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                                                                  AG女郎冲田杏梨_能量收罗技能助力家产无线传感器收集(一)

                                                                  日期:2018-04-30 01:26:11编辑作者:AG女郎冲田杏梨

                                                                  电机无处不在
                                                                    电机在家产情形中的应用异常普及。很多专家预计,家产电机总体拥有本钱很是复杂,耗损工场总能耗90%以上的能耗。固然当代电机服从已经被晋升到90%至95%,但优化电机体系的事变还可以节减20%以上的能耗。用于电机检测、维护和节制的无线传感器收集也已就位。
                                                                    
                                                                  很多无线传感器收集可以充实操作电机发生的机器能(因为振动)和热能(因为发烧),并且凡是可以在无需电池的环境下转换这种能量,进而驱动无线传感器收集。EnOcean公司计划的ESK 300第一版868MHz无线能量收罗开拓套件充拭魅展示了EnOcean的能量收罗和超低功耗无线技能(图4)。这个开拓套件有两个用于开关的电念头器式按键发电机和一个太阳能供电的温度传感器。由自供电的传感器发送的动静可以被USB适配器吸取,并通过DolphinView Basic电脑软件实现可视化。


                                                                  能量采集手艺助力家当无线传感器网络(一)



                                                                  图4:EnOcean公司计划的ESK 300第一版868MHz无线能量收罗开拓套件充拭魅展示了EnOcean的能量收罗和超低功耗无线技能。

                                                                   带按键无线发射模块可以无需电池就实现无线长途节制。重要应用包罗安装在墙上且有一两个摇臂的扁平摇臂开关以及拥有多达4个独立按键的手持式遥控器。套件中为线性行为计划的ECO 200能量转换器可以用来给PTM 330无线模块供电。每次行为输出的能量足以发射3条动静,而且自由场范畴可达300米。在构筑技能和家产自动化中的微型开关和传感器将成为也许的应用。
                                                                    

                                                                  EnOcean同盟环绕低功耗能量收罗无线技能建设了一个生态体系,并将它建立为可一连的构筑与家产自动化环球尺度。这种生态体系支持差异的终端产物基于ISO/IEC 14543-310尺度实现互操纵。
                                                                    

                                                                  低压升压器模块可用于放大较低的能量收罗电平,以支持也许的无电池操纵,好比Advanced Linear Devices公司的EH4205。这种自启动模块通过70mV至4V的能源发生能量,而罗致的输入功率低至230μW,因此可以支持从电磁感到线圈和TEG网络能量。
                                                                    

                                                                  EH4205的标称输入阻抗是50Ω,功能为52%,事变温度范畴是0℃至70℃。它可以将输入能量转换为直流或交换电压。EH4205具有就寝成果,平常处于零功耗状态,直到所连能量源的输入酿成有用才将它叫醒,然后累积能量,只要能量源提供电力,它就一向事变下去。
                                                                    

                                                                  典范的商用低压升压器模块要求至少300mV阁下的输入驱动才气事变。固然一些现有的低压模块也可以在约100mV事势情,但它们不能满意来自TEG和光电元件等能源实现能量收罗传感到用的要求,由于它们的典范输出功率约在4μW至40μW的单元数和两位数范畴内。
                                                                    

                                                                  凌力尔特公司提供的种类普及的超低功耗模块可用于压电和光伏能源以及TEG的能量收罗应用。它们包罗LTC3588-1/2压电能量收罗电源方案、LTC3108/9 TEG和LTC3105太阳能400mA升压型DC-DC转换器,后者具有最大功率点节制并能以250mV的输入启动(图5)。

                                                                  能量采集手艺助力家当无线传感器网络(一)


                                                                   图5:凌力尔特科技公司提供的种类普及的超低功耗模块可以用于来自压电和光伏能源以及TEG的能量收罗应用。

                                                                    Dust Networks公司本年推出的Eterna收发器芯片实现了IEEE 802.15.4e。与体系级芯片(SoC)团结在一路,这种第二代产物的功耗要比其更换的第一代产物低50%,从而建立了该公司在家产无线传感器收集规模中的率领职位(图6)。Dust Networks公司称,基于其Eterna技能的这款产物的功耗是竞争产物的约八分之一,,这意味着它们的行使时刻长8倍,纵然它们由电线供电,其“绿色”程度也能跨越8倍。(无线传感器收集群:8044196)


                                                                  能量采集手艺助力家当无线传感器网络(一)



                                                                  图6:Dust Networks第二代Eterna收发器芯片的功耗要比前一代产物低50%。Eterna技能芯片的功耗是竞争产物的八分之一,因此一连行使时刻长8倍。

                                                                    并不是全部无线收集收发器芯片都计划为事变在很长间隔,并能在厂房外部事变。很多芯片是为短间隔通讯计划的,可以用于工场内的家产情形和制造办法,以实现工场车间装备之间的通讯。很多这样的收发器是紧凑、超低功耗器件。它们也行使Wi-Fi (IEEE 802.11)和ZigBee (IEEE 802.15.4)通讯协议,可以事变在免容许的2.4GHz家产、科学和医疗(ISM)频段。也有的芯片行使蓝牙协议(IEEE802.15.1)。
                                                                    这些芯片包罗:升特公司(Semtech)的SX1231J、California Eastern Labs的ZiC2410、Silicon Labs公司的Si446x EasyRadioPro、亚德诺半导体公司(ADI)的ADF7023-J以及德州仪器(TI)的C2500。Si446x“将GHz以下无线技能带入了窄带机能和功能的新程度。”Silicon Labs公司副总裁兼总司理Mark Thompson暗示。Si466x在就寝模式仅耗损50nA电流,因此很是得当带能量收罗成果的电池供电无线传感器收集行使。
                                                                    Banner Engineering公司的SureCros Q45收发器是最近推出的一种无线尺度光电传感器办理方案,其被计划用于节制与监督应用(图7)。操作其专有的电源打点电路,可让两节可替代AA锂电池一连事变5年时刻,详细取决于所用的传感器和应用种类。

                                                                  能量采集手艺助力家当无线传感器网络(一)


                                                                  图7:Banner Engineering公司推出的这种独立型SureCros Q45光电传感器收发器,电源打点电路可以使两节AA锂电池一连事变长达5年时刻。

                                                                  无线传感器收集的安详性

                                                                    智妙手机僻静板电脑等先辈的人机界面(HMI)装备使得家产无线收集的节制变得越发轻易和越发简朴。但存在着某些故意和很多有时的收集进攻风险,除非采纳足够的掩护法子,不然这些进攻有也许使工场的运转彻底失灵。
                                                                    在本年2月到4月时代,收集安详公司Cyberti的人员超过近4000英里的旅程去搜查IEEE802.11 a/b/g/n无线传输,首要是探求电源节制体系提供商的组织独一标识符(OUI)。这些OUI由收集装备提供商、节制体系硬件供给商所应用。
                                                                    Cyeberti公司的研究表白,OUI和完备的介质会见节制(MAC)地点纵然在最安详的安详装置中也常常得不到掩护。Cyberti配合首创人、首席安详官Matthew E.Luallen告诫说,像Modbus、EtherNet/IP、PCCC、DNP3和ICC P等节制体系协议自己是没有认证的,这使得黑客可觉得所欲为,因此在未受掩护或掩护机能较差的无线收集上,数据应该与节制体系MAC地点关联起来。
                                                                    Luallen增补道,便携式装备可以通过缓存的长途会见证书和装备上存储的应用措施作为受掩护节制基本办法的切入点。无线装备也可以设置为IEEE 802.11无线收集和蜂窝收集之间的多种宿主,从而形成不须要的互联网网关。
                                                                    “便携式电子装备必然不能被当成锤子或扳手之类的器材。这些装备保存着有关节制体系情形的信息,假如放在不能信赖的人手里,也许造成特另外危险。不管装备是传统的条记本电脑、iPhone、iPad照旧HART通讯器,作为器材都也许包括通讯点、标签、设置参数、逻辑、框图、蓝图以及有关情形的细节等可以被技能高妙的黑客操作的内容。”Luallen暗示。
                                                                    “起首,人们必需观测行使可以或许自由会见节制体系的移动装备可以或许真正带来几多晋升出产率和低落本钱的甜头。”他增补道。Luallen还暗示,不该应承传统斲丧型手机或平板电脑举办节制体系的长途会见。“假如你真切地担忧存在的收集风险,那么在做任何有也许增大进攻面的事之前都应该三思而行。大概风险确实比现实的出产率进步要大。”

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