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强化工业物联网的连接功能

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作者:Diodes 公司欧洲产品应用经理 Colin Davies

IoT 是推动「EoT」(万物电子化) 现象的力量。IoT 只是意味着对象拥有 Web 可寻址的连结;利用此相互链接性,可推动电子业的巨大浪潮。

家庭自动化涵盖暖气、照明、安全及能源监控,并可透过手表、智能型手机、平板电脑及计算机等各种互连装置,从远程进行控制。

大量数据的在线储存与存取加上高速联机,使得在线娱乐与社交媒体平台改变我们的浏览习惯。要立即满足需求,必须有高速数据传输速率,这正是 Diodes 公司提供解决方案的领域。

所有 IOT 联网装置共通的问题是安全与保密,范围从个人资料遗失到失去对发电站的控制。IOT 联网装置相互进行通讯的意愿,必须以应用于软硬件层级且更复杂的安全解决方案来解决。

光学、距离、温度、全球定位系统 (GPS) 以及特别是微机电系统 (MEM) 等各种传感器的使用越来越多,意味着可以远程监视与控制的「事物」也更多。电子科技是促成 EOT 的技术,但差别在于越来越抽象的软件。

Diodes 的优势始终在于开发高效率电源管理技术,所有 IoT 系统皆需要这些技术,以达到极长的运作时间与极高的效率。Diodes 在提供涵盖电源管理与保护电路的上述技术拥有良好的成果,而近期的并购也让我们能够掌握高速数据传输领域的技术。这表示我们现在能为过去 Diodes 未能服务的应用领域,提供具有竞争力的解决方案。 

 

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智慧计量

公用事业 (天然气、自来水及电力) 的监控与报告已透过 IoT 获得提升;具备 IP 地址与因特网联机,使供货商与消费者皆可取得远程能源报告。连接功能使所有装置皆可报告其能源与水的使用情形。

Diodes 在智慧计量领域扮演极重要的角色,包括开发高效率且小型的电源供应器、提供高精度的时钟与晶体,以及防篡改技术。效率是此领域的关键,因为计量表 24 小时全天运作,虽然其用电量通常小于它所测量的能源,但用电量仍必须尽可能微小。

过去数十年来,有些人为了让电表显示比实际用电量还低的数字,因此篡改电表使其误报用电量。篡改手法通常是将磁铁放在电表旁边,以中断或变更测量的电流。Diodes 生产可用于侦测磁场的磁传感器。如果侦测到磁场,智慧电表可采取适当的动作,例如透过因特网回报已遭篡改。用于测量电表电流的电路非常敏感,因此必须在几十毫安到一百多安培的广大范围内都非常准确。若要侦测意图破坏此敏感接口的任何磁场,必须在三维中运作。

设置于工业远程设施的电表通常以电池运作,因此能源效率与低功率对于延长电池使用寿命而言极为重要。在设计远程电表等连网装置时,必须以功耗为优先。

智慧联机照明 (SCL)

SCL 是另一个从消费性产品成长为工业、公共及私人领域的物联网市场。藉由照明 IP 可寻址,可从远程及集中控制灯具,进而发挥高能源效率。

由于 SCL 灯具可能长时间处于被动监听状态,因此待机功耗与符合所有法规皆成为设计人员的关键要素。十多年来,Diodes 持续致力于 LED 灯具研发,并推出即使在待机状态下也能实现高功率效率与密度的优化解决方案。另一个对消费者与工业应用都很重要的领域是一种通常被称为「eflicker」的现象;人眼看不见 eflicker,但它会影响影像撷取设备,例如监视摄影机。它发生在脉宽调变 (PWM;切换开关的技术) 用于调整 LED 的亮度或控制颜色的情况。灯具在很短的时间 (100 μs) 有效关闭,这个时间足以使 CCD/CMOS 影像传感器在没有光线的情况下撷取影像。

为了解决这个问题,Diodes 已开发使用更高 PWM 频率的 SCL 解决方案,藉此缩短关闭时间而减轻「eflicker」现象。