由于我們?cè)谝膺@些東西，因此我們自然想確保對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控。 如果條件不變，那對(duì)資產(chǎn)查看一次就可放心，在以后返回查看時(shí)，資產(chǎn)仍在那里處于相同的狀態(tài)。 多么簡(jiǎn)單的事？但資產(chǎn)是如此多樣化，可能會(huì)老化、褪色、移動(dòng)或被移動(dòng)。 它們的環(huán)境可能有意或無(wú)意地發(fā)生變化。 它們可能放錯(cuò)了位置，例如晚上您將鑰匙放在鞋中，第二天準(zhǔn)備好出門(mén)時(shí)，卻忘記了鑰匙放在哪里，然后把房子翻個(gè)底朝天來(lái)尋找，或是將做手術(shù)時(shí)使用的設(shè)備忘在了手術(shù)室。

 

然后是“假設(shè)”的情況，例如度假歸來(lái)發(fā)現(xiàn)地下室被水淹沒(méi)了，或者想知道早上離家去上班后是否忘關(guān)車(chē)庫(kù)門(mén)。 同樣重要的是，我們想知道需要定期護(hù)理的親人是否安全。不那么嚴(yán)重但也許同樣重要的是，知道剛從超市的冷凍區(qū)域中拿的冰淇淋在運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)融化和再凍結(jié)，這將令人放心。 仔細(xì)想想，有太多與資產(chǎn)相關(guān)的問(wèn)題可能需要我們注意。 

 

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）提供了一個(gè)平臺(tái)，可通過(guò)使用“智能”技術(shù)進(jìn)行資產(chǎn)監(jiān)控來(lái)幫助解決這些問(wèn)題。這不僅省去了常規(guī)的外表檢查，還增加了情報(bào)的新維度。例如，使用基于加速度計(jì)設(shè)計(jì)的資產(chǎn)跟蹤器，可記錄運(yùn)輸箱是否掉落、振動(dòng)或只是被重重地扔進(jìn)卡車(chē)的后部。其他傳感器可提供不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，如精致的溫室植物已缺水多長(zhǎng)時(shí)間。位置是個(gè)用于監(jiān)控的主要參數(shù)，在對(duì)象移入或移出預(yù)定義地理區(qū)域時(shí)可生成警報(bào)。溫度感測(cè)是另一種流行的服務(wù)，例如，它可用于檢測(cè)對(duì)溫度敏感的藥物在存儲(chǔ)或運(yùn)輸過(guò)程中是否暴露于極端溫度下。以這種方式進(jìn)行的資產(chǎn)監(jiān)控通常需要一周7天、一天24小時(shí)不間斷地進(jìn)行。

 

無(wú)線技術(shù)賦能智能IoT傳感器

 

資產(chǎn)定位是該應(yīng)用領(lǐng)域的重要組成部分。 Markets and Markets預(yù)測(cè)，到2025年，實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)將以24.8％的增長(zhǎng)率達(dá)到103億個(gè)。 從本質(zhì)上講，這些智能傳感器必須很小，并與資產(chǎn)本身位于同一位置。這就必然需要使用低功耗集成電路來(lái)提供智能和無(wú)線技術(shù)，以提供必要的網(wǎng)絡(luò)通信。 如今還輔以一些技術(shù)用于資產(chǎn)監(jiān)控中，包括GPS用于位置檢測(cè)，射頻識(shí)別(RFID)用于資產(chǎn)識(shí)別。 但是，這些技術(shù)在資產(chǎn)監(jiān)控應(yīng)用中面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)，因?yàn)镚PS耗電大，而RFID的傳輸距離極短并需要昂貴的讀取器，且這兩種技術(shù)都不太支持動(dòng)態(tài)傳輸或充分跟蹤資產(chǎn)所需的環(huán)境信息。

 

關(guān)于閱讀器，我們可使用各種標(biāo)準(zhǔn)的局域網(wǎng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線回程，這些技術(shù)包括Wi-Fi®技術(shù)、藍(lán)牙低功耗和專(zhuān)有的RF協(xié)議。 超寬帶是種相對(duì)較新的技術(shù)，超寬帶技術(shù)可能會(huì)日趨流行，而蜂窩聯(lián)接提供廣域網(wǎng)。

 

這些技術(shù)中的每一種都有其自身的優(yōu)勢(shì)，但要找到在數(shù)據(jù)速率、無(wú)線傳輸距離和電池使用壽命之間合適的組合可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。 平衡所有這些需求的一項(xiàng)技術(shù)是藍(lán)牙低功耗。這在很大程度上要?dú)w功于其無(wú)處不在的普及率，導(dǎo)致了包括智能手機(jī)和平板電腦在內(nèi)的廣泛的客戶(hù)端選擇。 這許多客戶(hù)端甚至支持多個(gè)無(wú)線電接口，這意味著它們可用作云網(wǎng)關(guān)。我們已實(shí)現(xiàn)了這樣一些好處：如功能“找到我的配置文件(FMP)”是藍(lán)牙低功耗通用屬性配置文件(GATT)的一部分，它具有實(shí)實(shí)在在的好處，例如啟動(dòng)警報(bào)，如由資產(chǎn)發(fā)出聲音，便可定位到資產(chǎn)。 

 

推動(dòng)資產(chǎn)管理的主要趨勢(shì)

 

藍(lán)牙低功耗在資產(chǎn)監(jiān)控方面更具吸引力的原因在于，它支持固有的便攜式設(shè)備，并且不用連接到線性電源。得益于超低功耗方案，紐扣電池和甚至能量采集現(xiàn)已成為流行電源，用于基于藍(lán)牙低功耗的智能資產(chǎn)跟蹤傳感器。 這些邊緣節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)者面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是這些設(shè)備需要可靠、連續(xù)且長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，以收集和傳輸數(shù)據(jù)。確切的事實(shí)是這些設(shè)備不能關(guān)閉！

 

新冠肺炎(COVID-19)大流行期間的兩個(gè)主要趨勢(shì)是感染測(cè)試和接觸者追蹤。 通常通過(guò)核酸擴(kuò)增測(cè)試（鼻拭子）或血清學(xué)（血液樣本）進(jìn)行測(cè)試。 然后需要將樣本（在這種情況下為資產(chǎn)）發(fā)送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行處理。 如果在將樣品運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室的過(guò)程中，資產(chǎn)跟蹤傳感器中的電池出現(xiàn)故障，則可能會(huì)使樣品不可靠。同樣，如果在公共場(chǎng)合佩戴接觸追蹤器，則該設(shè)備需要連續(xù)監(jiān)控佩戴者與他人的互動(dòng)及接近度。

 

 

通常，資產(chǎn)監(jiān)控方案需要最大程度地延長(zhǎng)電池使用壽命，支持監(jiān)控資產(chǎn)的傳感器接口，啟用友好的開(kāi)發(fā)環(huán)境，以盡可能縮短產(chǎn)品上市時(shí)間并且價(jià)格合理。
 

安森美半導(dǎo)體的RSL10藍(lán)牙低功耗系統(tǒng)單芯片(SoC)完全符合資產(chǎn)跟蹤方案的所有四個(gè)重點(diǎn)要求。 RSL10最為耀眼的一方面是持久的電池使用壽命，因?yàn)樗菢I(yè)界功耗最低的藍(lán)牙低功耗無(wú)線電，在深度睡眠模式下功耗僅為62.5 nW。 這種低功耗工作意味著它非常適合低占空比資產(chǎn)跟蹤應(yīng)用，在這類(lèi)應(yīng)用中，設(shè)備大部分時(shí)間都處于深度睡眠模式。

 

RSL10是可配置的，因此可針對(duì)不同的應(yīng)用需求優(yōu)化其功能。 這可能涉及優(yōu)化發(fā)射功率、內(nèi)存保持(RAM retention)或支持不同的聯(lián)接模式。 在典型的應(yīng)用中，RSL10基于單顆CR2032電池可運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)10年，用于任何資產(chǎn)跟蹤方案都綽綽有余。

 

超低功耗只是RSL10的最大優(yōu)點(diǎn)。 它還集成了一系列全面的模擬和數(shù)字接口(ADC，GPIO，I2C，SPI和PCM)。 這使其可與用于信標(biāo)和資產(chǎn)方案的最精確的傳感器聯(lián)接并對(duì)其進(jìn)行控制。雖然無(wú)線電對(duì)數(shù)據(jù)傳輸很重要，但傳感器需要讀取資產(chǎn)跟蹤器周?chē)沫h(huán)境條件。 RSL10的多功能性適應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙低功耗協(xié)議棧的個(gè)性化資產(chǎn)跟蹤器，以及通過(guò)藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)互連的節(jié)點(diǎn)，適用于解決任何資產(chǎn)跟蹤挑戰(zhàn)。

 

高度集成的藍(lán)牙低功耗傳感器方案

 

RSL10還含兩個(gè)可編程內(nèi)核，可用于做決策和配置選擇。 我們可將Arm®Cortex®-M3處理器配置為監(jiān)控傳感器數(shù)據(jù)，控制聯(lián)接并管理電源模式，以確保系統(tǒng)始終盡可能高效地工作。這涉及在功耗和傳感器響應(yīng)率之間找到適當(dāng)?shù)钠胶狻?Arm Cortex-M3處理器使用計(jì)時(shí)器和中斷器或電平檢測(cè)來(lái)管理數(shù)字接口，以連續(xù)或定期讀取數(shù)據(jù)。第二個(gè)內(nèi)核-LPDSP32處理器-可以運(yùn)行算法來(lái)處理傳感器數(shù)據(jù)，可能使用輕量級(jí)的人工智能來(lái)做出實(shí)時(shí)信號(hào)處理決策，而無(wú)需將數(shù)據(jù)發(fā)送到云。集成AES-128加密引擎和軟件分層也確保系統(tǒng)安全性。

 

圖2：RSL10框圖

 

資產(chǎn)管理開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)

 

資產(chǎn)管理可實(shí)現(xiàn)如此多的可能性，安森美半導(dǎo)體提供完整的開(kāi)發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，為基于RSL10設(shè)計(jì)超低功耗資產(chǎn)跟蹤或監(jiān)控應(yīng)用提供靈活性。

 

圖3：RSL10資產(chǎn)管理生態(tài)系統(tǒng)

 

RSL10由一系列全面的工具和平臺(tái)支持，簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程，使開(kāi)發(fā)人員可迅速把方案投放市場(chǎng)。 這些開(kāi)發(fā)工具支持通過(guò)CMSIS-Pack范例快速開(kāi)發(fā)軟件，示例項(xiàng)目使開(kāi)發(fā)人員快速入門(mén)。 這包括對(duì)空中固件升級(jí)(FOTA)更新、移動(dòng)(安卓和IOS®)應(yīng)用程序的支持，以及對(duì)各種開(kāi)發(fā)環(huán)境包括Eclipse®IDE、IAR Embedded Workbench®IDE和Arm Keil®嵌入式開(kāi)發(fā)工具的支持。

 

圖4：RSL10 CMSIS-Pack架構(gòu)

 

基于RSL10的平臺(tái)和開(kāi)發(fā)硬件充當(dāng)啟動(dòng)板用于各種應(yīng)用場(chǎng)景，包括：

 

• 使用Arduino®板（QFN和SIP封裝）的通用評(píng)估

• 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（RSL10 Mesh平臺(tái)）

• 傳感器開(kāi)發(fā)（RSL10傳感器開(kāi)發(fā)套件，藍(lán)牙低功耗IoT開(kāi)發(fā)套件和溫度傳感器信標(biāo)）

• 能量采集（RSL10太陽(yáng)能電池多傳感器平臺(tái)，能量采集藍(lán)牙低功耗開(kāi)關(guān)）。

 

在交鑰匙方案方面，安森美半導(dǎo)體的技術(shù)合作伙伴已以我們的RSL10傳感器開(kāi)發(fā)套件為模型開(kāi)發(fā)出了高度可定制的、低功耗信標(biāo)和標(biāo)簽的完整產(chǎn)品組合。這些方案提供豐富和創(chuàng)新的功能，包括各種環(huán)境傳感器、安全性增強(qiáng)和定位。 這些受支持的功能可在硬件平臺(tái)中一起實(shí)現(xiàn)，也可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)。

 

圖5：Tatwah的基于RSL10的標(biāo)簽和信標(biāo)

 

有了所有這些工具，就可選用最合適的工具以加速資產(chǎn)跟蹤或監(jiān)控應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。

 

更高的集成度可降低物料單(BoM)成本

 

在確定任何產(chǎn)品的商業(yè)可行性時(shí)，通常關(guān)注BoM中各組件的總成本，以及構(gòu)建/測(cè)試/運(yùn)輸?shù)闹苯映杀尽?結(jié)論通常是一樣的： BoM和裝配成本越低，潛在的獲利能力就越高。這種方法當(dāng)然有優(yōu)點(diǎn)，但也有缺陷。

 

更具整體性的方法還考慮了更抽象的因素。 在資產(chǎn)跟蹤方案中，延長(zhǎng)電池使用壽命有利于提高經(jīng)濟(jì)底線，因其將更換、系統(tǒng)停機(jī)、服務(wù)和維護(hù)的成本降至最低。 更長(zhǎng)的使用壽命還增加了資產(chǎn)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的使用壽命，這對(duì)投資回報(bào)率產(chǎn)生積極影響。

 

如今同樣重要的是，較長(zhǎng)的電池使用壽命，不用像一次性電池那樣需頻繁更換，從而最小化對(duì)環(huán)境的影響，支持對(duì)社會(huì)負(fù)責(zé)。 能量采集將這提升到一個(gè)新的水平，因?yàn)闆](méi)有浪費(fèi)電池。 RSL10的功能使其成為這些優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵推動(dòng)力，這意味著它不僅限于藍(lán)牙低功耗無(wú)線電。它的雙核、多協(xié)議架構(gòu)具有高度可配置的數(shù)字接口，可支持各種傳感器和換能器，這意味著單個(gè)器件可替代制造資產(chǎn)跟蹤器所需的許多元器件。 使用單個(gè)器件可合并生產(chǎn)成本，同時(shí)提供的廣泛開(kāi)發(fā)支持可將資產(chǎn)管理方案投放市場(chǎng)所需的設(shè)計(jì)成本降至最低。

獲利能力還取決于產(chǎn)品質(zhì)量，更廣義地講，取決于所選元器件。 汽車(chē)和醫(yī)療市場(chǎng)在這方面的要求可能是最嚴(yán)格的。安森美半導(dǎo)體在服務(wù)這些市場(chǎng)方面擁有悠久的歷史，創(chuàng)建卓越的方案，滿足最嚴(yán)格的質(zhì)量要求。隨著市場(chǎng)開(kāi)始吸引新進(jìn)入者，具有高品質(zhì)的資產(chǎn)跟蹤方案自然會(huì)脫穎而出。 對(duì)于醫(yī)療IoT應(yīng)用尤其如此，需要在臨床和家庭環(huán)境中對(duì)患者生物特征進(jìn)行安全可靠的監(jiān)控，以確保患者獲得積極正面的治療效果。

 

每個(gè)人或企業(yè)都不可避免的放錯(cuò)、丟失或被竊取有價(jià)值的東西。 即使是那些幸運(yùn)的沒(méi)有這種經(jīng)歷的人或企業(yè)也將大大受益于資產(chǎn)跟蹤技術(shù)。 知道我們的物品安全并且可正常工作，或者在它們不安全或不能正常工作時(shí)我們能收到狀態(tài)通知，從而采取必要的措施。最終，使我們對(duì)所在意的資產(chǎn)放心。

（來(lái)源：安森美半導(dǎo)體，作者：Mike Picheca，安森美半導(dǎo)體信號(hào)處理、無(wú)線和醫(yī)療分部市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)和應(yīng)用工程經(jīng)理）