来源:电子工程专辑
网络传感器正越来越多地进入被营销人士称为物联网的各种应用。在物联网的核心,绝对主角就是这个小模块--整合了某类传感器和通信功能或许还有少量存储器和计算能力的一个小模块。
IBM采用初创公司Dust Networks(近被凌力尔特收购)的网络技术设计的一个小模块就是个例子。
在没有半导体的地方--从液压泵到手表、到棋盘游戏再到绷带,这个小模块就粉墨登场。
事实上,应用的疆域几乎无远弗届。在今年早些时候世界移动通信大会上所做的主题演讲中,AT&T的首席执行官Ralph de la Vega就谈到用无线传感器网络来测量农田含水量(为自动灌溉系统)和垃圾箱是否已装满(为垃圾车计算有效的路线)。
“如果你思索我们的未来,那可以想一想垃圾和泥土,那是因为那里埋着黄金。”他打趣地说。
追求从这些应用获益的芯片制造商包括几乎所有的微控制器制造商,以及诸如美信和德州仪器等模拟公司,以及专耕细分市场的Ember等公司。
从蓝牙到ZigBee等一些无线网络技术都在寻求在这一领域的话语权。争论的热点之一是:当今的互联网协议是否适合这些工作?或是否需要专门的节能技术。目前,“当今的互联网协议”和“专门的节能技术”都在使用或开发中。
各方同意,终目标是在尽可能小的模块内,提供尽可能多的智能--而前提是可以将哪些微能量收集或存储到通常要求必须维持多年的微型电池内。
智能城市
飞利浦的CityTouch室外市政灯光自动控制系统(如下截图所示),用在布拉格和伦敦的Croydon和Lewisham区。
Streetline Networks利用传感器和初创公司Dust Networks的网状网网络技术创建了一个可跟踪可用停车点的系统。该系统现用在好莱坞和加利福尼亚州的Sausalito,它在人行道上埋入了传感器。
智能工厂
Endress+Hauser Process Solutions 公司(瑞士)采用Dust的技术为过程自动化系统创建了一款无线网络适配器,包括一个超声波液位发送器、一个流量计和一个温度发送器。
瑞典吕勒奥理工大学的研究人员为Kamstrup计热表和西门子阀门研制了IPv6无线传感器节点(下)以在区域供热网络中实施测量并供热。
智能建筑
终将每个家庭和办公室内的电表接在一个分布式网络上的概念吸引了芯片、软件和网络巨头和初创企业,当然也使所有现有的仪表制造商趋之若鹜。在将电表连到家庭区域网的过程中,ZigBee赢得先机,目前已用在超过一百万的智能电表中。但下一代电表预计采用智能能源规约2.0(Profile 2.0),除ZigBee外,还包括基于HomePlug电力网络和Wi-Fi的可选实现。
同时,在将智能电表与上游公用事业网连接时,关于是采用电力线网络、还是应用中的Wi-Fi新变种、亦或蜂窝网以及虽可用但尚未充分利用的WiMAX频谱和服务的辩论仍如火如荼。
随着辩论的进行,人们在从业内机构寻购各种原型,包括这款采用美信的G3-PLC标准和芯片的智能电表样机。明天的智能建筑需要大量的其它产品填补空白。例如,飞利浦和其他公司在进行智能照明系统的工作。
另一个例子来自初创公司Vigilent,它已为对能耗敏感的数据中心量身打造出一种能量管理系统和分析服务。该设计采用基于Dust技术的无线传感器。
智能医院
电子智能以许多形式进入医院,从外科手术机器人到所谓的“治愈环境”,飞利浦位于荷兰Eindhoven的实验室正在进行此项研究。飞利浦的目标是减缓患者对已知疾患(如癌症的PET-CT扫描)所产生的焦虑和压力,其作法是创建一个使用特殊的灯光、音乐和视频的自动化诊疗室,以创造一种舒缓的环境。飞利浦通过整合其在照明、医疗和消费部门的能力,也在将类似想法用于普通病房和需更多看护的治疗室。网络化功能包括一种智能徽章,它可以在医护人员进入房间时,将其名字投射在墙壁上。
联网的车辆
有朝一日,汽车将成为行驶中的互联网节点。有些汽车已经通过各种音频、视频和GPS子系统连至网络。使这种能力成为明天汽车的标准功能还需做更多工作,并增加它们能支持设备的数量和种类。
QNX保时捷卡雷拉概念车在今年的消费电子展上作为一个连接汽车的例子吸引了观众的眼球。它采用德州仪器的OMAP 4处理器和WiLink组合芯片(以及其他器件)以操控其信息娱乐系统、个人导航和各无线功能。
其中,NXP提供的芯片用于eBike的电动摩托车,可以通过智能手机远程监测,甚至启动。
联网的绷带
初创公司Isansys的CEO Keith Errey,展示了其Lifetouch心电图监护仪,它是一系列目前使用的电子绷带和个人显示器之一。Errey帮助创建了Toumaz TechnologyT公司(该公司是该领域的先驱),旨在使他们生产的设备进入医院和诊所,他们初锁定的是英国和印度的市场。
与此类别的许多设备一样,Lifetouch可实时监测各种重要生命体征信号--心率、呼吸、体温和血压等。这种连续的数据供给提供了一次性测量无法提供的对生命体征的更深了解,开启了“一个全新的身体知识领域,”Errey说,“在正常环境下,我们从未能够足够经济地做到这点。”
《至尊神探》2012
这不是《至尊神探》手表--上世纪30年代的连环漫画英雄戴在手腕上用于举行视频会议的小工具;而是今天的某种物联网类设备,功能与其非常接近。
卡西欧G-Shock使用Nordic Semiconductor的蓝牙芯片,以将数据载入附近的智能手机。
这款手表售价低于200美元,具有电子邮件告知和文字提示,一款纽扣电池可维持工作两年。
多花几美元,就可以得到MotoActv,一款摩托罗拉设备--采用TI的OMAP 3和WL1271L无线组合芯片--其中包括MP3播放器、FM收音机和GPS。它支持在精致的小产品开发者中流行的蓝牙、Wi-Fi和ANT +协议。
电子健身热潮
一群不满意目前将技术用于运动领域方式的运动员成立了初创公司--4iiii,以拓展把电子技术用于该领域的疆域。
由它研制的Sportiiis头戴显示器装在用户的眼镜上,通过ANT+可连接多达7个传感器,传感器可放在运动员周围或其所用的器械上。该设备提供LED告知灯并能对语音命令做出响应。它只是日益增多的联网健身小玩意中的一种。
4iiii的CEO Ian Andes在其数字化自行车上演示了这款设备。
智能家居监视器
未来的家庭将拥有它自己的平板电脑,从中可以监视越来越多的数字化、网络化的传感器集。 Ember的ZigBee芯片用于一款运行iControl软件的平板电脑。该IControl OpenHome平台管理安全和其他家庭自动化系统,其针对的客户包括想要使其网络扩展进家庭的宽带服务提供商。
LS Industrial Systems设计了LSMKE D1家用显示器来追踪能耗和废气排放。它也可作为一个MP3播放器和数码相册,用它还可了解天气预报。
它采用ZigBee网络和TI的CC2530 SoC及CC2591 2.4 GHz射频芯片。
甚至不起眼的温控器都变成了一种网络设备,可从任何Web浏览器对其进行访问。由苹果iPod的发明者Tony Fadell和其在Nest的新团队开发的Nest Learning Thermostat (上),使用6个内置传感器以检测光、运动和更多参量。
该装置根据其内置TI Sitara(基于ARM Cortex-A8)处理器检测到的模式,可自动优化对加热和冷却系统的使用。它连接到家庭Wi-Fi和ZigBee网络。
网络化远程控制
随着电视智能化网络化的趋势,不起眼的遥控也变得智能化和网络化。智能电视将内置通过Wi-Fi连接家庭网络以及通过蓝牙连接遥控的无线组合芯片,该转变的支持者(Nordic Semiconductor和飞利浦)表示。Nordic的产品经理Thomas Embla Bonnerud显示了该公司的nRFready智能遥控设计。它采用了Synaptics的触摸板以支持手势命令及一个六轴运动加速度计。
年生产8,500万遥控器的飞利浦集团的产品经理Tom Dubil说,从AT&T到Verizon等在内的服务提供商希望遥控器非常能像他们所用的智能手机。从红外到射频的转变使材料成本从几美分增加到近两美元,但此举降低了功率要求并增加了双向互动能力,他说。
室内定位服务
Nokia Research一个基于蓝牙4.0的新的定位扩展协议的研发。这项工作是许多通过有一天会被整合进Wi-Fi设备的技术、旨在将位置感知能力引入商场、展厅和其他大型建筑物的努力的一种。“我们希望把在户外导航已实现的功能,做到室内。”诺基亚无线电系统实验室的首席研究员Fabio Belloni表示。他在硅谷的一个活动中展示了该技术。
游戏也在联网
Sifteo Game Cubes使用专有的低延时、2.4GHz网络支持可以从网上下载的游戏。Sifteo的CEO David Merrill说,这一概念部分得益于施乐帕洛阿尔托研究中心研究员Mark Weiser(1952-1999),他普及了联网“标签”的概念,该概念成为其无处不在的计算远景的一种实现。
每个Sifteo模块都配备了一个运动传感器和一个128×128的彩色显示屏。包括一个充电基座和一个2.4GHz网络电脑加密狗的三件套,售价为149美元。可用它玩15场游戏--一些免费(更多游戏在开发中),这要归功于去年发布的一款开发工具包。
每个灯泡三个芯片
如果NXP如愿以偿,它可以向每支灯泡出售三个芯片。这的确是物联网暴富传奇!下面所示的LED灯可以通过每个灯泡内的NXP收发器、LED驱动器和电源管理芯片实施无线控制。
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