2022年对于智能手机来说，并不友好。 据IDC数据显示：2022年Q1季度，欧洲智能手机出货量下滑超过15%，非洲跌了近30%；中国智能手机出货量同比下滑14%。这也是自2017年达到15.66亿台的高点后，智能手机出货量连续四年出现下跌。 智能手机出现周期性衰退的最大原因，无外乎缺乏全新价值创新和场景创新，每年发布新机都是无脑升级SoC处理器芯片，性能过剩导致用户的平均换机周期已超过31个月。 当智能手机比拼SoC、系统、屏幕等硬件参数陷入瓶颈时候，只能拿摄像头做文章，手机影像成了旗舰机的最大卖点。 一方面是佳能、尼康作为相机赛道的头部，自身的业务已经足够忙碌，无需借助联名方式，“浅尝即止”扩展到智能手机赛道； 另一方面，佳能、尼康同属消费电子品牌，品牌溢价低，无法为手机品牌提升定价、冲击高端作支撑。 而蔡司、哈苏、徕卡属于相机领域的高端奢侈品，能极大升华品牌价值。 种种因素导致越来越多的手机厂商，依靠联名相机品牌来拔高自己的调性，提高品牌附加值。 索尼称雄传感器 手机镜头虽然不如单反相机结构复杂，但也细分为三块核心组成部分：CMOS图像传感器、镜头组、影像系统。其中最直接影响拍摄质量的核心，是图像传感器。 虽然体积不大，但却占据整个摄像头模组一半以上的价值，也是国内外芯片制造商的兵家必争之地。根据Counterpoint的相机供应链研究的最新调查结果显示：从供应商的角度来看，预计索尼将在2022年获得39.1%的收入份额，其次是三星（24.9%）和豪威科技（12.9%）。 可以说索尼在图像传感器赛道，是绝对头部地位。 早在2008年，索尼就推出Exmor R传感器，首款产品是IMX055CHL，也是后来业内鼎鼎大名“IMX”系列的鼻祖。而初代的Exmor R传感器最早还是使用在小型摄像机上，直到2012索尼才正式研发出智能手机专用的Exmor R传感器。 而第一个搭载Exmor R传感器的智能手机也非常传奇，它就是乔布斯遗作iPhone 4s。 它的前任iPhone 4作为“重塑智能手机时代”的作品，用的是来自Omnivision的OV5642传感器，是豪威科技公司的产品。索尼凭借“RGBW”技术的堆栈式传感器，可以改善灵敏度并提高弱光成像质量，成为当时最好的手机传感器。 苹果成为索尼最忠实用户，连续iPhone 4s、iPhone 5、iPhone 5c、iPhone6、iPhone6 Plus都使用IMX堆栈式传感器。 iPhone庞大销量推动越来越多手机厂商，把索尼IMX传感器视为“旗舰标配”，三星、华为、小米、OPPO、vivo、魅族等等手机品牌的旗舰机型都搭载过索尼传感器。 近乎一统智能机的IMX传感器，占据了索尼全年收益的大头，让索尼心甘情愿把智能手机的权限降低，一年只发布少数几款机型。而索尼每年发布的传感器型号，比新机更多。 占据那么庞大的市场，自然会受到友商的眼红。索尼的老对手三星，迫不及待开始研发图像传感器，去挑战索尼的市场。 三星Galaxy S5就短暂使用过自产图像传感器，但因为技术落后索尼太多，在后续的Galaxy型号都搭载索尼传感器，直到Galaxy S10终于下定决心全面使用自产S5K2L4传感器，对标索尼IMX445传感器。 2020年5月19日，三星推出了GN1传感器，这是一种新型的5000万像素(MP)图像传感器，具有1.2μm的大像素。便宜的价格，1寸的大底大像素，让GN1传感器立马成为1500元价位段手机的首选。 除了GN1传感器之外，三星还以“高像素”为卖点，陆续推出几款1亿像素、6400万像素和4800万像素的图像传感器。用像素数据赢得市场，竞争力进一步升级。 目前三星已经从0到1，成为图像传感器市场的第二极，索尼在三星的冲击下，市场占有率已经连年下降。  手机联名相机 对于手机厂商来说，图像传感器的争斗能有效降低手机生产成本，那和相机品牌（蔡司、哈苏、徕卡）的合作，则是增加品牌附加值，提高手机定价。 首先使用这个套路的是华为META和P系列，作为第一个吃螃蟹的人，META和P系列的成就有目共睹。 2016年，华为宣布和徕卡合作，携手推出了双摄像头手机华为P9系列。P9的双镜头中有一颗是纯黑白感光器件，是徕卡调校一百多年的黑白影像技术。除了镜头以外，徕卡还深度为P9设计激光测距、算法调整焦点、景深、焦外虚化和影像系统UI。 通过徕卡的加持，华为的销量上升明显，P系列也成为和MATE系列并驾齐驱的双旗舰，助力华为成为高端品牌。 华为和徕卡互相成就，一起打破“国产手机做不了高端”的魔咒。也让OPPO、vivo忍不住也踏上和相机品牌的联名合作。 在佳能尼康垄断大半市场的相机赛道，没了市场的徕卡们只剩下逼 格。而国 产手机在全世界的销量和影响力与日俱增，联名的合约费用已经成为相机品牌的重要盈利来源。 于是在华为和徕卡解约后，徕卡又重新选择了荣耀和小米。 但值得一提的是，虽然“联名旗舰”噱头十足，但实际的合作并不那么高端。 这些手机所用的传感器依然是索尼，镜头组也是代工厂生产，相机品牌仅仅只负责调试摄影成像以及影像系统。  国产力量强势突围 图像传感器虽然不大，但是作为相机的核心关键，芯片技术一直都在日美企业手中。而图像传感器芯片除了可以应用在智能手机上，在新能源汽车领域也是必不可少的重要环节。 新能源汽车随着智能化的逐步升级，对于摄像头数量的需求也随之增多。例如，L1级别的自动驾驶仅需搭载1颗摄像头；L2级别的自动驾驶需要达到5颗左右；L5级别自动驾驶更是高达20颗以上。 而这些智能汽车所使用的摄像头，和智能手机所用的图像传感器芯片如出一辙。 在智能手机出货量逐年降低的当下，新能源汽车有望成为图像传感器第二核心增长点。 值得一提的是，在国际芯片封锁的当下，越来越多的国产企业开始重视芯片发展。图像传感器市场占有率排名第四的，就是我国的格科微（GalaxyCore）。 格科微的产品聚焦中低端市场，虽然市场规模不及索尼、三星，但出货量遥遥领先。据格科微官方数据显示：2021年，格科微CMOS图像传感器出货量全球第一，销售额全球第四。 不管是智能手机，还是新能源汽车，市场对于图像传感器的需求正在不断改变，而中国企业也已经具备挑战索尼三星的能力。 全球图像传感器赛道寡头垄断态势，正在一步步被改写。 

基于WSN和盲源分离的多目标识别方法研究何鹏举1,2, 刘刚易2, 刘寺意31 西北工业大学深圳研究院，广东 深圳 5180572 西北工业大学自动化学院，陕西 西安 7100723 常州和仕达电子科技有限公司，江苏 常州 213022摘要针对利用无线传感器网络进行多目标检测识别中存在的信号混叠问题，提出一种可确定目标个数的盲源分离算法对混叠信号进行分离，得到准确的源信号。该算法以多路混合观测信号为研究对象，提出采用基于特征值方法确定多路混合信号中独立信源的个数，运用基于非负矩阵分解的盲源分离算法得到分离信号。实验结果表明，本文所提算法能够确定目标个数、得到正确的分离信号，可用于解决多目标检测识别中的信号混叠问题。关键词： 无线传感器网络 ; 多目标识别 ; 盲源分离 ; 非负矩阵分解1 引言目前，针对复杂场景下的多目标检测，通常采用无线传感器网络（WSN，wireless sensor network）进行数据采集和传输。WSN包含大量传感器节点，节点具有数据感知、处理、存储和传输功能，节点之间采用无线通信方式进行数据传输。WSN 具有可拓展性高、抗毁性强以及成本低廉等特点，在军事、农业、医疗、交通和家庭应用等方面有重要应用价值[1]。WSN中各传感器节点通过连续感知外界信息，对周围目标进行监测、识别和定位。WSN 在野外环境监测中应用广泛，通过在无人看守地区设置传感器节点实现持续监测，获取全面的环境数据。在交通管理和军事领域中，通过采集车辆或其他目标发出的声音和振动信号，提取不同特征，实现车辆检测和识别[2,3]。在医疗领域中，利用WSN作为监控系统的信息采集平台，可应用于人员和医疗物资的定位、人体健康监控等方面[4,5]。在多目标检测识别情况下，传感器节点采集多个目标源发出的声音或振动信号的混合叠加，各传感器节点感知的信号强度是各目标信号通过不同传输信道后在该节点混叠后的信号强度，直接分析采集的混合信号对于实现目标检测识别较困难。急需解决的关键问题是如何在得到多路观测信号的基础上，分离得到正确的目标源信号，从而提取不同目标特征以实现目标源的检测和识别。在现阶段研究中，文献[6]以车辆检测为例，对车辆音频信号的预处理和时/频域特征参数提取进行研究，选用隐马尔可夫模型作为识别系统的基础，仅考虑噪声的影响，对信号混叠问题没有提出很好的解决办法。盲源分离（BSS，blind source separation）[7]主要研究在源信号特点、信道信息等未知的条件下，仅依靠观测得到的混合信号来确定源信号的估计，是当前数字信号处理领域备受研究学者关注的热点之一。针对多目标检测和识别中的信号混叠问题，采用BSS对采集信号进行处理，能够为后续的目标识别提供更准确的目标源信号。本文在WSN环境下，提出一种BSS算法处理采集的多路混叠观测信号，从而得到多个目标的源信号（声音或振动信号）。由于被识别目标的个数是动态变化的，因此需要实时确定目标源个数。本文提出采用基于特征值的方法对目标源个数进行估计，然后利用基于非负矩阵分解（NMF， non-negative matrix factorization）的BSS算法得到目标源信号的估计，为后期的目标识别提供更精准的目标信号，以提高识别精度。2 结束语本文提出了一种超定BSS算法，可以解决利用WSN 进行多目标检测识别中的信号混叠问题。该算法利用特征值方法估计多通道观测信号中独立源信号的个数，并用 NMF 算法实现信号分离。实验分别采用人工合成信号和语音信号验证了算法的正确性，结果表明，本文提出的算法可自动确定多通道信号中源信号的个数，准确实现信号分离，为WSN中的BSS提供完整的解决方案，为多目标检测识别提供基础。The authors have declared that no competing interests exist.作者已声明无竞争性利益关系。3 原文链接http://www.infocomm-journal.com/wlw/article/2019/2096-3750/2096-3750-3-1-00045.shtml

我新手，想搞纯国产的AI软硬件，求推荐个能训练和推理的昇腾开发板，能跑MindSpore就行。请大佬们指教。谢谢。

【功能模块】AR502H-CN  容器串口通信【操作步骤&问题现象】1、串口问题，在AR502H-CN上运行串口程序，AR502H-CN通过485串口发送数据至传感器，然后立刻设置高电平进行接收，此时无法接收到数据2、测试情况，将AR502H-CN、PC、 传感器通过485接口相连。  1）AR502H-CN通过485串口发送数据至传感器，然后立刻设置高电平进行接收，此时AR502H-CN无法接收传感器回复的数据；PC可以接收到AR502H-CN发送的数据，和传感器回复的数据。 2）将AR502H-CN设置为长接收模式，PC发送数据至传感器，PC可以接收到传感器回复的数据。同时 AR502H-CN可以接收到PC发送的数据和传感器回复的数据。 3）将AR502H-CN、传感器通过485接口相连。R502H-CN通过485串口发送数据至传感器，然后立刻设置高电平进行接收，此时AR502H-CN无法接收传感器回复的数据【截图信息】测试情况1）容器：PC：测试情况2）容器：PC：【日志信息】（可选，上传日志内容或者附件）【代码】int main(int argc, char *argv[]){int fd = 0;int iDataLen = 0;int ret;int i = 0;int crlfd = 0;char ctrlvalue = 0;int sleeptime = 1000000;unsigned char recvBuf[MAX_LOG_LEN] = {0};unsigned char *pUartWrite = NULL;int fs_sel;fd_set fs_read;struct timeval time;struct termios uart_termios;char *pFilePath = argv[1]; /* 设备节点 */char *pOp = argv[2]; /* 操作 *//* 当前AR502H、AR502H-CN支持2路RS485接口：/dev/ttyRS1、/dev/ttyRS2 */if (strncmp(pFilePath, "/dev/ttyRS", strlen("/dev/ttyRS")) != 0) {printf("not support file[%s] \r\n", pFilePath);return -1;}if (strcmp(pFilePath, "/dev/ttyRS1") != 0 && strcmp(pFilePath, "/dev/ttyRS2") != 0) {printf("not support file[%s] \r\n", pFilePath);return -1;}/* 打开文件 */fd = open(pFilePath, O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);if (fd < 0) {printf("open file[%s] fail \r\n", pFilePath);return -1;}/* 设置为阻塞模式 */ret = fcntl(fd, F_SETFL, 0);if (ret != 0) {printf("fcntl FNDELAY %s fail, ret = %d\n", pFilePath, ret);close(fd);return -1;}/* 测试是否为终端设备 */ret = isatty(STDIN_FILENO);if (ret == 0) {printf("standard input is not a terminal device\n");close(fd);return -1;}if (strcmp(pOp, "setattr") == 0 && argc == 8) { /* 设置串口属性 */int speed = atoi(argv[3]);int flow_ctrl = atoi(argv[4]);int databits = atoi(argv[5]);int stopbits = atoi(argv[6]);int parity = atoi(argv[7]);ret = UART_Set(fd, speed, flow_ctrl, databits, stopbits, parity);if (ret != 0) {printf("set attribute for file %s fail \r\n", pFilePath);close(fd);return -1;}} else if (strcmp(pOp, "write") == 0) {unsigned char data[] = {0x88, 0x03, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0xDB, 0x52};pUartWrite = data;// pUartWrite = argv[3]; /* 待发送的字符串 */sleeptime = atoi(argv[4]); /* 延时时间,等数据发送完成 */ctrlvalue = 0; /* 低电平表示发送状态 */if (strcmp(pFilePath, "/dev/ttyRS1") == 0) {/* 切换到发送状态 */crlfd = open("/dev/rs485Ctrl1", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);if (crlfd < 0) {printf("open file /dev/rs485Ctrl1 fail \r\n");close(fd);return -1;}iDataLen = write(crlfd, &ctrlvalue, sizeof(ctrlvalue));if (iDataLen < 0) {printf("write file /dev/rs485Ctrl1 fail \r\n");close(crlfd);close(fd);return -1;}} else if (strcmp(pFilePath, "/dev/ttyRS2") == 0) {/* 切换到发送状态 */crlfd = open("/dev/rs485Ctrl2", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);if (crlfd < 0) {printf("open file /dev/rs485Ctrl2 fail \r\n");close(fd);return -1;}iDataLen = write(crlfd, &ctrlvalue, sizeof(ctrlvalue));if (iDataLen < 0) {printf("write file /dev/rs485Ctrl2 fail \r\n");close(crlfd);close(fd);return -1;}}/* 发送报文 *///iDataLen = write(fd, pUartWrite, strlen(pUartWrite)); iDataLen = write(fd, pUartWrite, 8);if (iDataLen < 0) {printf("write file[%s] fail \r\n", pFilePath);close(crlfd);close(fd);return -1;}else{printf("send data:");for (i = 0; i < 8; i++) {printf("%02x ", pUartWrite[i]);}printf("\r\n"); }/* 等待sleeptime，等数据发送完成 */usleep(sleeptime);/* 将串口恢复为默认的接收状态 */ctrlvalue = 1; /* 高电平表示接收状态 */printf("begin to high.\n");iDataLen = write(crlfd, &ctrlvalue, sizeof(ctrlvalue));if (iDataLen < 0) {printf("write file rs485Ctrl fail \r\n");close(crlfd);close(fd);return -1;} else {printf("write file rs485Ctrl success %d \r\n", ctrlvalue);}printf("begin to read.\r\n");iDataLen = read(fd, recvBuf, MAX_LOG_LEN);  // 此处/* 以hex的格式打印数据 */for (i = 0; i < iDataLen; i++) {printf("%02x ", recvBuf[i]);}printf("\r\n");close(crlfd);} else if (strcmp(pOp, "read") == 0) {if (strcmp(pFilePath, "/dev/ttyRS1") == 0) {crlfd = open("/dev/rs485Ctrl1", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);if (crlfd < 0) {printf("open file /dev/rs485Ctrl1 fail \r\n");close(fd);return -1;}ctrlvalue = 1; /* 高电平表示接收状态 */iDataLen = write(crlfd, &ctrlvalue, sizeof(ctrlvalue));if (iDataLen < 0) {printf("write file /dev/rs485Ctrl1 fail \r\n");close(crlfd);close(fd);return -1;}} else if (strcmp(pFilePath, "/dev/ttyRS2") == 0) {crlfd = open("/dev/rs485Ctrl2", O_RDWR | O_NOCTTY | O_NONBLOCK);if (crlfd < 0) {printf("open file /dev/rs485Ctrl2 fail \r\n");close(fd);return -1;}ctrlvalue = 1; /* 高电平表示接收状态 */iDataLen = write(crlfd, &ctrlvalue, sizeof(ctrlvalue));if (iDataLen < 0) {printf("write file /dev/rs485Ctrl2 fail \r\n");close(crlfd);close(fd);return -1;}}while (1) {FD_ZERO(&fs_read);FD_SET(fd, &fs_read);time.tv_sec = 2;time.tv_usec = 0;/* 使用select实现串口的多路通信 */fs_sel = select(fd + 1, &fs_read, NULL, NULL, &time);if (fs_sel == 0) {continue;}iDataLen = read(fd, recvBuf, MAX_LOG_LEN);/* 以char的格式打印数据 */for (i = 0; i < iDataLen; i++) {// printf("%c", recvBuf[i]);printf("%02x", recvBuf[i]);}printf("\r\n");/* 延时1s，再读 */sleep(1);}close(crlfd);} else {printf("not support operation[%s]\r\n", pOp);}/* 关闭文件 */close(fd);return 0;}

【功能模块】【操作步骤&问题现象】1、使用Atlas200开发一个视频处理电路板。硬件测试中Atlas200的48（LDO9_2V95/1V8）和58(LDO16_2V95)引脚没有输出，电压均为0V。不知道是哪里的问题？2、【截图信息】【日志信息】（可选，上传日志内容或者附件）

三星日前宣布该公司的一位知名研究人员发布了关于AR可穿戴设备的新报告。三星研究院的Bongsu Shin博士与韩国亚洲大学机械工程系合作，共同撰写了在《自然通讯》上发表的论文，该报告讨论了使用AR设备为人工肌肉执行器提供动力。据了解，Je-Sung Ko教授是该论文的通讯作者，也是该部门的负责人，他制造了一个由AR智能眼镜和触觉手套控制的人工肌肉执行器。报告中写道：“为了获得生动的触感，人们对设计用于高耐磨性、重量轻、合规性和小尺寸的可穿戴触觉手套的兴趣日益浓厚。因此，提高AR/VR近眼显示器和紧凑型触觉可穿戴设备的光学性能的努力包括各种执行系统，以实现额外的功能，例如多焦点AR眼镜和薄型触觉手套。”随着公司开发新的用例和应用程序，整个行业对元宇宙的兴趣持续增长。该研究探索了与可穿戴设备集成的执行器和传感器。这些执行器和传感器采用轻巧、紧凑的外形，能够帮助用户满足移动需求。报告称，与传统电磁致动器相比，由于设计上的进步，新设备显著提高了移动性。并且由于 小规模、高功率的致动系统，触觉手套和AR智能眼镜变得更易于使用。支持AR的系统采用形状记忆合金（SMA）肌肉致动器，用于升级后的兼容放大SMA致动器（CASA），重量仅为0.22克，能够举起比设备重800倍的重量。Bongsu博士表示，新设备轻巧、紧凑但功能强大，具有相对的力重量比，并补充说道：“重要的是，新的执行器克服了传统执行器的局限性，同时带来了从机器人到可穿戴设备等扩展应用的潜力。我们预计，我们最新研究的成果将是核心硬件技术，为下一代提供更沉浸式和互动式体验。”该设备的其他好处包括图像深度控制，例如二进制深度切换和减少因长期使用AR智能眼镜而造成的视觉疲劳。研究补充说，这项创新会根据物体的焦距调整设备。该系统还利用“非振动机械触觉输出”为触觉设备创建自然交互和感觉。消息称，三星在与高通合作开发后者的Snapdragon XR平台的过程中，增加了其跨垂直领域的XR解决方案的数量。三星还在巴塞罗那举行的世界移动通信大会（MWC）上宣布，计划发布一款新的AR头显，以促进元宇宙体验，从而使该公司能够为竞争日益激烈的沉浸式市场扩展其XR头显产品阵容。

机器人厨房结合了技术和可持续性，为常见的食品行业问题提供了独特的解决方案。使用人工智能，这些机器人可以在很少或没有人工干预的情况下监控配料、烹饪、清洁。随着新冠肺炎疫情的持续，非接触式餐饮变得越来越受欢迎。送餐上门和外卖让陷入困境的餐馆有了喘息之机，而农夫冰箱等新鲜食品自动售货机已在疫情大流行初期迅速崛起。现在，机器人厨房正在非接触式餐饮领域发挥作用。机器人厨房是一个独立的封闭空间，使用机器人手臂来制作各种饭食。这样一来人与人之间的互动就少了，从而减少了潜在的感染风险。其中嵌入式传感器通过监测食材新鲜度和库存来遏制食物浪费，而自动清洁功能则可以限制食源性疾病和饮食交叉污染。机器人厨师可以配菜、烹饪和装盘全球食品技术公司 RoboEatz 开发了 ARK 03，这是一个200平方英尺的自主机器人厨房系统，可以存储、配菜和制作饭食，并将其放置在具有温度控制的小柜里，以供顾客取回。ARK 03系统专为医院、快捷餐厅和校园使用而设计，可全天候提供新鲜、可定制的饭食。ARK 03 使用机器人手臂从指定的料斗中收集食材配料，并将它们放入旋转的电磁炉中，然后将成品装盘。食谱预先编程到系统软件中，其中每个厨房可放置 80 种食材配料。通过移动应用程序，食客可以订购和定制他们的饭食，并观看烹饪过程的视频直播。ARK 03在准备饭食时会对配料进行称重，以确保质量控制，并维持成本和营养数据。ARK 03 系统使用嵌入料斗中的传感器自动跟踪库存并检测食材配料何时不足。这些传感器还会检查食材配料的新鲜度和温度，以确保食品可以安全食用。当传感器检测到配料不足时，ARK 03 系统会自动向供应商订购。此外，当配料的新鲜日期临近时，该系统还可以触发特定饭食的折扣。并且，在每次使用之间，机器人都会进行自我消毒，以防止交叉污染。在该机器人厨房系统可在装满食材配料的情况下，大约能做1000份饭食。从手臂到餐桌总部位于伦敦的食品机器人公司 Karakuri 最近推出了类似的机器人厨房概念 DK-One。这个紧凑的机器人厨房使用一个机器人手臂，用18种新鲜食材制作热饭和凉餐。与ARK 03系统一样，食客可以通过移动应用定制订单、查看订单状态并查看营养信息。嵌入式传感器监测配料的温度和数量。人工智能使用数据记录系统分析配料消耗情况，并计算未来需求，该系统记录所用配料的重量、温度和使用时间。这有助于减少食物浪费和成本。DK-One 系统目前需要人工补充配料和监控设备。DK-One占地6英尺，专为杂货店、自助餐厅和较小的空间设计。Nala Robotics公司计划于今年 4 月在伊利诺伊州内珀维尔开设一个机器人厨房。该公司计划使用人工智能控制的机器人制作十种不同的餐食。食客可以使用Nala应用程序下订单。机器人使用一个关节臂用新鲜食材制作餐食。尽管机器人厨房是自动操作的，但人类需要监控系统并重新添加食材配料。机器人厨房提供了独特的用餐体验，通过监控配料和限制浪费来促进食品安全和可持续性。它们的非接触式互动和全天候供应使它们成为抗击疫情的用餐选择。

2022年7月27日，华为举行了HarmonyOS 3及华为全场景新品发布会，发布了全新的HarmonyOS 3。HarmonyOS 3在交互设计、多设备互联互通、隐私保护和性能等带来全面升级，开辟了AIoT产业发展的新时代。HarmonyOS生态简介鸿蒙操作系统（HarmonyOS）是由华为开发，面向多智能终端、全场景的分布式操作系统。在传统物联网发展的过程中，随着用户移动端数量增长快速，碎片化效应明显，导致连接复杂，操控繁琐和体验割裂。华为推出的鸿蒙OS操作系统，能够将消费者生活场景中的手机、电脑、平板、电视、汽车和智能穿戴等各类终端进行整合，形成一个“超级虚拟终端”，并通过同一个分布式操作系统进行统一管理，可以实现不同的终端设备之间的快速连接、资源共享，匹配合适的设备，提供流畅的全场景体验。华为鸿蒙系统发展迭代情况在万物互联的AIoT时代，智能终端操作系统之前一直被Android、Linux和iOS所垄断。2019年8月，在美国制裁背景下，华为首次发布自主研发的操作系统鸿蒙OS，这是一款基于微内核全场景分布式OS，可在多设备之间互联互通。2021年6月，鸿蒙2.0正式发布，在分布式能力上做出重大提升，包括分布式应用框架、分布式数据管理等，进一步增强了智能互联功能。2022年7月27日，华为发布HarmonyOS 3，在软硬件协同、异构组网、分布式任务处理等方面进行性能提升，并新增多项功能，如超级终端多设备接入、分布式协同计算和设备性能共享等。鸿蒙OS推出后，用户数和装机量不断创新高。截至2022年7月，鸿蒙OS生态用户量已突破近4亿。HarmonyOS 3开启AIOT新时代，催生AIOT芯片的市场需求HarmonyOS 3在交互设计、多设备互联互通、隐私保护和性能等带来全面升级，从而将加速推进物联网终端设备从智能单品阶段迈向智能网联化，并逐步覆盖“1+8+N”全场景终端设备，开辟AIoT物联网产业发展新时代。物联网根据体系架构可分为感知层、网络层、平台层和应用层，根据该四个层次又可分为八个环节：芯片、传感器、无线模组、网络运营商、平台服务商、系统及软件开发商、智能硬件厂商和系统集成商。在以上环节中，芯片是物联网的核心环节，几乎每个物联网终端均需配置一颗低功耗和高可靠性的芯片。因此，随着鸿蒙生态的成熟及AIoT的发展，将带来对AIoT芯片市场需求的大幅提升。面向万物智联，博通集成携手HarmonyOS赋能全场景智慧生态博通集成电路（上海）股份有限公司（603068.SH）作为我国最早在AIoT领域布局的芯片设计公司之一，经过长期的积累，已成为众多细分赛道的行业领导者。公司拥有国际领先的RF-CMOS集成电路设计能力，以及完整的无线通讯产品平台，支持Wi-Fi、蓝牙、DSRC、NFC、ETC、GPS、北斗等数十种不同的无线协议和通讯标准，为国内外客户提供上百种低功耗、高性能的无线连接系统级芯片。公司在战略上全面支持鸿蒙生态。截至目前，已有BK3432、BK3633、BK7231、BE2028等多颗Wi-Fi、蓝牙芯片产品通过鸿蒙认证，并广泛应用于智能家电市场、无人机与航模市场、新能源车、电工市场等物联网领域。公司现已拥有全球首颗Wi-Fi 6物联网芯片，全球面积最小的Wi-Fi MCU芯片（2平方毫米，22nm工艺），全球最低接收功耗的Wi-Fi 6 MCU芯片（射频发射放大器的发射效率提升300%），并已启动Wi-Fi 7芯片产品的研发，公司将继续推动所有芯片产品全面支持鸿蒙智能生态。展望未来，5G+AICDE（AI、IoT、Cloud、Data、Edge）将激发产业级互联网海量的应用空间，预计2025年全球物联网总连接数规模将达到246亿个，华为HarmonyOS必将在生态中成为越来越重要的领导者。公司将凭借丰富的高性能产品组合，协助华为HarmonyOS覆盖“1+8+N”全场景终端设备，实现汽车、家电、可穿戴、音视频等终端边缘计算节点的“海量”与“多功能化”，共同开辟AIoT物联网产业发展新时代。博通集成公司简介博通集成电路（上海）股份有限公司（股票简称：博通集成，代码：603068.SH）成立于2004年12月，公司由来自美国硅谷的技术团队创立，聚焦智慧交通和智能家居应用领域，是国内物联网无线连接芯片设计领域内的领先企业。公司总部位于上海市浦东新区张江高科技园区，并在深圳、香港、雅典、北京、杭州、青岛等地设有子公司及技术分部。

不知不觉中 , 我们正在经历着新一轮的工业革命。物联网时代的到来推动着千行百业朝着数字化、智能化方向发展。随着智能终端的普及，人们对于消费电子产品的要求也愈发向着体积小、重量轻、功能全以及低功耗方向发展。为了能在更小的空间内构建功能更加丰富、针对行业用户进行深度优化的芯片系统，系统级 IC 封装 ( SiP，System in Package ) 成为了半导体行业内的新趋势，当前包括奉加微在内的诸多物联网通信芯片原厂纷纷开始发力，推出功能丰富的 SiP 芯片产品。投向物联网的 " 重磅炸弹 "封装曾经是半导体制造过程中最容易被忽视的一个环节，但随着摩尔定律逐渐放缓，工程师们开始意识到，封装的优化和创新对于芯片功能升级的重要性，而 SIP 封装就是当下封装技术中的重要组成部分。与从 IC 设计角度出发的 SoC，以及可相互进行模块化组装的 Chiplet 不同，SiP 封装简单地说就是将两个或多个不同的芯片整合在单一封装中。全球半导体封装大厂安靠对 SiP 的定义则为：在单个 IC 封装中，包含多个芯片或一个芯片，加上被动组件、电容、电阻、连接器、天线等任一组件以上之封装，即视为 SiP。与其他封装类型相比，SiP 技术优势十分明显，比如可以集成不同的有源或无源元件，形成功能完整的系统或者子系统；通过增加芯片之间连接的直径和缩短信号传输的距离，提升性能并降低功耗；应用广泛，主要应用于消费性、通讯产品，如手机、平板等，以及 5G、物联网、自驾车、智能城市、远距医疗等应用相关电子装置及组件…等。在诸多应用中，物联网可以说是 SiP 的一大推动力。以物联网可穿戴设备来说，Yole Development 数据显示，SiP 市场规模预计从 2020 年的 140 亿美元增长到 2026 年的 190 亿美元，可穿戴设备 SiP 市场在 2020 年的业务价值为 1.84 亿美元，仅占整个消费电子市场 SiP 的 1.55%，预计到 2026 年将达到 3.98 亿美元，增长率达 14%。稳坐全球可穿戴设备数量首位的苹果就是坚定看好 SiP 应用的公司，也可以说是将 SiP 带 " 火 " 的公司。早在 2015 年第一代 AppleWatch 中，苹果就开始采用了 SiP 工艺，将 CPU、存储、WiFi、触控、音频等 30 多个独立组件，20 多个芯片，8000 多个元器件都集成在 1mm 厚度的狭小空间内。在 2020 年推出的 AirPods Pro 中，苹果更是首次为其 TWS 耳机选择了类似的解决方案——两种不同的 SiP 封装，一种用于蓝牙连接，一种用于音频编解码器。甚至有媒体爆料，苹果 AirPods Pro 2 也将基于全新 SiP 封装系统芯片的超强算力支持，以及苹果优异的降噪算法，将为用户提供更为舒适的降噪效果。从某种意义上说，类似于智能手表、TWS 耳机等物联网可穿戴设备已经成为 SiP 封装方案的典型案例。作为社会的发展趋势，万物智联意味着未来将有更庞杂的终端体系、更多元化的应用场景以及更多样化的交互方式 , 未来终端电子需要整合的功能将越来越多，如何在体积、功耗等条件限制下实现多功能集成也将成为 AIoT 行业绕不开的痛点。在此背景下，SiP 技术成为了助推新时代到来的希望，但这并不意味着研发一款 SiP 就很容易。SiP 封装的研发是一个系统性的工程，不仅包含电性能、热性能、机械性能、可靠性等设计，还有材料、工艺的选择，更需要对周期、成本、供应链、风险进行精确的控制，这些都对芯片企业提出了极高的要求。奉加微作为一家致力于研发世界一流的低功耗射频芯片技术与自主知识产权的通信协议栈的芯片原厂，已取得芯片 SiP 方案阶段性成果，目前其 PHY62 系列中已有 6227 和 6229 两款芯片使用了 SiP 封装 , 可以为 AIoT 提供灵活、安全、多功能、高性价比的低功耗无线通信芯片和方案。在奉加微看来，SiP 方案不仅可以大幅缩减方案的封装体积，实现超小型设备的智能化，还能够通过集成针对各行业应用的各种不同的传感器、存储器和驱动电路，实现多功能集成，提高方案的性能、可靠性和多样化。更重要的是，SiP 方案还能有效降低成本，推动智能设备的普及和大规模商用；并且支持客户的深度化定制方案，提高封装效率，缩短产品上市周期。SiP 芯片，物联网应用全面开花对于物联网产业链而言，SiP 集成方案在成为物联网下游终端客户明智之选的同时，自然也成为了物联网上游通信芯片原厂的发力重点。奉加微 PHY6227、PHY6229 两款芯片就是在其低功耗核心产品 PHY6226 的基础上，通过 SiP 技术，分别合封了 G-sensor、Sensor Hub 以适配各类低功耗高精度传感器的采样需求。PHY6226 是奉加微于 2022 年推出新一代蓝牙芯片产品，支持 BLE 5.2 和 Zigbee 多通信模式共存，集成了超低功耗的高性能多模射频收发机，接收灵敏度达到 -99dBm@BLE 1Mbps。去年 7 月，奉加微高性能 ZigBee 3.0 协议栈获得了连接标准联盟 ( CSA, 前身 ZigBee Alliance ) 的平台认证，奉加微也因此成为第二家获得 CSA Zigbee 认证的大陆企业，这意味着奉加微 PHY6227、PHY6229 芯片皆能够实现基于 ZigBee 3.0 协议的各项功能。更重要的是，在合封了不同传感器之后，PHY6227、PHY6229 可以在 PHY6226 原有优势的基础上，结合传感器的优势，分别应对不同的场景和方案。PHY6227这款芯片的独特之处在于，其具有低噪声、高精度、低功耗和失调调整的三轴加速度计。在 G-Sensor 的加持下，PHY6227 凭借高集成度的性能已经成功应用于健康穿戴和智慧农业等领域的超轻量级的生物信息监控装置上。当前，智慧牧场已经成为主流发展趋势，国内大部分规模牧场已经步入数据化、智能化阶段，而数据获取的第一步，就是诸如牛项圈、鸡脚环、猪耳标等养殖检测设备。从这个角度来看，PHY6227 的 SIP 方案有着极大的优势。一方面，对于农畜牧业养殖设备来说，最重要也是最主要的需求就是设备的超轻量级和超小尺寸，否则就会影响牧畜的正常养殖，更严重者，甚至会影响生命健康，而奉加微 PHY6227 由于采用了 SIP 方案，有效减少体积和重量。另一方面，智慧牧场的本质就在于通过数据统计，掌握饲喂情况，帮助牧场提升管理效益。以牛项圈为例，其主要作用就是用于检测奶牛的活动，计算奶牛运动步数，通过计步器，判定奶牛们的活动轨迹，然后再根据活动轨迹，判断哪头奶牛处于 " 亢奋状态 "，从而进行人工授精。PHY6227 合封的 G-Sensor 就可以在此过程中充分发挥其性能，在主控芯片 BLE 的驱动下，G-Sensor 能够监测牧畜运动量等相关信息并上报云端，实现智能化管理，不仅可以提高牧场管理效率，还能提高动物健康水平。当然，除了生物信息监控装置，健康穿戴也是 PHY6227 的运用领域之一。随着智能手表、TWS 耳机等产品普及度的加深，健康穿戴设备对小型化的要求越来越高，不同工艺的外设、主控、存储和电源进行 SiP 深度整合，为该需求提供了最优的解决方案。PHY6227 采用针对低功耗需求的 SoC 架构定义，以及超低功耗射频收发机和通信基带，可以实现最低的峰值、平均和休眠功耗，进而保证智能戒指超长时间待机。总而言之，奉加微 PHY6227 芯片集成了超轻量级、超小尺寸、高性价比、低功耗、易上手推广等多个优点，可以满足物联网连接设备的诸多要求。PHY6229作为奉加微另一款采用 SIP 方案的芯片，针对物联网传感器的多样性需求，PHY6229 提供了低功耗、高精度的 Sensor Hub，且 Sensor Hub 与主控芯片之间可实现相互独立工作，形成双核协调工作，可适配各类家居、工业等无线传感器的应用场景。众所周知，当前声、光、电、热、力、位置等传感器是物联网 SiP 实现智能化的主要需求，在高精度低功耗 Sensor Hub 的助力下，目前 PHY6229 已经成功运用于交直流计量、健康监测、工业控制等领域。以家庭健康监测场景为例，集成 PHY6229 的手指夹式血氧仪支持脉动式血氧测量的 LED 传输和接收路径，基于智能保留算法和数据校准方案，保证高效率和高精确度的临床测量，可通过 BLE 连接到智能手机等设备，将信息传输至云端，实现健康数据监控。工业级场景应用下，以 PHY6229 作为主控芯片的无线温度监控设备具有体积小、功耗低、测温精准、性价比高等优势，通过大面积无线组网实现区块范围内所有设备的操控，即时上传数据实现高温告警，实现智能化管理。写在最后当前，中国作为全球最大的物联网市场，IDC 最新预测数据显示，中国物联网企业级市场规模将在 2026 年达到 2,940 亿美元，复合增长率（CAGR）13.2%。随着物联网的快速兴起，毫无疑问系统级 SiP 芯片也将迎来快速发展机遇。奉加微作为一家成熟的物联网通信领域的芯片原厂，根据客户需求提供高质量的深度定制方案，伴随未来芯片性能更强、体积更小的需求，持续深耕 SiP 封装集成方案，为未来千亿级物联网市场发力蓄能。* 免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。原文链接：http://www.myzaker.com/article/62e33c088e9f0946a16150f5

        市场研究机构Counterpoint research发布的最新研究显示，2022年第一季度全球蜂窝物联网模块芯片出货量同比增长35%，保持高速增长态势。　　从市场来看，中国市场是最主要的物联网芯片消费地区，中国、北美、西欧市场占据了超过75%的消费量。其中，PC、路由器/CPE和工业是5G物联网芯片的前三大应用。　　从蜂窝物联网芯片供应商来看，高通以42%份额排名第1。排名第2到第7的供应商全部来自中国，其中紫光展锐以25%份额排名第2，翱捷科技以7%份额位居第3，联发科、移芯通信、芯翼信息、华为海思位居其后。　　分析师表示，2022年第一季度，高通、紫光展锐、翱捷科技占据前三，出货量超75%。就全球市场而言，高通保持领先，其次是紫光展锐和Sequans。就中国市场而言，紫光展锐、高通和翱捷科技的出货量领先。　　高通在全球主要10个市场中的9个市场保持领先，只在中国市场面临本土竞争对手的强劲竞争。高通一直在扩大其蜂窝物联网芯片组产品组合，例如针对零售、汽车、工业机器人和智慧城市等垂直领域的优质4G和5G解决方案。　　紫光展锐在4G（Cat1和Cat1 bis）和NB-IoT技术方面表现强劲。此外，紫光展锐稳步改进蜂窝技术，提供4G Cat.4＋和5G产品。紫光展锐已成功扩大了客户群，增加了移远通信、广和通、中国移动以及其他国际模组厂商。（连新）　　转自：中国电子报原文链接：http://www.cinic.org.cn/hy/tx/1329190.html

开发板的编程技巧数组 array1.什么是数组数组特性：（1）一个数组中的数据类型必须是相同的（2）数组的大小是固定的，在运行的过程中绝对不可以改变数组的大小。（3）数组的内存的占用是连续的例子：数组的声明和初始化向量 Vector和数组不同，向量的大小可以改变。和数组相同的是，向量的数据类型必须相同。向量实际相当于动态数组.需要在库管理器中添加使用。向量的声明和初始化第一种情况 不知道元素的内容vector ledpins;第二种情况知道元素内容<> + {｝vector durations = {100,200,300};枚举5枚举是一种存放常量的容器。专业一些，他本质上其实就是一个默认整数类型。 通俗一些，他就是一个命名工具而已声明enum class LedCmd {On, Off, Flash}enum声明默认使用整数类型，占用2个字节改成 unsigned char 或者 byte,只占用1个字节结构体 + 向量结构体 （1）是一种容器，可以存放不同类型的数据 （2）声明 内存优化之bitfield 位域用bitfield来大幅度降低变量的内存占用。 Bitfield仅可用于结构体和类内的变量，并且使用后，代价是对这些变量的指针操作将会失效。仿真： cid:link_0联合体+结构体+位域 综合运用联合体和结构体非常的相似，不同之处在于成员的内存占用。联合体是内存共享机制，结构体是内存独享机制。 仿真：cid:link_1类、创建自己的库类（Class）是 面向对象程序设计 （OOP，Object-Oriented Programming）实现信息封装的基础，类的实质是一种引用数据类型，类似于byte。创建自己的库ARDUINO的库就像是一个巨大的图书馆，而第三方提供的源代码和案例文件就相当于图书馆里的书。 当我们想使用一个传感器时，可以到ARDUINO库里找到下载对应的源代码。指针指针，是C语言中的一个重要概念及其特点，也是掌握C语言比较困难的部分。指针也就是内存地址，指针变量是用来存放内存地址的变量，在同一CPU构架下，不同类型的指针变量所占用的存储单元长度是相同的，而存放数据的变量因数据的类型不同，所占用的存储空间长度也不同。有了指针以后，不仅可以对数据本身，也可以对存储数据的变量地址进行操作。指针变量p本身也是一个变量，也需要占据存储空间（32位系统下占4个字节），同样也有地址。ptr 为指针受量ptr 指向的是整数变量ptr变量的内容是 空地址仿真：cid:link_2

余氯传感器：它测量水中的余氯（即游离氯、一氯胺和总氯），氯气因其效率高而被广泛用作消毒剂。总有机碳传感器：TOC 传感器用于测量水中的有机元素。浊度传感器：浊度传感器测量水中的悬浮固体，通常用于河流和溪流测量，废水和流出物测量。电导率传感器：在工业过程中进行电导率测量主要是为了获取有关水溶液中总离子浓度（即溶解的化合物）的信息。pH 传感器：用于测量溶解水中的 pH 值，指示其酸性或碱性。氧化还原电位传感器：ORP 测量提供对溶液中发生的氧化/还原反应水平的观察。

正如人们所知，物联网有望改变制造业。连接设备通过提高安全性、降低能耗和为管理人员提供实时数据分析，让工厂的车间更高效地运行。从在设备需要维护时提醒管理人员的智能照明和联网物联网传感器，到可以通过互联网使用新软件和协议进行自我更新的机器，当今的联网世界拥有全新的制造方式。因此，许多企业都将目光投向了旨在通过增强连接性来提高生产效率的战略。虽然物联网技术继续快速发展，但如今已经有几个物联网用例可供制造商使用。以机器对机器（M2M）通信为例，它允许自动化系统将信息直接从一台设备发送到另一台设备，而无需人工干预，从而实现更好的库存管理和质量控制。除了简化库存跟踪和分销管理等流程之外，物联网技术还具有巨大的自动化潜力。例如，嵌入机器的传感器可以在磨损或损坏迹象成为重大问题之前自动检测它们。这有助于避免昂贵的维修费用，并使工厂能够更有效地运行，同时减少浪费并节约水和电力等资源。

根据定义，“一种用于测量热量的设备，可以检测特定来源的温度物理变化并为设备或用户转为电信号数据，称为温度传感器。” 这些传感器已在各种设备中部署了很长时间。然而，随着物联网的出现，温度传感器被发现在更多设备中能发挥更多作用。 仅在几年前，它们的用途仅限于空调控制、冰箱和用于环境控制的相关设备中。然而，随着物联网世界的出现，它们已经在制造业、农业和健康产业中发挥了作用。 在制造业中，许多机器需要特定的环境温度，以及设备温度。通过这种测量，制造过程可以始终保持最佳状态。 另一方面，在农业中，土壤温度对作物生长至关重要。这有助于植物的生长，最大限度地提高产量。 以下是温度传感器的一些分类： 热电偶：这是用温度引起电压变化来测量的设备。随着温度升高，热电偶的输出电压升高。电阻温度检测器（RTD）：器件的电阻值与温度成正比，当温度升高时电阻值呈正向增加。热敏电阻：是一种温度敏感电阻，其物理电阻随温度的变化而变化。IC（半导体）：它们是线性器件，其中半导体的导电率线性增加，并利用半导体材料的可变电阻特性。它可以提供数字形式的直接温度读数，尤其是在低温下。红外传感器：它通过拦截物体或物质发射的一部分红外能量并感知其强度来检测温度，仅可用于测量固体和液体的温度，不能用于气体，因为它们具有透明性。

ADI欧洲中央应用中心的核心应用工程师Diarmuid Carey随着物联网设备越来越多地用于工业产品、家居自动化和医疗应用中，通过减小外形尺寸、提高效率、改善电流消耗，或者加快充电时间（对于便携式物联网设备）来优化这些设备电源管理的压力也越来越大。所有这些都必须以小尺寸实现，既不能影响散热，也不能干扰这些设备实现无线通信。什么是物联网？物联网，通常指一种智能联网电子设备，可由电池供电，能将预先计算的数据发送给基于云的基础设施。它利用嵌入式系统集合体（例如处理器、通信IC和传感器）来收集、响应数据，并将数据发送回网络的中心位置或其他节点。物联网应用领域存在多种表现形式，设备形态多样。例如简单的温度传感器，用于向中央监控区域报告室温，或者设备健康监测器，用于跟踪监测昂贵工厂设备的长期健康状况等等。开发这些设备是为了解决特定需求和挑战，无论是为了自动执行通常需要人工干预的任务，比如家居或楼宇自动化，还是在工业物联网应用中提高设备的可用性和使用寿命，如果考虑在基于架构的应用（例如桥梁）中实现状态监控应用，甚至可以提升安全性。物联网应用的五大核心领域物联网设备的应用领域异常广泛，新场景和新应用不断翻新。比如，基于应用的智能变送器可收集其环境数据，做出控制温度、触发警报或自动执行特定任务的相关决策。此外，煤气表和空气质量测量系统等便携式仪器，可以通过云向控制中心提供准确的测量结果。GPS跟踪定位系统是另一种应用，如可以通过智能耳标，追踪牲畜集装箱中的奶牛。而这些都仅仅是云连接设备中的一小部分。其他领域还包括可穿戴医疗健康应用和基础设施检测应用。当前，工业物联网应用已成关键增长领域，它是以智能工厂为中心的第四次工业革命里一环。许多物联网应用最终都在尝试尽可能实现工厂自动化，无论是通过使用自动导引车（AGV）、智能传感器（如RF标签或压力表），或是部署在工厂周围的其他环境传感器。ADI公司认为，物联网主要侧重以下五大领域：智能健康——支持临床级和消费级的生命体征监测应用。智能工厂——侧重于通过提高工厂的快速响应能力，使工厂更灵活、更精简，以构建工业4．0。智能楼宇／智慧城市——利用智能传感技术来执行楼宇安全、车位占用检测，以及实施温度和电气控制。智能农业——利用现有技术实现自动化农业并提升资源利用效率。智能基础设施——基于状态监控技术来监测移动和架构安全。物联网设计挑战在不断发展的物联网应用领域，设计人员面临着诸多挑战，但供电却是最令人头痛的。这些设备或节点大多数是在事后安装的，或安装在难以接近的位置，因此无法为其供电。这意味着需要完全依赖电池和／或能量收集方式供电。假设要为工厂内偏远的物联网节点供电，一旦部署新电缆，不仅实施成本高昂，而且极为耗时，所以一般都会选择使用电池或能量收集方式为这些偏远节点供电。而依赖电池供电，需要遵循严格的功率预算，以确保尽可能延长电池寿命，这必然会影响设备的总拥有成本。使用电池的另一个缺点，是在电池报废之后需要更换电池。这包括电池本身的成本，以及更换电池和弃置旧电池的高额人力成本。另外还要考虑电池成本和尺寸，这往往会导致对电池过度设计，以确保其拥有足够容量，从而满足电池的使用寿命要求，一般是要求超过10年。但是，过度设计会额外增加电池的成本和尺寸，因此，不仅要优化功率预算，还要尽可能减少能源使用，使电池尺寸足够小，同时仍能够满足设计要求。物联网供电为了方便讨论，ADI公司将物联网应用中的电源分为以下三种情况：使用不可充电电池（原电池）的设备需要使用可充电电池的设备利用能量收集来提供系统电源的设备这些电源可以单独使用，或根据应用需要组合使用。原电池应用大家都知道各种不同的原电池应用，这些也称为不可充电电池应用。主要用于偶尔需要用电的应用，也就是说，设备偶尔通电，然后重新进入深度睡眠模式，所以耗电很少。使用原电池供电的主要优势在于：它提供高电能密度，设计简单（因为无需包含电池充电／管理电路），以及成本较低（因为电池更便宜，所需的电子器件更少）。它们非常适合低成本、低功耗的放电应用，但是，因为这些电池的寿命有限，所以不太适合功耗略高的应用，而更换电池会产生额外的电池成本以及更换电池的人工成本。想象一下拥有许多节点的大型物联网装置。当您请技术人员现场更换一台设备的电池时，通常会一次性更换所有电池，以节省人工成本。毫无疑问，这是一种浪费，只会加剧全球浪费问题。更重要的一点，不可充电电池只提供了最初制造电池所用电量的2％。约98％的电量浪费使得这种电源的经济效益非常低。显然，它们在基于物联网的应用中确有一席之地。相对较低的初始成本使其非常适合低功耗应用。它们提供多种类型和尺寸选择，而且无需使用额外的电子器件来进行充电或管理，所以是简单的解决方案。从设计角度来看，关键挑战在于如何充分利用这些小型电源提供的电力。为此，需要花费大量时间来制定功率预算计划，以确保尽量延长电池的使用寿命，设计目标一般是10年。对于原电池应用，可以考虑使用ADI微功耗产品系列中的两款产品：LTC3337微功耗库仑计数器和LTC3336微功耗降压稳压器，如图1所示。 图1．LTC3337和LTC3336应用电路LTC3336是一款低功耗DC－DC转换器，输入电压可高达15 V，峰值输出电流可编程。输入可以低至2．5 V，因此非常适合电池供电应用。在空载状态下调节时，静态电流可能非常低，仅65 nA。随着DC－DC转换器不断改进，可轻松设置并用于新设计中。输出电压可根据OUT0至OUT3引脚的连接方式进行编程设置。LTC3336的配套器件是LTC3337，这是一款微功耗原电池健康状态监视器和库仑计数器。它是另一款可轻松用于新设计的产品，只需按照峰值电流要求（在5mA至100mA范围内）连接IPK引脚。根据选定的电池进行一些计算，然后填入基于选择的峰值电流推荐的输出电容。最终，为功率预算有限的物联网应用找出合适的配套设备。这些产品能够准确监测原电池的电量使用情况，并将输出高效转换为可用的系统电压。可充电电池应用现在，再来看看可充电应用。对于需要更高功率或更高放电的物联网应用，原电池更换频率显然不合适，可充电电池将是一个不错的选择。电池的初始成本以及充电电路使可充电电池应用的成本更高，但在需要频繁放电和充电的高放电应用中，这种成本是合理的，很快能实现回本。根据所使用的化学物质，可充电电池应用的初始电量可能比原电池低，但从长远来看，效率更高，总体来说，浪费更少。根据电力需求，还可以选择电容或超级电容存储，但它们更多用于短期后备存储。根据所使用的化学物质，电池充电涉及几种不同的模式和工作特性（specialist profiles）。例如，图2中显示的锂离子电池的充电特性曲线。底部为电池电压，纵轴表示充电电流。 图2．充电电流与电池电压的关系当电池严重放电时，如图2左侧所示，充电器需要具有足够智能，让电池进入预充电模式，使电池电压缓慢增加到安全水平，然后进入恒流模式。在恒流模式下，充电器将设定的电流输入电池，直到电池电压升至设定的浮充电压。设定的电流和电压均取决于所用的电池类型，充电电流受充电速率和所需的充电时间限制，浮充电压则基于保持电池安全的阈值。系统设计人员可以根据系统需要，通过稍微降低浮充电压来帮助延长电池的使用寿命，与针对电源的考量一样，就是进行权衡和取舍。达到浮充电压之后，充电电流会降至零，并且会根据终止算法使该电压保持一段时间。图3显示了3电池应用随时间变化的行为特性曲线。红色线条表示电池电压，蓝色线条表示充电电流。它在恒流模式下启动，最高电流达2A，直至电池电压达到12．6V恒压阈值。充电器在终止定时器定义的时长内保持此电压，在本例中，时长为4个小时。许多充电器产品都支持编程设置该时间。 图3．充电电压／电流与时间的关系有关电池充电和一些可用产品的更多信息，可参阅《模拟对话》文章“适用于任何化学物的简单电池充电器IC。” 图4．LTC4162：3．2 A降压型电池充电器图4显示了一个不错的多功能降压型电池充电器（LTC4162）示例，它可以提供高达3．2 A充电电流，适合用于多种应用，包括便携式仪器仪表和需要更大电池或电池组的应用。它也可用于从太阳能充电。能量收集应用在使用物联网应用和其电源时，另一个可以考虑的选项是能源收集。当然，对于系统设计人员来说，需要考虑多方面因素，但免费能源的吸引力不能低估，尤其是电源要求不太严格且安装位置不能触及（即技术维修人员接触不到）的应用。有许多不同的能源可供选择，也并非一定是户外应用才使用这种方式。太阳能以及压电或振动能量、热电能，甚至RF能量都是可以收集的（虽然其功率电平很低）。图5显示使用不同收集方法时相应的电能水平。 图5．能源和可用于各种应用的大致电能水平至于缺点，与之前讨论的其他电源相比，其初始成本更高，因为需要使用收集元件，例如太阳能电池板、压电接收器或珀尔帖效应元件，以及电能转换IC和相关的使能组件。另一个缺点是解决方案的整体尺寸更大，特别是与纽扣电池这样的电源相比。使用能量收集器和转换IC时，很难实现小型解决方案。在效率方面，管理低电能水平也是一个难题。因为许多电源都是交流电源，所以需要整流。ADI使用二极管来实现整流。设计人员必须考虑其本身特性导致的电能损失。在增大输入电压的情况下，这种影响会减弱，但并非始终如此。 图6．能量收集应用中ADP5090的功能框图大多数能量收集讨论中使用的器件来自ADP509x产品系列和LTC3108，它支持广泛的能量收集来源，提供多条电源路径和可编程充电管理选项，可以提供极高的设计灵活性。可以使用多种能源为ADP509x供电，但也可以从电源中提取电能，用于为电池充电或为系统负载供电。从太阳能（室内和室外）到热电发电机（从可穿戴应用的人体热量或发动机热量中提取热能），任何能量来源都可用于为物联网节点供电。此外还可以从压电电源中获取电能，这增加了另一层灵活性，也是一种很不错的方式，（例如）可以从运行的电机中提取电能。另一个能够通过压电电源供电的器件是ADP5304，它以较低的静态电流（空载状态下一般为260nA）运行，非常适合低功耗能量收集应用。数据手册中展示了一个典型的能量收集应用电路（参见图7），该电路由压电电源供电，用于为ADC或RF IC供电。 图7．ADP5304压电电源应用电路电能管理在讨论功率预算有限的应用时，还应当考虑电能管理。在查看不同的电源管理解决方案之前，首先要针对应用执行功率预算计算。这个步骤很重要，可以帮助系统设计人员了解系统中使用的重要组件，以及它们分别需要多少电能。这会影响他们的决定，是选择原电池、可充电电池、能量收集，还是将这些选项组合使用。在研究电能管理时，物联网设备收集信号并将其发送回中央系统或云端的频率是另一个重要因素，它对整体功耗有很大影响。一种常见手段是调整电源使用的占空比，或者延长唤醒设备使其收集和／或发送数据的时间间隔。在尝试管理系统电能使用情况时，对每个电子设备使用待机模式（如果提供）也是一种非常有用的工具。结论与所有电子应用一样，尽早考虑电路的电源管理部分很重要。这在电源受限的应用中，如物联网领域里更为重要。在设计阶段尽早制定功率预算有助于系统设计人员确定有效的路径和合适的设备，以应对这些应用带来的挑战，同时仍能够以小尺寸解决方案实现高能效。关于ADI公司ADI是全球领先的高性能模拟技术公司，致力于解决最艰巨的工程设计挑战。凭借杰出的检测、测量、电源、连接和解译技术，搭建连接现实世界和数字世界的智能化桥梁，从而帮助客户重新认识周围的世界。作者简介Diarmuid Carey是欧洲中央应用中心的应用工程师，工作地点在爱尔兰利默里克。他自2008年以来一直担任应用工程师，并于2017年加入ADI公司，为欧洲的众多市场客户提供Power by Linear产品组合的设计支持。他拥有利默里克大学计算机工程学士学位。