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英飛凌:物聯網創新原型設計駛入快車道

本文作者:英飛凌       點擊: 2023-05-18 20:41
前言:
 進入物聯網時代,大家希望能抓住快速變化的商機,及時推出自己的物聯網設備。在建構智慧物聯網系統之前,利用感測器、微控制器進行物聯網使用案例的原型創建過程需要耗費大量的資源。當今的物聯網在家居、辦公中的應用日漸深入,使得設計人員需要應對更加多樣化和急迫的產品設計任務。在傳統的設計中,需面臨諸多挑戰,如產品挑選、驗證,定案,到構建通信、資料處理系統,每一個環節都需要劃分出專門的資源,總體成本和產品上市時間。
 
 
照片人物:英飛凌科技電源與感測系統事業部應用市場總監李國豪
 
英飛凌科技電源與感測系統事業部應用市場總監李國豪表示,客戶當前面臨的最大的挑戰之一是如何將感測器、微控制器和安全連接相融合。物聯網正在向智慧、小型化、低功耗、安全等方向發展。要做到這一點,商廠必須分別對感測器和雲端平台有深入的瞭解,並且需要挑選合適的感測器、微控制器,從而完成物聯網設備的開發。這個過程不僅紛繁複雜,且存在著很高的技術門檻。

為此,英飛凌開發了全新的物聯網感測器平台--XENSIV™連接感測器套件connected sensor kit ;CSK),協助加速原型創建和定制物聯網解決方案的開發。該套件擁有所有基本的軟體庫、連接和感測器資料連接功能,可以協助開發者和系統整合商進行快速評估和決策,獲得快速的物聯網設備開發體驗。換言之,XENSIV™ 連接感測器套件是企業快速進入物聯網世界的 「連接器」和「加速器」。

在物聯網應用中,不斷有新技術加入到應用中,有些技術往往還會出其不意的出現在其他應用中。
 
比如原本它們是用來測距和進行環境監測的毫米波雷達和二氧化碳檢測,就被用在需要進行人物識別的場景。
 
人物識別的需求場景非常多樣化,比如根據人員的數量調整空調的溫度,燈光的數量,還有空氣淨化設備的工作強度,還可以透過二氧化碳含量的偵測,開啟室內外空氣交換系統等等。傳統的紅外方式,雖然可以識別出具有一定溫度特徵的物體,但是無法檢測出是否是生物,是人還是寵物等等,為了解決這些問題,很多新技術被用在這個領域,除了毫米波雷達、二氧化碳檢測還有ToF飛行時間檢測技術等等,都是為了更加有效地使用能源,在商超環境提供更好的服務等等。 
圖:雷達和 CO2 感測器的應用
 
英飛淩的XENSIV™ KIT CSK PASCO2和XENSIV™ KIT CSK BGT60TR13C聯網感測器套件 (CSK),可為物聯網 (IoT) 設備提供隨時可用的感測器開發平臺,可用於打造基於包括雷達、環境感測器等的創新原型設計。
 
李國豪表示,XENSIV™ 連接感測器平臺支持快速開發是基於英飛淩元件的定制解決方案。該套件支援基於 XENSIV™ 60GHz 雷達和 PAS CO2 的應用,帶有 DPS368 壓力感測器(感知)、PSoC™ 6 微控制器嵌入式處理(計算)、並通過英飛淩 AIROC™ CYW43012 Wi Fi 和藍牙組合(連接)的連接以及 OPTIGA™ Trust M (Secure) 的硬體安全性。它可以支援客戶測試感測器驅動的物聯網產品和雷達應用以及原型設計。通過自訂配置和基於雲的基於雷達的解決方案輸出和 PAS CO2 感測器資料視覺化提供即時感測器評估。
 
在原型設計中,如果要同時集成感測器、微控制器和安全聯網功能,可能需要耗費大量資源。CSK平臺將XENSIV感測器與英飛淩PSoC™ 6微控制器的高能效、高性能處理能力相結合,化解了這個問題。該平臺通過OPTIGA™ Trust M安全控制器實現安全聯網功能,並且採用模組化的電路板設計,與Adafruit Feather外形尺寸相容,讓用戶能夠針對電池供電的智慧家居應用等各種感測器用例打造原型解決方案。例如使用電池供電的智慧家居應用等。在10分鐘的物聯網體驗視頻中,該感測器套件利用英飛凌的產品打造出了隨插即用的感測器方案,並快速實現了資料的視覺化。
 
此外,英飛凌感測器雲端控制平台(Infineon Sensor Cloud Dashboard)通過AWS的雲端服務架構簡化了使用者介面,讓快速原型創建變得更加簡單。同時,它可以根據實際部署情況實現快速擴展,並提供可以同時監測多台設備的統一的控制介面。這款連接感測器套件的所有元件均帶有來自ModusToolbox™的代碼樣本和代碼庫,客戶可借助ModusToolbox™進行特定功能開發的概念驗證,並通過各類新型感測器應用場景的創建來加快產品開發。
 
圖:XENSIV™ 互聯感測器套件一覽
 
XENSIV™ PAS CO2二氧化碳感測器。基於光聲光譜學 (PAS) 原理,XENSIV™ PAS CO2採用高靈敏度MEMS麥克風檢測感測器腔內CO2分子產生的壓力變化。這種檢測方式可以顯著減小CO2感測器的尺寸,與市面上其他CO2感測器相比,可以在最終產品中節省超過75%的空間。
 
借助集成了光聲感測器(包含檢測器、紅外源和光學濾波器)、用於信號處理和演算法的微控制器,以及用於驅動紅外源的MOSFET。集成的微控制器將MEMS麥克風的輸出轉換為ppm讀數,並通過串列I²C、UART或PWM介面提供這些讀數。該感測器的測量範圍從0ppm至10000ppm,精度為±30ppm或讀數的±3%。
 
由於該感測器提供可直接讀出的ppm讀數,可實現表面貼裝,並且設計簡單,因而可以快速集成到各種低容量和高容量應用中,如智慧家居和樓宇自動化設計、按需求控制的通風系統、空氣淨化器、恒溫器、氣象站和個人助理。 

圖:智慧檢測應用 (存在、分割、追踪、打手势检测)

李國豪强调,XENSIV™連接感測器套件幫助工程師構建即用型感測器場景,簡化不必要的重複工作,打通從端上傳到雲的資料連結,加快產品上市時間,使設計人員能專心設計。10分钟之内,设计人员就可以做好登录快速地配置应用。英飛淩的目標是支援工程師通過自訂配置提供即時感測器評估,並將物聯網產品和應用迅速推向市場。
 

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