【導讀】安森美半導體的RSL10藍牙低功耗系統(tǒng)單芯片(SoC)完全符合資產(chǎn)跟蹤方案的所有四個重點要求。 RSL10最為耀眼的一方面是持久的電池使用壽命，因為它是業(yè)界功耗最低的藍牙低功耗無線電，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)跟蹤應用，在這類應用中，設備大部分時間都處于深度睡眠模式。
關(guān)于資產(chǎn)有多種定義，也許Merriam-Webster®的定義最簡單：“有價值的物品”。雖然概念很簡單，但資產(chǎn)涵蓋很多方面，從非常簡單明了的有形資產(chǎn)如金錢、食品和醫(yī)療設備，到更抽象的資產(chǎn)如資本投資、知識產(chǎn)權(quán)（IP）和工人安全條件。 在公司層面，它包括庫存、房產(chǎn)和運輸中的貨物。 從更個人的角度來看，甚至可將家犬視為一種資產(chǎn)； 自從帶回家以來每個人都喜歡的東西，也可視為資產(chǎn)。最重要的是，資產(chǎn)是我們在意的。
由于我們在意這些東西，因此我們自然想確保對其進行監(jiān)控。 如果條件不變，那對資產(chǎn)查看一次就可放心，在以后返回查看時，資產(chǎn)仍在那里處于相同的狀態(tài)。 多么簡單的事？但資產(chǎn)是如此多樣化，可能會老化、褪色、移動或被移動。 它們的環(huán)境可能有意或無意地發(fā)生變化。 它們可能放錯了位置，例如晚上您將鑰匙放在鞋中，第二天準備好出門時，卻忘記了鑰匙放在哪里，然后把房子翻個底朝天來尋找，或是將做手術(shù)時使用的設備忘在了手術(shù)室。
然后是“假設”的情況，例如度假歸來發(fā)現(xiàn)地下室被水淹沒了，或者想知道早上離家去上班后是否忘關(guān)車庫門。 同樣重要的是，我們想知道需要定期護理的親人是否安全。不那么嚴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輸過程中不會融化和再凍結(jié)，這將令人放心。 仔細想想，有太多與資產(chǎn)相關(guān)的問題可能需要我們注意。
物聯(lián)網(wǎng)（IoT）提供了一個平臺，可通過使用“智能”技術(shù)進行資產(chǎn)監(jiān)控來幫助解決這些問題。這不僅省去了常規(guī)的外表檢查，還增加了情報的新維度。例如，使用基于加速度計設計的資產(chǎn)跟蹤器，可記錄運輸箱是否掉落、振動或只是被重重地扔進卡車的后部。其他傳感器可提供不同類型的數(shù)據(jù)，如精致的溫室植物已缺水多長時間。位置是個用于監(jiān)控的主要參數(shù)，在對象移入或移出預定義地理區(qū)域時可生成警報。溫度感測是另一種流行的服務，例如，它可用于檢測對溫度敏感的藥物在存儲或運輸過程中是否暴露于極端溫度下。以這種方式進行的資產(chǎn)監(jiān)控通常需要一周7天、一天24小時不間斷地進行。
無線技術(shù)賦能智能IoT傳感器
資產(chǎn)定位是該應用領域的重要組成部分。 Markets and Markets預測，到2025年，實時定位系統(tǒng)將以24.8％的增長率達到103億個。 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提供智能和無線技術(shù)，以提供必要的網(wǎng)絡通信。 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，射頻識別(RFID)用于資產(chǎn)識別。 但是，這些技術(shù)在資產(chǎn)監(jiān)控應用中面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)，因為GPS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，我們可使用各種標準的局域網(wǎng)技術(shù)來實現(xiàn)無線回程，這些技術(shù)包括Wi-Fi®技術(shù)、藍牙低功耗和專有的RF協(xié)議。 超寬帶是種相對較新的技術(shù)，超寬帶技術(shù)可能會日趨流行，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，但要找到在數(shù)據(jù)速率、無線傳輸距離和電池使用壽命之間合適的組合可能是一項艱巨的任務。 平衡所有這些需求的一項技術(shù)是藍牙低功耗。這在很大程度上要歸功于其無處不在的普及率，導致了包括智能手機和平板電腦在內(nèi)的廣泛的客戶端選擇。 這許多客戶端甚至支持多個無線電接口，這意味著它們可用作云網(wǎng)關(guān)。我們已實現(xiàn)了這樣一些好處：如功能“找到我的配置文件(FMP)”是藍牙低功耗通用屬性配置文件(GATT)的一部分，它具有實實在在的好處，例如啟動警報，如由資產(chǎn)發(fā)出聲音，便可定位到資產(chǎn)。
推動資產(chǎn)管理的主要趨勢
藍牙低功耗在資產(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，用于基于藍牙低功耗的智能資產(chǎn)跟蹤傳感器。 這些邊緣節(jié)點的設計者面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是這些設備需要可靠、連續(xù)且長時間運行，以收集和傳輸數(shù)據(jù)。確切的事實是這些設備不能關(guān)閉！
新冠肺炎(COVID-19)大流行期間的兩個主要趨勢是感染測試和接觸者追蹤。 通常通過核酸擴增測試（鼻拭子）或血清學（血液樣本）進行測試。 然后需要將樣本（在這種情況下為資產(chǎn)）發(fā)送到實驗室進行處理。 如果在將樣品運送到實驗室的過程中，資產(chǎn)跟蹤傳感器中的電池出現(xiàn)故障，則可能會使樣品不可靠。同樣，如果在公共場合佩戴接觸追蹤器，則該設備需要連續(xù)監(jiān)控佩戴者與他人的互動及接近度。
通常，資產(chǎn)監(jiān)控方案需要最大程度地延長電池使用壽命，支持監(jiān)控資產(chǎn)的傳感器接口，啟用友好的開發(fā)環(huán)境，以盡可能縮短產(chǎn)品上市時間并且價格合理。
圖1: 對基于藍牙低功耗的資產(chǎn)跟蹤方案的重點要求
安森美半導體的RSL10藍牙低功耗系統(tǒng)單芯片(SoC)完全符合資產(chǎn)跟蹤方案的所有四個重點要求。 RSL10最為耀眼的一方面是持久的電池使用壽命，因為它是業(yè)界功耗最低的藍牙低功耗無線電，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)跟蹤應用，在這類應用中，設備大部分時間都處于深度睡眠模式。
RSL10是可配置的，因此可針對不同的應用需求優(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。 在典型的應用中，RSL10基于單顆CR2032電池可運行長達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。 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和資產(chǎn)方案的最精確的傳感器聯(lián)接并對其進行控制。雖然無線電對數(shù)據(jù)傳輸很重要，但傳感器需要讀取資產(chǎn)跟蹤器周圍的環(huán)境條件。 RSL10的多功能性適應使用標準的藍牙低功耗協(xié)議棧的個性化資產(chǎn)跟蹤器，以及通過藍牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡互連的節(jié)點，適用于解決任何資產(chǎn)跟蹤挑戰(zhàn)。
高度集成的藍牙低功耗傳感器方案
RSL10還含兩個可編程內(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率之間找到適當?shù)钠胶狻?Arm Cortex-M3處理器使用計時器和中斷器或電平檢測來管理數(shù)字接口，以連續(xù)或定期讀取數(shù)據(jù)。第二個內(nèi)核-LPDSP32處理器-可以運行算法來處理傳感器數(shù)據(jù)，可能使用輕量級的人工智能來做出實時信號處理決策，而無需將數(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)管理開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)
資產(chǎn)管理可實現(xiàn)如此多的可能性，安森美半導體提供完整的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，為基于RSL10設計超低功耗資產(chǎn)跟蹤或監(jiān)控應用提供靈活性。
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支持，簡化開發(fā)過程，使開發(fā)人員可迅速把方案投放市場。 這些開發(fā)工具支持通過CMSIS-Pack范例快速開發(fā)軟件，示例項目使開發(fā)人員快速入門。 這包括對空中固件升級(FOTA)更新、移動(安卓和IOS®)應用程序的支持，以及對各種開發(fā)環(huán)境包括Eclipse®IDE、IAR Embedded Workbench®IDE和Arm Keil®嵌入式開發(fā)工具的支持。
圖4：RSL10 CMSIS-Pack架構(gòu)
基于RSL10的平臺和開發(fā)硬件充當啟動板用于各種應用場景，包括：
• 使用Arduino®板（QFN和SIP封裝）的通用評估
• 網(wǎng)狀網(wǎng)絡系統(tǒng)（RSL10 Mesh平臺）
• 傳感器開發(fā)（RSL10傳感器開發(fā)套件，藍牙低功耗IoT開發(fā)套件和溫度傳感器信標）
• 能量采集（RSL10太陽能電池多傳感器平臺，能量采集藍牙低功耗開關(guān)）。
在交鑰匙方案方面，安森美半導體的技術(shù)合作伙伴已以我們的RSL10傳感器開發(fā)套件為模型開發(fā)出了高度可定制的、低功耗信標和標簽的完整產(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、安全性增強和定位。 這些受支持的功能可在硬件平臺中一起實現(xiàn)，也可以單獨實現(xiàn)。
圖5：Tatwah的基于RSL10的標簽和信標
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)控應用程序的開發(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，通常關(guān)注BoM中各組件的總成本，以及構(gòu)建/測試/運輸?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。這種方法當然有優(yōu)點，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，延長電池使用壽命有利于提高經(jīng)濟底線，因其將更換、系統(tǒng)停機、服務和維護的成本降至最低。 更長的使用壽命還增加了資產(chǎn)在規(guī)定時間內(nèi)的使用壽命，這對投資回報率產(chǎn)生積極影響。
如今同樣重要的是，較長的電池使用壽命，不用像一次性電池那樣需頻繁更換，從而最小化對環(huán)境的影響，支持對社會負責。 能量采集將這提升到一個新的水平，因為沒有浪費電池。 RSL10的功能使其成為這些優(yōu)勢的關(guān)鍵推動力，這意味著它不僅限于藍牙低功耗無線電。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。 使用單個器件可合并生產(chǎn)成本，同時提供的廣泛開發(fā)支持可將資產(chǎn)管理方案投放市場所需的設計成本降至最低。
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。 汽車和醫(yī)療市場在這方面的要求可能是最嚴格的。安森美半導體在服務這些市場方面擁有悠久的歷史，創(chuàng)建卓越的方案，滿足最嚴格的質(zhì)量要求。隨著市場開始吸引新進入者，具有高品質(zhì)的資產(chǎn)跟蹤方案自然會脫穎而出。 對于醫(yī)療IoT應用尤其如此，需要在臨床和家庭環(huán)境中對患者生物特征進行安全可靠的監(jiān)控，以確?；颊攉@得積極正面的治療效果。
每個人或企業(yè)都不可避免的放錯、丟失或被竊取有價值的東西。 即使是那些幸運的沒有這種經(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，使我們對所在意的資產(chǎn)放心。
（來源：安森美半導體，作者：Mike Picheca，安森美半導體信號處理、無線和醫(yī)療分部市場運營和應用工程經(jīng)理）
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