藍(lán)牙低功耗和行業(yè)最低功耗的BLE 5.0 RSL10

 

憑借固有的高能效和易于與智能手機(jī)互聯(lián)的優(yōu)勢(shì)，藍(lán)牙低功耗技術(shù)是IoT的首選短距無(wú)線(xiàn)協(xié)議。如安森美半導(dǎo)體的無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)單芯片(SoC)RSL10，支持BLE 5.0，采用384 kB閃存，雙核處理器（ARM Cortex-M3 處理器、32 位 Dual-Harvard DSP 系統(tǒng)），在深度睡眠模式和接收模式的功耗分別低至62.5 nW和7 mW，支持固件空中升級(jí)(FOTA)，采用不同的封裝可為多領(lǐng)域IoT應(yīng)用提供行業(yè)最低功耗。RSL10 SIP把完整的天線(xiàn)方案、電源管理、時(shí)鐘晶振單元以及其他無(wú)源器件集成到一個(gè)6 x 8 x 1.46 mm的微型封裝中，無(wú)需額外RF設(shè)計(jì)，即插即用，易于設(shè)計(jì)導(dǎo)入到任何智能無(wú)線(xiàn)互聯(lián)應(yīng)用中，且通過(guò)了美國(guó)、歐洲、日本等多國(guó)認(rèn)證體系。RSL10是安森美半導(dǎo)體各種BLE方案的核心器件。

 

智能家居及建筑

 

1. RSL10 Mesh平臺(tái)賦能智能建筑、工業(yè)IoT和資產(chǎn)跟蹤低功耗藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

 

藍(lán)牙低功耗網(wǎng)格規(guī)范內(nèi)置了多層加密的安全性。適當(dāng)部署的藍(lán)牙低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可覆蓋比傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P2P)藍(lán)牙通信更長(zhǎng)的距離，因?yàn)楣?jié)點(diǎn)可以通過(guò)將數(shù)據(jù)包中繼到傳輸節(jié)點(diǎn)范圍之外的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)來(lái)執(zhí)行消息傳遞。這使以前藍(lán)牙技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的各種應(yīng)用成為可能。安森美半導(dǎo)體的RSL10 Mesh平臺(tái)幫助大大加快網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)發(fā)，以更快地部署節(jié)點(diǎn)，推進(jìn)性能極限。該平臺(tái)基于RSL10 SIP，含兩個(gè)RSL10 Mesh節(jié)點(diǎn)和一個(gè)聯(lián)接到Strata Developer Studio™（高度直觀(guān)的評(píng)估和研發(fā)工具）的Strata網(wǎng)關(guān)、用于監(jiān)測(cè)溫度和環(huán)境光以及磁場(chǎng)檢測(cè)的多個(gè)環(huán)境傳感器、LED指示器、三路LED驅(qū)動(dòng)器、電池充電器，配以基于Eclipse的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、用于預(yù)配、配置和控制低功耗藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)應(yīng)用程序，以及符合藍(lán)牙特別興趣小組(Bluetooth SIG)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)軟件包。

 

圖1：RSL10 Mesh平臺(tái)

 

2. 互聯(lián)照明平臺(tái)賦能智能樓宇降低能耗

 

高能效和模塊化是互聯(lián)照明最重要的兩個(gè)因素。安森美半導(dǎo)體的互聯(lián)照明平臺(tái)是極高能效的模塊化平臺(tái)，滿(mǎn)載時(shí)能效超過(guò)90%，支持多種聯(lián)接，包括BLE、以太網(wǎng)供電(PoE)和Zigbee Green Power。它提供高達(dá)90瓦的輸出功率，并提供兩個(gè)獨(dú)立的通道，每個(gè)通道都可提供和控制多達(dá)16個(gè)LED。其聯(lián)接模塊基于RSL10系統(tǒng)級(jí)封裝(RSL10 SIP)，提供低功耗LED無(wú)線(xiàn)控制選項(xiàng)，包括開(kāi)/關(guān)、調(diào)光和編程。安森美半導(dǎo)體提供集成的開(kāi)發(fā)環(huán)境(IDE)、各種用例和移動(dòng)應(yīng)用程序等全面的軟件工具支援。

 

圖2：互聯(lián)照明平臺(tái)

 

3. 3D感知訪(fǎng)問(wèn)控制和安全平臺(tái)：用于智能可視門(mén)鈴

 

這方案基于安森美半導(dǎo)體的AR0237IR圖像傳感器，最顯著的優(yōu)勢(shì)是用單顆傳感器替代通常需要黑白加彩色兩顆傳感器才能完成的識(shí)別。AR0237IR同時(shí)捕獲可見(jiàn)光圖像和紅外圖像以進(jìn)行深度感知，及反欺詐和3D識(shí)別等先進(jìn)算法，在各種光照條件下也提供好的靈敏度，并支持高動(dòng)態(tài)范圍(HDR)，用于智能門(mén)禁控制和智能視頻安防等應(yīng)用。

 

4. 超低功耗BLE相機(jī)：用于自動(dòng)抄表

 

這方案基于安森美半導(dǎo)體的RSL10和超低功耗高速CMOS圖像傳感器ARX3A0，在創(chuàng)新的‘超低功耗’模式下，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)，傳感器可以實(shí)現(xiàn)每秒一幀輸出的功耗不到3 mW。除了用于自動(dòng)抄表，若結(jié)合顏色傳感器還可用于停車(chē)系統(tǒng)。

 

5. Wi-Fi

 

安森美半導(dǎo)體具備領(lǐng)先的Wi-Fi技術(shù)如波束成形、8x8多用戶(hù)多入多出(MU-MIMO)等，還提供先進(jìn)的參考設(shè)計(jì)Spartan，加速硬件交付的上市時(shí)間。Spartan為經(jīng)授權(quán)的原始設(shè)備制造商(OEM)和原始設(shè)計(jì)制造商(ODM)提供產(chǎn)品設(shè)計(jì)文檔、板制造文檔、產(chǎn)品外殼文檔，為便于OEM和ODM定制，還提供通用預(yù)測(cè)試固件和軟件開(kāi)發(fā)套件(SDK)，幫助OEM和ODM降低成本，加快產(chǎn)品上市。

 

Spartan產(chǎn)品線(xiàn)有幾種不同的組合，有符合Wi-Fi 6的Spartan 5XL，用于Wi-Fi路由器和通用Mesh等；有符合Wi-Fi 5的Spartan Essential，用于Wi-Fi Mesh、擴(kuò)展器、通用中繼器等，相比大多數(shù)Mesh方案，Spartan Essential提供更廣無(wú)線(xiàn)覆蓋范圍，更多設(shè)備支持和更少的接入點(diǎn)；有符合Wi-Fi 6的Spartan路由器，用于高性能12流Wi-Fi路由器等，基于QSR10GU-AX芯片組以及NXP的LS1043A 1.6GHz四核網(wǎng)絡(luò)處理器，為OEM提供了無(wú)與倫比的覆蓋范圍和網(wǎng)絡(luò)容量，性能水平能滿(mǎn)足苛刻應(yīng)用如4K視頻流、在線(xiàn)游戲、云同步，并聯(lián)接越來(lái)越多的智能家居產(chǎn)品，將一流的Wi-Fi 6路由器加速部署到零售和服務(wù)提供商市場(chǎng)。

 

工業(yè)IoT

 

高分辨率X-Cube系統(tǒng)：用于29 x 29 mm2相機(jī)設(shè)計(jì)

 

X-Cube參考設(shè)計(jì)是個(gè)完整的系統(tǒng)方案，基于X-class圖像傳感器系列，在1.1英寸光學(xué)格式提供1600萬(wàn)像素分辨率，先進(jìn)的全局快門(mén)成像，高性能、低噪聲、低功耗，提供用于機(jī)器視覺(jué)和智能交通系統(tǒng)(ITS)的29 mm x 29 mm工業(yè)相機(jī)占位所需的成像細(xì)節(jié)和性能，且系列架構(gòu)使一種設(shè)計(jì)支持多種分辨率，幫助加快開(kāi)發(fā)。

 

資產(chǎn)監(jiān)控、個(gè)人IoT、醫(yī)療

 

1. 多功能BLE Beacon用于信標(biāo)的廣播信息推送、資產(chǎn)跟蹤、冷鏈運(yùn)輸管理及疫情位置跟蹤等

 

從預(yù)測(cè)性維護(hù)到工廠(chǎng)自動(dòng)化，工業(yè)IoT應(yīng)用將充分利用跟蹤和監(jiān)視資產(chǎn)、分析數(shù)據(jù)以及在與云服務(wù)器之間運(yùn)行人工智能(AI)算法的能力。出于對(duì)這些應(yīng)用安全性的考慮，安森美半導(dǎo)體已通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴與IoT方案公司tatwah sa和領(lǐng)先的網(wǎng)絡(luò)安全供應(yīng)商WISeKey合作，提供基于RSL10無(wú)線(xiàn)電的IoT安全信標(biāo)(IoT Secure Beacon)。這Beacon具有超低功耗，由紐扣電池供電，結(jié)合一些傳感器可進(jìn)行模塊化配置，而且它是節(jié)點(diǎn)到云的方案，并采用數(shù)字簽名驗(yàn)證機(jī)制以確保數(shù)據(jù)的安全。

 

圖3：多功能BLE Beacon

 

2. BLE汽車(chē)無(wú)匙進(jìn)入(PEPS)

 

在汽車(chē)上部署車(chē)規(guī)級(jí)NCV-RSL10節(jié)點(diǎn)，車(chē)主可以通過(guò)手機(jī)來(lái)替代車(chē)鑰匙，實(shí)現(xiàn)無(wú)鑰匙進(jìn)入、無(wú)鑰匙啟動(dòng)功能，備用的車(chē)鑰匙里面也是NCV-RSL10來(lái)實(shí)現(xiàn)，超低功耗且方便便捷。

 

3. 超低功耗BLE音頻傳輸

 

RSL10可作為BLE芯片通過(guò)安森美半導(dǎo)體的協(xié)議傳輸音頻流，用于對(duì)講機(jī)、遠(yuǎn)程麥克風(fēng)、BLE助聽(tīng)器、教學(xué)耳機(jī)等應(yīng)用，具有低功耗、降噪、支持CELT,G.722編解碼、拾音等特點(diǎn)。

 

4. 語(yǔ)音控制的藍(lán)牙音箱

 

該方案使用由LC823455（低功耗和高分辨率音頻處理系統(tǒng)SoC）控制的4個(gè)ONA10IV和1個(gè)ONA40A D類(lèi)放大器，能夠通過(guò)藍(lán)牙串流音樂(lè)，并響應(yīng)語(yǔ)音命令，還使用LC717A10AR電容式觸摸傳感器，用于手動(dòng)控制音量、靜音、播放、暫停和下一首曲目，以及LV52511MN線(xiàn)性24通道LED驅(qū)動(dòng)器，用于控制LED的工作。

 

5. BLE連續(xù)血糖儀(CGM)

 

基于安森美半導(dǎo)體的模擬前端(AFE)和BLE的SoC或SiP，可開(kāi)發(fā)出體積更小、功耗更低、性能更穩(wěn)定的CGM，提供超低功耗的BLE 5.0、5.2連接方案，極具特色的AFE無(wú)縫對(duì)接客戶(hù)的探針傳感器，高中低各個(gè)層次的AFE+BLE單芯片CGM方案適應(yīng)不同方案需求。

 

節(jié)點(diǎn)到云的設(shè)計(jì)平臺(tái)

 

1. 阿里 IoT 云平臺(tái)設(shè)備間通信(M2M)演示套件

 

靈活及快速的原型，簡(jiǎn)單配置即可接入阿里IoT云平臺(tái)，超低功耗，提供發(fā)布、訂閱功能。

 

圖4：阿里IoT云平臺(tái)M2M演示套件

 

2. BLE 5.0電子標(biāo)簽演示套件(ETAG)

 

該靈活、快速原型采用RSL10和電子墨水，超低功耗，可廣泛用于電子價(jià)格標(biāo)簽、智能公告牌、智能胸卡、智能可穿戴計(jì)算等應(yīng)用。

 

圖5：BLE 5.0 ETAG

 

3. 基于RSL10的傳感器開(kāi)發(fā)套件加快開(kāi)發(fā)

 

RSL10傳感器開(kāi)發(fā)套件和RSL10太陽(yáng)能電池多傳感器平臺(tái)，結(jié)合尖端智能傳感器技術(shù)及RSL10，并具備所需的所有固件、軟件以及移動(dòng)和與云相關(guān)的功能，開(kāi)箱即用，實(shí)現(xiàn)具有持久電池使用壽命甚至完全由太陽(yáng)能供電的免電池的IoT應(yīng)用，包括智能家居和樓宇自動(dòng)化如暖通空調(diào)(HVAC)控制、窗戶(hù)/門(mén)傳感器和空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)、資產(chǎn)跟蹤如包裹打開(kāi)/關(guān)閉檢測(cè)、沖擊監(jiān)測(cè)及溫度和濕度數(shù)據(jù)記錄等。

 

4. RSL10能量采集開(kāi)關(guān)：適用于任何需要能量采集的應(yīng)用

 

RSL10能量采集開(kāi)關(guān)集成RSL10 SIP和采埃孚股份公司(ZF Friedrichshafen AG)的高能效能量采集開(kāi)關(guān)，支持從開(kāi)關(guān)的振動(dòng)中采集足夠的能量，免電池，免維護(hù)，適用于照明控制等需要能量采集的應(yīng)用。

 

5. 藍(lán)牙IoT開(kāi)發(fā)套件(B-IDK)：易于開(kāi)發(fā)低功耗無(wú)線(xiàn)應(yīng)用

 

B-IDK促成環(huán)境控制、智能照明、安防、可穿戴等邊緣到云應(yīng)用的快速原型構(gòu)建和開(kāi)發(fā)。它基于RSL10，具有超低功耗優(yōu)勢(shì)，可配置的移動(dòng)應(yīng)用程序支持云互聯(lián)，兼容AWS、Azure、Bluemix或自定義云服務(wù)，易于聯(lián)接到其它IDK子板，含全系列感知選項(xiàng)（距離，運(yùn)動(dòng)，觸摸）和控制（雙LED，步進(jìn)電機(jī)，無(wú)刷DC），提供可即用的簡(jiǎn)單代碼。

 

6. RSL10 RGB LED照明：用于汽車(chē)尾燈、氛圍燈、儀表背光和智能家居照明

 

這RSL10 RGB LED評(píng)估板SECO-NCV7685RGB-GEVB即插即用，可通過(guò)智能手機(jī)設(shè)定藍(lán)牙控制動(dòng)畫(huà)模式，16RGB LED（48通道），每通道可編程驅(qū)動(dòng)電流最大至60mA，輸出頻率150、300、600、1200Hz可選，集成診斷及保護(hù)功能，內(nèi)置應(yīng)用編程接口(API)，加速固件設(shè)計(jì)周期。

 

7. Strata Developer Studio™：全面的研發(fā)、評(píng)估和設(shè)計(jì)工具

 

Strata是云聯(lián)接的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，提供現(xiàn)成的設(shè)計(jì)方案和先進(jìn)的支援能力，包括一插即用的系統(tǒng)、統(tǒng)一的軟件及配套文檔、自動(dòng)更新和警告，讓工程師在無(wú)縫、個(gè)性化和安全的環(huán)境中享用安森美半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和評(píng)估。如Strata賦能的LED評(píng)估板STR-4LED-SOL-EVAL-EVK，實(shí)現(xiàn)完全控制和遙測(cè)，加快和簡(jiǎn)化汽車(chē)照明、消費(fèi)照明、轉(zhuǎn)向指示器、儀表盤(pán)背光的開(kāi)發(fā)。

 

總結(jié)

 

安森美半導(dǎo)體提供全面的聯(lián)接、感知、高能效電源管理、控制和保護(hù)等構(gòu)建模塊和可配置的節(jié)點(diǎn)到云的平臺(tái)，攜手生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴，推動(dòng)未來(lái)智能家居和建筑、工業(yè)IoT、個(gè)人IoT、智慧醫(yī)療、資產(chǎn)監(jiān)控等IoT細(xì)分領(lǐng)域的創(chuàng)新，提升用戶(hù)體驗(yàn)，打造更綠色、更互聯(lián)的世界。

 

 

推薦閱讀：