發(fā)平臺(tái)LCPXpresso為基于 ARM 的微控制器提供支持。其 LPC 通用擴(kuò)展板可用于LCPXpresso，可輕松連接多種常用外圍設(shè)備。

(3)三星電子Artik物聯(lián)網(wǎng)安全平臺(tái)新增功能

ARTIK安全“s”系統(tǒng)模塊和服務(wù)是 ARTIK物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的最新成員，可增強(qiáng)邊緣安全性。三星 ARTIK物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)現(xiàn)在可為企業(yè)提供從設(shè)備到云的安全性，以便為從智能家居到高科技工廠的所有應(yīng)用場(chǎng)景構(gòu)建、開發(fā)和管理安全、可互操作和智能的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品和服務(wù)。

圖1 SIP-005AFS302-無線局域網(wǎng)模塊，ARTIK 530s系列

(4)NXPA700x防篡改安全MCU可用于安全應(yīng)用

NXP A700x防篡改安全 MCU 使用專用的安全加固型 MX51CPU。該系列具有顯著增強(qiáng)的安全微控制器架構(gòu)。NXP IC 已普遍用于各類安全應(yīng)用，如銀行卡、醫(yī)療保險(xiǎn)卡、電子護(hù)照、付費(fèi)電視卡和移動(dòng)電話等。

連接性

(1)適用于智能建筑和工業(yè)應(yīng)用的超可靠無擁塞無線連接解決方案

DSP的新型 DHAN-J 超低能耗模塊為應(yīng)用開發(fā)人員提供了一個(gè)交鑰匙無線連接平臺(tái)，用于超低能耗節(jié)點(diǎn)，包括電池和交流供電節(jié)點(diǎn)。該模塊具有 FCC、IC 和 ETSI 監(jiān)管認(rèn)證，消除了開發(fā)人員的 RF 認(rèn)證負(fù)擔(dān)，可顯著縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間。

(2)新型RaspberryPI模塊在性能、無線連接和無線電路認(rèn)證方面有顯著改進(jìn)

新型Raspberry Pi 3 Model B+采用1.4 GHz 64 位四核 ARM Cortex-A53 CPU、雙頻帶 802.11ac 無線局域網(wǎng)和藍(lán)牙 4.2、更快的以太網(wǎng)(基于 USB 2.0 的千兆以太網(wǎng))、以太網(wǎng)供電支持(使用單獨(dú)的PoE HAT)和改進(jìn)的熱管理。據(jù)稱，新模塊大約擁有三倍的有線和無線網(wǎng)絡(luò)吞吐量，并且能夠在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持高性能。e絡(luò)盟網(wǎng)站擁有豐富的信息和產(chǎn)品，涉及入門包、主板和擴(kuò)展板、外殼、電纜、連接器和其他Raspberry Pi 配件，是所有相關(guān)資訊和產(chǎn)品的一站式平臺(tái)，敬請(qǐng)?jiān)L問。

(3)用于估算Sub-GHz室內(nèi)和室外無線電線路范圍的Excel表格

德州儀器發(fā)布了一款有用的電子表格，允許開發(fā)人員估算 Sub-GHz 天線的實(shí)際傳輸范圍預(yù)期值。

更多信息：Range Estimation for Indoor and Outdoor Rev1_17.xlsm

(4)全新200W開發(fā)系統(tǒng)支持無線傳輸電力和數(shù)據(jù)

Würth Elektronik eiSos和 Infineon Technologies 為無線電力傳輸提供了200 W的開發(fā)系統(tǒng)。該開發(fā)套件的特殊之處在于，發(fā)射器和接收器線圈之間的線路不僅可以用于傳輸電力，還可以用于傳輸數(shù)據(jù)。760308EMP-WPT-200W開發(fā)套件包括電源、發(fā)射器單元和接收器單元，由于采用了 WürthElektronik和 Infineon 的產(chǎn)品(MOSFETS、驅(qū)動(dòng)器、微控制器、穩(wěn)壓器)，它是一種創(chuàng)新且功能強(qiáng)大的解決方案。

物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算與人工智能

物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和人工智能 (AI) 是兩個(gè)可以視為獨(dú)立的技術(shù)趨勢(shì)，但在某些方面，它們相輔相成。物聯(lián)網(wǎng)將大量傳感器遍布全球，這些傳感器正在創(chuàng)建大量數(shù)據(jù)。通常，必須快速分析、收集和傳輸這些數(shù)據(jù)，以進(jìn)行進(jìn)一步處理。然而，所有這些處理必須足夠快地完成，以避免不可接受的響應(yīng)延遲。如果可以有效部署人工智能，就可能為這種困境提供一種可行的解決方案。它可以通過使用程序化推理、自我糾正和最終學(xué)習(xí)來處理大量數(shù)據(jù)，生成可操作的信息和結(jié)果。

但是，如果沒有提供支持的平臺(tái)和架構(gòu)，就無法融合物聯(lián)網(wǎng)和人工智能。一種新興戰(zhàn)略是使用混合云平臺(tái)這一概念。此類平臺(tái)可提供專為人工智能和物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施量身定制的各種形式的存儲(chǔ)，還能夠進(jìn)行快速信息處理，并通過關(guān)聯(lián)各種數(shù)據(jù)源快速充實(shí)數(shù)據(jù)，以及針對(duì)具體應(yīng)用提供定制的安全性。