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