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IOT全新挑战 凌力尔特SmartMesh一次解决
 

【作者: 凌力爾特】2016年10月07日 星期五

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长久以来,凌力尔特 (Linear Technology) 都是一家值得工业客户长期信赖的产品供应商。特别是在现今的工业物联网 (IIOT) 应用上,产品往往需要更高的可靠性与更好的品质,然而一般以消费市场为导向的技术,并无法满足此种特性的应用。还好,产品的高稳定度与可靠度,正是凌力尔特所擅长的。


解决 IOT 的全新挑战


图1
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凌力尔特 Dust Networks 产品总裁 Joy Weiss 指出,对于 IIOT 应用来说,两大关键产品包括无线通信与电源管理。而关键的挑战,在于获得大量数据资料的同时,又必须兼顾可靠性与维持超低功耗。这样的特性,让感测器节点可走向无线化,且不需要外接电源线。一旦省去了电线,感测器节点就可以更广泛被部署在任何布线难以到达的区域,同时还可以维持低成本。凌力尔特的 SmartMesh 拥有更低功耗,可为 IIOT 提供更可靠的无线网路连结。凌力尔特同时也是电源管理技术的市场领导者,可提供电池使用与能源采集装置更高的效率,并同时维持超低功耗。


Joy Weiss 说,想要有效整合并部署 IIOT 系统,有许多事项必须注意。例如,无线系统必须经过认证,才能在某些区域中使用。凌力尔特的 SmartMesh 产品线,拥有预先认证过的 PCB 模组,可加速客户的产品开发速度。此外,在设计整体系统时,必须优先考虑系统部署的难易度。如果系统设计中需求节点需要有电线供电,或者电池得频繁更换时,将使得部署过程更为复杂,成本也将更昂贵。凌力尔特低功耗无线技术和电源管理产品的组合,可为开发人员构建具有超长的电池寿命,并兼具数据可靠性的稳定系统。凌力尔特的 DC/DC 转换器 (例如 LTC3335) 就是专为满足此类系统的电力需求,并考虑电池的容量与优化能源利用效率所开发。


凌力尔特波士顿设计中心总监 Sam Nork 也指出,另一种 IIOT 方案面临的挑战则在于提供稳定可靠的电源。许多 IIOT 感测器被部署在难以触及的区域或者需要与行动设备进行连结。在这种状况下,就需要更长效的电池来供应稳定电力,如此将可省去更换电池所导致的停机损失与维修费用。面对这样的需求,凌力尔特也开发了一系列的高效率 DC/DC 转换器,让电池的使用效率提升至最高。


Sam Nork说,LTC3335是一款毫微功率的高效率同步升降压转换器,内建的精确库伦计数器可提供高达50mA 的连续输出电流。该元件具备仅680nA 的静态电流,以及从 5mA 至250mA 的可编程峰值输入电流,非常适合IIOT这样的低功率电池应用。


Joy Weiss 还提到,目前凌力尔特已在位于加州 Milpitas 的半导体晶圆厂中导入无线感知网路,以监控气体的使用状态。在晶圆制造过程中,必须使用超过 175 种的特殊气体。这些气体的稳定供应正是 IC 晶片制造的关键。因此,所有的气瓶必须密切监测,确保其供应过程不间断,一旦供应意外中断,将使晶圆报废而需付出高额代价。在过去,技术人员必须每天手动纪录三次晶圆厂中的气瓶压力,过程不但须付出昂贵的维护成本,也很容易出现人为错误。



图2
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一般来说,想在晶圆厂中进行布线是不切实际的。气体钢瓶遍布在晶圆厂中,而这些气瓶并非一开始就使用交流电或乙太网路。此外,为了安全起见,晶圆厂建筑多半使用混凝土墙结构,因此要在这样的建筑结构中布建线路,成本将非常高昂。而要在一个大型的建筑结构中安装电源与网路线,也可能导致生产线停机,而损失庞大的成本。即便是传统的无线解决方案,也需要电源线,这也是困难重重。


SmartMesh IP 无线解决方案

Joy Weiss 认为,面对这样的挑战,最佳解决方法,就是安装 32 个监控节点的 SmartMesh 无线网路方案来监测这些气体钢瓶。每个节点都可以独自进行监控,并自行联网以将数据回传。这样的装置只需要一对 AA L91 锂电池,就可提供达 8 年供电寿命。更可省去额外安装网路线的困扰。


即使在晶圆厂的金属建筑建构之中,这样的网路依然十分可靠。在最初几个月,网路持续保持运作,传送超过 26 万笔数据,且可靠性达 99.99999%,这比起精密度达 5 个 9 的高阶通讯与电脑系统还更可靠。


结语

有了即时的气体消耗率,技术人员就可以精确掌握更换气瓶的时间,减少过早更换气瓶所造成的气体损失。这在日常的运作中,将可有效提高使用效率。而收集这些气体的使用数据,并随时提供给工厂进行管理,分析系统趋势,就可进一步优化工厂营运模式,大幅提高半导体晶圆的生产效率。


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