智能無源無線傳感器一站式解決方案解決物聯網感測設計挑戰

　　物聯網(IoT)正迅速發展，感測是其重要一環。通常，IoT感測節點是采用電池供電和有線連接的，這阻礙了在某些無法進入或難以到達的地方進行部署，而頻繁更換電池也會增加維護成本，且電池和走線會增加面積，不利于實現高能效和高密度分布。為此，安森美半導體推出創新的智能無源無線傳感器(Smart Passive Sensors?，簡稱SPSTM)，擺脫電池和布線挑戰，能在無法布線或難以更換電池的網絡邊緣測量、采集并分析數據。SPS結合完整的開發套件SPSDEVK1，構成一個即插即用的一站式完整解決方案，幾乎適用于任何環境和終端市場，從智能家居和樓宇應用，到工業、農業、交通和醫療保健，設計人員無需從多家供應商處采購，節省開發時間和成本。

　　智能無源無線傳感器簡介

　　智能無源無線傳感器獲中國物聯網產業應用聯盟國際物聯網博覽會(IOTE)組委會評為第十屆IOTE 2018 “金獎”創新產品，是今年亮相的10000+展品中獲獎的100件最具代表性和創新性的物聯網產品之一。

　　圖1：智能無源無線傳感器獲IOTE 2018“金獎”創新產品

　　智能無源無線傳感器最具優勢的獨特性和創新性在于：它在單芯片上實現傳感，從接收的電磁場信號中采集能量，因而無需電池，可監測溫度、濕度、距離等各種參數，基于RFID標準協議實現了傳感器技術的突破。

　　圖2：突破性的智能無源無線傳感器技術

　　傳統傳感器每節點在PCB上實現激勵檢測，通常需要電池、微處理器和數據處理器件，批量化成本昂貴，體積大，需要維護。而使用安森美半導體的智能無源無線傳感器，每節點在無源標簽上實現激勵檢測，通過額外的讀寫器完成電源、微處理器和數據處理工作，無需電池，每個讀寫器支持多個標簽，因而批量化成本低，且標簽薄如膠帶，尺寸小，無需維護。

　　智能無源無線傳感器無需電池或微處理器，使用超高頻射頻識別(UHF RFID)協議工作，適用于難以到達的位置，如地下、墻內、體內、容器內、有毒或危害健康的區域，和空間受限的應用，如門內、即剝即貼、繃帶等，以及需要多傳感器的地方。

　　智能無源無線傳感器一站式解決方案可即插即用

　　為支持使用SPS的IoT應用的開發，安森美半導體將于2018年8月推出開發套件SPSDEVK1，結合SPS使用，構成一個完整的一站式解決方案，集成所需的所有硬件和軟件，包括讀寫器、天線、各種類型的傳感器標簽、電源、以太網線和分析軟件，實現多傳感器IoT應用的快速配置和修改。

　　圖3：智能無源無線傳感器一站式解決方案：完整的生態系統

　　圖4：智能無源無線傳感器一站式解決方案集成所需的硬件和軟件

　　智能無源無線傳感器用于預測性維護 節省人力、資源和資金

　　2003年至2015年期間，全球有2,498起與電力相關的死亡事故。 根據國際電氣安全基金會的報告，另有30,000名工人因與電力相關的事故受到嚴重傷害，需要休養才能恢復工作。因此，有必要采用預測性維護解決方案，減少事故和傷害，節省人力、資源和資金。

　　在工業應用中，智能無源無線傳感器可用于數據中心的預測性維護，實時監測服務器或電源開關裝置內部的熱點、溫度、濕度水平。傳感器外形小巧，可以放置在服務器機架中的每一臺設備上，連續監測進出口氣流溫度;而無線功能使設備在機架間移動時仍能與傳感器對應。每個傳感器都有全球獨一無二的ID信息，與該傳感器的歷史溫度數據對應，同時此ID信息還適用于資產管理。根據這些可定期分析氣流溫度趨勢，以便檢測故障設備，保護敏感電子器件，并優化整個數據中心的空氣流。傳感器還可置于地板下，通過檢測濕度判斷是否漏水，避免電短路。

　　在建筑物及智能樓宇中，智能無源無線傳感器能監測墻內、地板上、混凝土板內的濕度和總線溫度水平，無需全套定制和“視線距離”，可提供歷史數據并觀察溫度上升情況。當檢測到水分或溫度超過臨界值時，將呼叫管理員采取行動，進行緊急情況控制。

　　智能無源無線傳感器用于交通運輸和物流服務

　　在交通運輸和物流服務方面，智能無源無線傳感器可用于在線監測冷鏈(食品或藥品)溫度和物流跟蹤，并確保貨物保持適當的溫度和濕度，以確保合規，減少產品損失并保證易腐貨物的安全。

　　智能無源無線傳感器用于醫療

　　在醫療保健領域，智能無源無線傳感器可用于監測患者健康和安全的方方面面，包括液位水平監測提醒護士靜脈注射袋已空、導管袋已滿，濕度檢測提醒護士床單需要更換，在場檢測告知護士病人下床、跌落、躁動等情況，護理者檢測以幫助員工定位，證明在場，如護士在病房。

　　智能無源無線傳感器用于汽車

　　在汽車應用中，智能無源傳感器能管理水侵檢測、乘員分類系統(OCS)、安全氣囊控制、暖通空調(HVAC)、智能雨刮控制和胎壓監測系統等。

　　總結

　　安森美半導體的智能無源無線傳感器一站式解決方案集成所需的所有硬件和軟件，包括讀寫器、天線、各種類型的傳感器標簽、電源、以太網電纜和配套軟件，即插即用，可立即部署在無法布線或難以更換電池的網絡邊緣，監測濕度、溫度、距離等各種參數。無源無線傳感器從接收信號中采集能量，具有創新低功耗IoT感測設計的潛力，用于系統自動化溫度監控，預防性維護等應用的濕度/溫度/液位水平監控，及分析物聯網世界的海量數據，解決物聯網感測設計的挑戰。安森美半導體還將持續擴展傳感器產品系列，滿足快速興起的物聯網市場的感測需求。