Mar . 2024
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物聯網（IoT）市場最近幾年經歷了顯著的成長，2021年全球市場規模達到3,847億美元，預計2029年將達到24,652.6億美元。 隨著這個市場的擴大，相關企業都在努力開發和部署創新解決方案，以保持競爭力。 然而，從概念驗證到擁有成熟的IoT產品所需的時間是關鍵，這可能成為工程師團隊面臨的重大挑戰。
隨插即用型IoT解決方案可協助工程師縮短概念驗證時間，實現快速洞察，並以更低成本取得有用的用戶反饋。 本文將探討隨插即用型IoT解決方案的效益。 此外，本文將重點放在英飛凌XENSIV™互聯感測器套件（CSK）的技術性能和應用，它是一款能夠加速IoT專案開發的強大工具。
特別是在開始一個新項目時，設置感測器和無線連接及分析數據會非常耗時且具有挑戰性。 IoT產品開發過程延遲可能嚴重影響像木的驗證。
即插即用的IoT平台為建構幾乎不需要配置的IoT解決方案提供了一種新方法。 即插即用型IoT解決方案是將不同感測器與微控制器和無線連接結合。 此外，用戶實操手冊讓工程師只需幾分鐘就能完成IoT解決方案測試和驗證，而無需進行額外的程式碼開發。 通常情況下，測試前唯一需要進行的配置，即Wi-Fi設置，可透過圖形介面進行。 通過使用即插即用型IoT平台，IoT產品原型設計流程得到了簡化，開發人員和工程師可專注於打造為使用者帶來價值的IoT產品，而他們的生活也能更輕鬆。
圖1 英飛凌XENSIV™ 互聯感測器套件
英飛凌XENSIV™互聯感測器套件（CSK）是一體化IoT開發生態系統的一部分，其中包含通用感測器、庫及感測器和連接用例的應用程式程式碼範例。 透過利用英飛凌感測器，新產品原型的開發變得更加簡單直覺。 CSK讓感測器電路板原型設計不再錯綜複雜。 因此，對於IoT領域想要快速設計、開發和製造出產品的客戶而言，它加速了測試感測器驅動的IoT產品。
XENSIV™互聯感測器套件可實現低功耗和無線連接。 所有XENSIV™ CSK型號都採用PSoC™ 62低功耗雙核心微控制器來管理感測器和數據傳輸。 它有6種功耗模式，可實現精細化的功耗管理，深度睡眠模式的功耗僅為7 μA，有功功率模式的功耗為22 μA/MHz。 套件採用低功耗Wi-Fi（雙頻段–2.4和5 GHz）加藍牙5.0二合一連線解決方案。 英飛凌的OPTIGA™ Trust M使得XENSIV™ CSK還擁有一個安全層，可確保實現雙向認證、安全通訊和數據儲存保護。 另外，它還通過了FCC和CE預認證。
圖2 英飛凌XENSIV™互聯感測器套件： (a) CSK BGT60TR13C型號的示意圖； (b) CSK PASCO2型號的示意圖
XENSIV™互聯感測器套件可用於需要進行溫度、壓力或CO2濃度測量或運動監測的應用。 這些測量是基於XENSIV™ 毫米波雷達、PASCO2感測器和 DPS368壓力感測器而進行，它們構成了一套功耗極低的緊湊型系統。 例如，DPS368以1Hz的取樣速度測量壓力時，平均功耗僅為1.7 μA，且它的封裝尺寸僅為2.0 x 2.5 x 1.1 mm3。
英飛凌的XENSIV™ CSK有兩個型號：CSK PASCO2和CSK BGT60TR13C。 它們具有Feather相容性，擁有一個包含處理器和互聯感測器的基板（快速IoT連接開發套件）。 CSK BGT60TR13C適用於支援基於雷達的存在檢測及壓力測量項目。 CSK PASCO2套件是利用PASCO2感測器（而非雷達）來實現這些測量，它適用於空氣品質監測應用。
作為一種隨插即用型解決方案，英飛凌的XENSIV™互聯感測器套件應為用戶提供快速易用的項目開發體驗。 這可通過英飛凌開發的ModusToolbox™軟體生態系統來實現。 它與ModusToolbox™無縫集成後，可為開發人員提供應用程序代碼範例和感測器驅動程序，從而加快產品上市速度。 此外，開發人員還可存取所有英飛凌社群和資料，以及支援Windows、Linux和macOS的開發工具，以構建新的嵌入式應用程式。
圖3 快速IoT連線平台
英飛凌提供套件CSK BGT60TR13C和套件CSK PASCO2的快速使用指南。 這些入門指南指導用戶如何快速設置和運行CSK。 第一步是利用USB線將XENSIV™互聯感測器套件連接到計算機，並訪問快速IoT連接平台。 在該平台上，用戶可以註冊套件，並設置用戶名稱和密碼，然後開始使用套件。
登入後，用戶可以利用設備的序號來添加設備。 系統將引導您下載並利用預先編譯的應用程式範例及與雲端建立安全連線所需的所有憑證來編寫開發套件。 此時，用戶必須提供Wi-Fi網路的存取訊息，以使套件能與雲端建立連接。 完成這些步驟後，雲端將為您構建一個項目，您可以透過快速IoT連接平台主頁的設備選項卡來訪問該項目。
圖4 利用XENSIV™套件CSK PASCO2進行和通過 快速IoT連接平台可視化的CO2濃度歷史測量
成功構建項目後，接下來就需要下載檔案並將其傳輸至工具包。 下載並提取壓縮資料夾後，您將找到編寫XENSIV™互聯感測器套件所需的所有檔案。 此時，您唯一需要做的就是運行程序包檔案。 它將清除套件內存中的所有內容，安裝程序，並設置Wi-Fi連接。
接下來，XENSIV™互聯感測器套件將找到並連接事先定義的網路。 一旦完成與電路板的連接，雲端應用將把連接狀態修改為已連接。 然後，您即可透過雲端訪問電路板測量並對其進行配置，以調整測量頻率等。
英飛凌提供了一個基於雷達的存在偵測範例，能夠檢測指定範圍內人的存在。 用於智能樓宇項目時，這些系統可通過只在有人存在時才開啟照明、供暖、制冷和通風等設備，來大幅提高能源效率。 XENSIV™套件CSK BGT60TR13C不僅能夠檢測宏觀運動，還能檢測微觀運動，例如在鍵盤上打字或呼吸時的胸部運動。 因此，您可以在每個房間都使用XENSIV™套件CSK BGT60TR13C，以透過提供有關每個房間人的存在的更多數據來提高設備控制的信心。 本例很好地介紹了60 GHz雷達的功能。
XENSIV™套件CSK PASCO2的應用之一是空氣品質監測系統。 監測室內CO2濃度對於人的健康和安全及建築物的能源效率至關重要。 由於連接容易，可以使用多個XENSIV™套件CSK PASCO2來建立一個感測器網絡，以便全範圍覆蓋整棟樓宇，並提供關於CO2濃度的精確數據。 可根據所採集的數據來調節建築物內所需的風量，從而支援控制系統。 由於通風系統只在CO2濃度超出允許限值時才運行，因此此解決方案確保了空氣品質和能源效率。
隨插即用型IoT解決方案可協助縮短概念驗證時間，實現快速洞察，並以更低成本獲取有用的用戶回饋。 透過將感測器、數據處理器及雲端連接結合在一起，英飛凌的XENSIV™互聯感測器套件解決了IoT設備開發和部署的三大挑戰。 XENSIV™互聯感測器套件的技術性能使其成為需要低功耗及溫度、壓力和CO2濃度測量或運動監測的應用的理想選擇。 對於IoT領域的客戶而言，此互聯感測器套件是使工程師和開發人員能夠專注於對最終產品最重要的數據的重要工具之一。
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文章來源：英飛凌官微
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