理光微電子株式會社和尼吉康株式會社利用能量收集技術(shù)聯(lián)合開發(fā)了無線和免維護(hù)的IoT訪 問接入點＆邊緣設(shè)備。

本產(chǎn)品將在《ET & IoT 2021》的尼吉康展位上展出。

開發(fā)背景

利用IoT遠(yuǎn)程監(jiān)控位置和溫濕度等周圍環(huán)境的功能被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施和生產(chǎn)設(shè)備的預(yù)測 性維護(hù)、集裝箱和移動設(shè)備的位置確認(rèn)以及人員和寵物的監(jiān)視系統(tǒng)。本系統(tǒng)由邊緣設(shè)備和訪問接 入點組成，前者搭載了各種傳感器，定期收集檢測地點的信息并通過無線傳輸，而后者接收這些 信息后，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器等設(shè)備。

這次理光微電子和尼吉康兩家公司聯(lián)合開發(fā)了全新的 IoT 系統(tǒng)，本系統(tǒng)由免維護(hù)的邊緣設(shè)備 和訪問接入點組成，前者搭載了能夠檢測到壓力、濕度、溫度、氣體(有機溶劑、酒精等)的環(huán)境傳 感器和能夠檢測到傾斜和振動的運動傳感器，可通過能量收集和可充電電池進(jìn)行工作。而后者在 邊緣設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn) 200ｍ的視距通信。

本系統(tǒng)通過能量收集用低耗電降壓 DC-DC 變換器，對太陽能電池等能量收集或者微波電源 生成的電力進(jìn)行降壓，并儲存在小型鋰離子可充電電池里。當(dāng)?shù)秃碾娊祲?DC-DC 變換器有效地 變換儲能時，能夠?qū)崿F(xiàn)邊緣設(shè)備和訪問接入點的無線化和免維護(hù)。

只要能實現(xiàn)能量收集或者微波充電，在室內(nèi)外都能立即設(shè)置本系統(tǒng)，除了各種環(huán)境數(shù)據(jù)以外， 還能收集到安裝了傳感器的物體運動信息。預(yù)計可用于辦公室、店鋪、受災(zāi)現(xiàn)場、施工現(xiàn)場、工 廠和展覽館等各種場所。

IoT 系統(tǒng)配置圖

邊緣設(shè)備、訪問接入點＋服務(wù)器的工作示意圖

規(guī) 格 IoT 邊緣設(shè)備：

輸入電壓：5.0V

平均工作電流：無 GAS 傳感器 9.7μA(TBC)

有 GAS 傳感器 90μA(TBC)

傳感器更新間隔 10 秒

無線規(guī)格：Bluetooth Low Energy

傳感器規(guī)格：溫度、濕度、氣壓、照度、加速度、GAS(Indoor Air Quality)

其他功能：搭載了 Real Time Clock

尺寸：W22.5mm × D22.5mm × H14mm

訪問接入點：

輸入電壓：2.0V - 5.5V

平均電流：TBD

無線規(guī)格：Bluetooth Low Energy

920MHz 頻段無線通信功能

搭載電源 IC：

能量收集用電源 IC R1801

光伏元件專用的蓄電降壓 DC/DC 變換器

●空載/常溫狀態(tài)下，實現(xiàn) Typ. 200 nA 的超低耗電&高效率(80%@10 μA)

●最小電動勢 1.00 μW (VIN = 4 V, VOUT = 3.0 V)

●可通過外部端子調(diào)節(jié)最大功率點控制電壓和輸出電壓 https://www.n-redc.co.jp/zh/products/dc-dc-switching-regulator/spec/?product=r1801 IoT 設(shè)備用的 DC/DC 變換器 RP605 超低耗電升壓降壓 DC/DC 變換器＋電池監(jiān)視器功能

●2019 年榮獲“超級”制造元件大獎的“電氣與電子元件獎” (RP604)

●空載時的耗電 Typ. 0.4μA（DCDC 部位：0.3μA，電池監(jiān)視器部位：0.1μA）

●最大輸出電流為 300mA（降壓時）https://www.n-redc.co.jp/zh/products/dc-dc-switching-regulator/spec/?product=rp605

IoT 設(shè)備用的 DC/DC 變換器 RP605

超低耗電升壓降壓 DC/DC 變換器＋電池監(jiān)視器功能

●2019 年榮獲“超級”制造元件大獎的“電氣與電子元件獎” (RP604)

●空載時的耗電 Typ. 0.4μA（DCDC 部位：0.3μA，電池監(jiān)視器部位：0.1μA）

●最大輸出電流為 300mA（降壓時） https://www.n-redc.co.jp/zh/products/dc-dc-switching-regulator/spec/?product=rp605

低耗電 實時時鐘(RTC) R2221

小型、兩線式 (I2C 總線) 串行接口 高精度實時時鐘

●超低耗電 (Typ. 0.18 μA：3V 時)

●外部微機子時鐘用 32kHz 時鐘輸出功能

●I2C 總線兼容（SCL,SDA）串行接口 https://www.n-redc.co.jp/zh/products/real-time-clock/spec/?product=r2221 搭載可充電電池： 邊緣設(shè)備：SLB08115L140 訪問接入點：SLB12400L151 https://cn-nichicon.com/products/slb/