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RFID加EEPROM可以让物联网变得简单吗

物联网(IoT)没有体现出短暂盛行的迹象,估计十年内将会有规律地呈现越来越多互相联接的事物。这不够为奇,由于我们赓续想象探求使用技巧去服务的新措施,并开拓新旧技巧的全新利用。而每个新利用都邑向收集添加许多端点,使IoT日益变大年夜。

该趋势从今朝在应用的、在大年夜部分RF频谱中运行的不合无线技巧的激增可见一斑。它们大年夜多包孕在工业、科学和医疗(ISM)定义下的免授权频段,平日仅扫除可能归为电信的利用。

让生活更舒适

涉及的大年夜量IoT端点,纵然不是数千亿,也可能高达数百亿,使调试和掩护环节面临着寻衅。假设我们不是为下一代创造了一个伟大年夜的废料治理问题,这些设备都将运行多年,是以在设计时必要适当地斟酌掩护和维修。

使这一后勤问题繁杂化的是许多IoT端点资源异常低,其所供给的掩护水平可能不支持相对较高的现场掩护资源。根基举措措施的资源也必须尽可能地低落,是以采纳免授权的无线规划。

以致相对较小的工厂也可能很快会有成千上万的IoT端点,是以不难理解为什么网状收集技巧已成为首选的局域网拓扑。它支持远程监视和掩护每台设备,还供给收集中必然程度的冗余,由于网状拓扑能够遭遇那些可能由无线电滋扰引起的重大年夜中断或某些端点的总故障。

IoT中另一种盛行的拓扑,尤其针对位于远程区域的传感器,是低功耗广域网(LPWAN)采纳的星型收集。这些收集优先斟酌范围和低功耗而非有效载荷,平日支持异常短的传输而不是长间隔传输,可能仅限天天传输一次。是以,它们平日最适用于不受延迟影响的事情数据。

收集拓扑的选择险些将完全取决于利用,只管端点的财务资源可能相对较低,但其可能供给很紧张的数据。一些阐发师预计,LPWAN的代价将在短短几年内达500亿美元,该数字基于设备及其供给的办事的总代价。

当现场端点发生故障时,险些弗成避免地必要对其进行修复。假如不能经由过程收集远程进行,则必要出车维修,这必要维修工程师前往现场并尽可能快而高效地办理问题。

一旦到达现场,问题可能会增添,由于很有可能端点无法经由过程物理或电子要领造访。纵然端点易于造访,工程师可能也很难弄清为何它无法正常事情,由于端点的设计可能基于单个系统单芯片(SoC)。今朝的集成度使这种环境变得越来越普遍。

针对IoT的两个'E'

电子行业办事的所有领域都在本地存储有关设备活动的数据,这比物联网存在的光阴更久。使用非易掉性存储器记录数据已被确立为记录关键系统信息的一种有效规划。存储在非易掉性存储器中的数据可让您深入地懂得设备的运行要领及其为何会竣事事情。它们还被广泛用于存储功能参数、校准数据,以及可能必要按期更新、在断电时却可保留的其他类型信息。

这种活动对基础的存储技巧孕育发生了伟大年夜的压力,由于它要求极度的历久性,且高于某些盛行的存储器(例如闪存)所供给的历久性。是以,优选的技巧是EEPROM

在某些利用中,在正常事情时代继续写入EEPROM并不少见,这推动了对可遭遇数百万次读写周期而不会呈现故障的存储技巧的需求。这不包括可能仅能支持100,000个周期或更少的编程和擦除持久性的其他类型的存储器。

现在,经由过程在单个器件中集成EEPROM存储和RFID联接,纵然呈现电源故障或完全断电的环境,工程师也可以经由过程设计IoT端点,使其存储事情数据并与办事工程师通信。这出现了办事和掩护的全新典型,并且完全适用于IoT(见图1)。

Tablet/Phone:平板电脑/手机

RF Reader/Writer:RF读写器

LED TV:LED电视

Motor Trim from EEPROM:EEPROM调节电机

MCU:微节制单元

Adjustable Current Regulator:可调的电流调节器

TV Trim from EEPROM:EEPROM调节电视

Trim parameters, diagnostic data, remote maintenance:调剂参数、诊断数据、远程掩护

图1:将支持RFID的EEPROM添加到IoT端点,将为几十亿台设备的调试、维修和掩护供给一个新的维度

大概更紧张的是,所评论争论的规划将无线联接的操作间隔从不到10厘米(这是无源RFID的范例值)扩展达150厘米。这确切地将无源RFID在IoT中的利用前进到新的维度。纵然系统没有上电,也能应用RFID在1.5m的间隔上读写数据到EEPROM,将赞助工程师在支配现场之后,更经济高效地调试、掩护、维修和修复端点。

独特的规划

安森美半导体开拓的N24RF系列RF EEPROM集成了一个相符ISO 15693 / ISO 18000-3 Mode 1标准的RF收发器,以及4、16或64 kbit的EEPROM存储器,采纳8引脚SOIC或TSSOP封装。它供给200万次编程、擦除周期,具有200年的数据保留能力,且可在-40至+ 105°C的温度范围内事情。

该器件应用无源RFID,是以不依附外部电源。取而代之的是,它的所有电力都在连接到一个外部线圈天线时得到。该器件被归类为高频(HF)RFID,在13.56 MHz的载波频率下运行,使其能够以低速(1.65 kbit / s)和高速(26.48 kbit / s)与RFID读卡器进行通信,最高可达53 kbit / s的快速指令。它是无源RFID实施的独特措施,可在1.5m的间隔内实现这一目标。

纵然电路的另外部分断电或呈现故障,应用无源RFID也可以扣问IoT端点以规复故障后的紧张数据记录。它还支持空中更新(OTA)校准或操作参数,同时端点仍在运行。芯片间通信应用I2C总线实施,主机处置惩罚器在正常操作时代能从该器件读取和写入,从而使校准或操作参数能在现场更新而不中断办事。

N24RFxx器件应用Reader Talks First(RTF)技巧,当经由过程感应耦合施加电磁场时,该器件将被唤醒。它供给更广的范围,意味着工程师能够查询可能难以靠近的IoT端点例如灯具,仅需应用位于该灯具下方的RFID读卡器就可实现。

安然特点包括64位独一标识符(UID),以及支持多个32位密码,并具有针对不合存储扇区的定功能。(在选定的器件中)另一个特点是电压输出引脚,可供给足够的电能以支持零丁的超低功耗微节制器。

总结

在许多必要高历久性和履历证的数据保留利用中,EEPROM广泛用于数据记录和参数存储。经由过程添加RFID功能,可在1.5米的间隔无线、安然地造访相同的数据,从而为IoT端点设计供给了一个新的维度。

责任编辑:ct

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