星期三, 30 09月 2020 18:34

具有机器学习和蓝牙 (Bluetooth®) 低能耗物联网传感器板

男作者
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如今,在物联网浪潮的推动下,传感器作为智能设备与真实世界之间的媒介,应用场景不断拓展。此次瑞萨电子推出的具有机器学习和蓝牙低能耗物联网传感器板的解决方案,可以助力工程师简化设计,缩短研发周期,加速物联网产品上市。
这是一个多用途物联网 (IoT) 传感器板解决方案的参考设计。其目标应用包括工业预测性维护、智能家居/物联网设备(带手势识别)、可穿戴设备(活动跟踪)和创新型人机界面或 HMI (FingerSense) 解决方案的移动设备。这一参考设计是与瑞萨电子的合作伙伴 Qeexo 共同开发的,后者为边缘设备提供了自动机器学习平台 (AutoML)。

物联网时代,我们生活中的每一个瞬间几乎都会产生数据,智能手表记录着我们迈出的每一步,并感知我们每一次心跳;家里的智能家居能够“聪明”地理解我们特定的手势命令,并执行相应的指令;工业中的机械设备能够“先人一步”知道自己哪里出现异常,并通知工作人员进行预先维护……而这些数据都是通过传感器收集的,它们就像人类的感知器官一样,密切关注着物质世界的一切信息。

该解决方案采用了瑞萨RA6M3和RA4W1双MCU设计,其中RA6M3微控制器主要负责面向物联网的系统控制和多种传感器的数据分析。该MCU使用高性能的Arm® Cortex®-M4内核,主频高达120MHz,并具有2M嵌入式闪存,提供具备2D加速器和JPEG解码器的TFT控制器。

 此外,RA6M3 MCU提供具有单独DMA和USB高速接口的以太网MAC,可确保大的数据吞吐量。而RA4W微控制器主要负责低功耗的蓝牙5通信,该MCU是瑞萨RA4产品系列中首款完全兼容蓝牙5的单芯片MCU,支持 2Mbps高数据带宽及远距离通信,为需要高性能Arm® Cortex®-M4内核的物联网应用提供支持,适用于需要安全性、大容量RAM和低功耗的物联网应用。

 除了具备上述强大的MCU,瑞萨低功耗物联网传感器解决方案还集成了空气质量传感器、光传感器、温度和湿度传感器、6轴惯性测量单元和麦克风。其中,光传感器、温度和湿度传感器以及空气质量传感器赋予了系统对周围环境的“感知能力”;6轴惯性测量单元给系统带来了“对事物的敏锐触觉”;麦克风则给了系统一个“好耳朵”。在空气质量传感器的选型中,瑞萨电子依然采用了具备气体检测元件和CMOS信号调理IC的ZMOD4410,其能够精准地对室内空气质量进行监测。而温度和湿度传感器则发挥了瑞萨HS3001的高精度,快速测量响应时间和长期稳定性的优势,能够在6S内就准确感应到室内的温度湿度值,并且保证RH精度在±1.5%内。

此外,值得一提的是,此方案中选用的光传感器ISL29020,其具有I2C(SMBus兼容)接口,拥有极高的灵敏度和超低的功耗性能。并且瑞萨ISL29020具备先进的光电二极管阵列,可提供接近人眼睛的反应效果和良好的红外抑制,其能够抑制人造光源引起的50Hz和60Hz闪烁。照度范围选择功能允许用户对照度范围进行编程,以优化计数/照度。

除此之外,该解决方案的Arduino引脚允许扩展其他功能,例如,支持CAT-M1和NB IoT频率的BG96蜂窝接口,以及2G、GPS和其它传感器,为工程师设计提供更多可能。

系统优势

  • 具有一个面向物联网的微控制器 (MCU),可以运行在120MHz主频,并具有2M嵌入式闪存
  • 解决方案包括空气质量传感器、光传感器、温度和湿度传感器、6 轴惯性测量单元和麦克风
  • Arduino 引脚允许扩展其他功能,例如支持 CAT-M1 和 NB IoT 频率的 BG96 蜂窝接口,以及 2G、GPS 和其他传感器
系统框图
iot sensor board machine learning ble
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查看 16550 最后修改日期 星期四, 01 10月 2020 10:38