通过执行主编LELAND TESCHLER
市场研究显示，如今消费者对联网产品的热情有所下降。但电子供应商仍在设计旨在快速实现物联网的组件和软件。
去YouTube，输入物联网，你会发现无数的视频和TEDx演讲都预言了未来每个人都会被成千上万的日常“事物”所包围。但预言者显然忘记了与真实的消费者核对他们对联网家庭和生活的偏好。
或者至少这可能是一个外卖Argus见解从最近的市场研究,消费者和企业营销分析公司在洛斯盖多斯,加利福尼亚州阿说,它已经显著放缓的物联网的消费者对主食的需求一般包括衣物和健身乐队。阿格斯公司首席执行官兼创始人约翰•费兰德表示:“消费者希望他们的可穿戴设备不仅仅能做简单的数步，就像他们希望用手机做的不仅仅是打电话一样。Fitbit和其他同类产品将需要增加更多产品，以保持消费者的参与度，并再次购买更多产品。”
同样，Argus最近发现，物联网市场的家庭自动化部分正在迅速失去动力。该公司的数据显示，就在几个月前，消费者对恒温器、灯泡、锁、传感器和摄像头等联网家庭设备的需求首次低于一年前的水平，这表明消费者的兴趣正在停滞。
关注物联网业务的供应商承认，对互联世界的预测存在困难。一个巨大的障碍是现在所有与无线技术和互联网相关的通信协议。蓝牙、ZigBee、IEEE 802.11p、LTE等都被认为是主流标准。供应商表示，标准的多样性是个问题。Mentor Graphics公司的Nucleus实时操作系统产品经理Andrew Caples表示:“目前还没有针对物联网或连接设备的全球行业标准。“碎片化使物联网的采用更具挑战性。有必要建立被特定垂直市场和许多行业水平接受的物联网标准。随着标准的确立，物联网的采用将加速，有利于消费者。”
电源制造商CUI表示，智能家居就是一个很好的例子。目前有许多提议的协议，包括Z-Wave和ZigBee。消费者需要确保他们的暖通空调、照明、音频/视觉和安全系统使用相同的语言。但这种设备通常来自多个制造商，所以让它们开口说话的任务很有挑战性。
但有迹象表明，这些障碍并没有阻止电子产品供应商。元器件制造商表示，对更小、更便宜的物联网技术的追求正在推动硬件和软件的一些发展。“随着越来越多的东西成为物联网的一部分，我们将处理更小的设备，提供更多的智能。考虑到这一点，我们将努力提高电力效率和延迟，并针对需要处理数据的地方进行设计改进，”英特尔公司总经理Bridget Karlin说。她还表示，由于物联网，“我们的组件和解决方案更受政策驱动，允许对部署的设备进行更大的安全性和控制。”
其他半导体制造商也表达了同样的观点。物联网战略营销总监Gil Reiter表示:“随着物联网的不断发展，我们预计工程师们将继续看到半导体供应商针对低功耗设备和集成的创新，比如针对低端设备的更先进的片上安全功能。”“这些趋势将推动更多电池驱动的物联网设计。微控制器和处理器上更好的内存和处理能力将使设计更智能的设备能够做出更多的本地决策。”
在电子无源元件中，小型化包装的趋势也很明显。“随着越来越多的事物连接在一起，必须对某些类型的隔离给予更多关注。连接的机器、电机和设备创造了对共模扼流圈的需求，以实现EMI兼容性以及微型隔离变压器。线圈制造芯片电感器，功率磁体，EMI滤波器，宽带变压器和类似的磁性元件。
关于半导体不断缩小的尺寸已经有很多文章，但物联网正迫使无源组件也变得更小。“近年来，我们取得了巨大的进步，特别是我们的XAL/XFL系列的超小、超高效功率电感，”Crane说。“它们采用线绕结构，并安装在坚固的磁屏蔽体中。”
为了了解物联网应用对无源组件的需求，Crane继电器最近在一种能源收集产品中出现了这种情况。“我们被要求开发一种用于低压升压的微型反激变压器。这就是我们LPR6235系列的由来。”“它只有6毫米见方，3.5毫米高，转弯比从1:10到1:10。这种应用在10年前是不现实的，无论是从能源供应还是从能源消费两方面。紧凑型能源收割机的价格已经达到了合理的水平，电力消耗也已经降低到可以通过收集能源来支持这些应用的水平。”
同样，小型电子产品的出现也迫使电源制造商开发功率密度更高、能够在低电压下工作的模块。CUI表示，随着处理器和FPGA设计将电源电压压低至1v或更低，这一趋势已经加速。因此，1.8到3 V范围的电压只用于与内存和外设接口的专用I/O设备。但CUI指出，服务器处理器和fpga的最大功率范围仍然在几十瓦左右，最高性能产品的功率超过100瓦。结果是当前的需求在负荷点(POL)开始超过100-A水平。
为了满足这些需求，CUI最近发布了一款3kw的PMBus热插拔电源，名为PSE-3000。它的功率密度为33.5 W/in。3.．为了解决POL的高电流/低电压需求，该公司最近发布了90-A数字非隔离模块(NDM3Z-90)，专门设计用于提供低至0.6 V的高电流和精确电压。
通过物联网进行通信
显然，一旦物联网启动，将会有很多传统上“未连接”的对象开始展示通信功能。这一趋势的迹象已经出现。一个例子来自位置编码器领域，用于测量旋转轴的位置和速度。目前CUI的旋转编码器包含一个专用集成电路和一个单片机。该电子元件为编码器注入了控制功能，包括使用GUI软件以编程方式设置分辨率、零点和换向信号的能力。此外，编码器具有机载诊断功能，有助于现场故障分析。编码器可以查询，以表明是否运行正常，或是否有一个故障，从机械不对中轴或从其他问题。
相同类型的功能可以实现预防措施。例如，在CUI编码器的情况下，在启动应用程序之前运行一个测试序列可以验证编码器提供的是有效的数据。
随着物联网将连接到一起的所有数字实体，它可能很容易陷入连接量巨大的困境。实时操作系统(RTOSs)可能有助于避免此类问题，因为它们可以在不引入延迟的情况下做到这一点。
几十年来，RTOSs在汽车发动机和工业过程控制等控制系统中得到了广泛应用。实时操作系统能够确定地满足控制期限，在保证的时间框架内运行和执行任务。
然而，一个复杂的因素是，连接到物联网的设备非常多样化。有各种各样的处理器和品牌的处理器处理控制任务和运行连接的设备，如手机。而物联网处理器的内存大小有时可能非常小。其结果是，面向物联网使用的实时操作系统需要具备扩展支持各种封装各种内存和处理能力组合的设备的能力。
多样性也增加了安全漏洞的可能性。为了领先于黑客，物联网设备必须进行远程管理和更新。因此，更多的RTOSs正在转向基于稳定的核心和附加组件的模块化方法，以促进快速升级。
一个考虑到物联网的实时操作系统的例子是Mentor Graphics公司的Nucleus。Nucleus产品经理Andrew Caples将其描述为具有物联网和M2M连接协议、网络中间件和安全的小占地，所有这些都可扩展，以符合资源受限设备。Nucleus还拥有一个内置的电源管理框架，旨在处理处理器和soc的低功耗特性，因此可以编写应用程序，以最小化功耗，延长电池寿命。
许多物联网应用程序往往位于狭窄的空间，这限制了电子产品的可用容量。考虑到这一点，Nucleus支持内存空间分区。这是一种基于用例分配内存资源的能力，Caples解释道。内存分区可以在需要时用于加载应用程序进程;它们可以被卸载以释放内存。Caples说，这个功能对于基于多核soc的可穿戴产品特别有用。“尽管这些系统资源有限，但它们仍然包括复杂的用户界面、中间件，当然还有连通性。不仅需要占地面积小，而且利用现有资源的能力也是绝对必须的。”
低能量优先级
军队是靠肚子前进的，这是一个古老的真理。同样地，物联网技术的实施也常常是因为它们的电池。很多物联网设备是由电池供电的，所以这些物联网设备的设计师需要彻底描述和理解其设计的动态能源使用。由于电流的动态特性，必要的测量可能具有挑战性;许多物联网设备会在睡眠电流到能量强度大得多的活跃状态之间转换。结果是一个低和脉冲电流与快速上升和下降时间在广泛的动态范围。
仪器制造商已经开发出专门用于测量这些波形的设备。例如，Keysight Technologies现在销售的仪器能够精确测量10秒的微安培范围内的睡眠电流，同时也可以记录2安培或更多的电流，都在一次测量通过。
能够处理这种范围的仪器在10年前是不可用的;当时的设计人员只能捕捉到安培范围内的电流峰值，而另一段只能捕捉到微安级别的电流。虽然这个过程可能会给出一个稳态电流的概念，但它可能会引入不准确的东西。
一个胰岛素输液泵说明了宽动态范围如何便于测量电流。在一种情况下，工程师在评估不同类型的电池时测量了动态电流漏损(而不仅仅是平均电流)。他们还必须分析当前的排水状况，并为FDA审计记录测试结果。使用Keysight直流功率分析仪(N6705B)通过其数据记录模式帮助表征漏极剖面。开发人员测量了初始化脉冲、泵电流脉冲、键盘按电流和睡眠电流。
其他类型的设备也已开发用于物联网应用，包括Keysight EXM无线测试集。它可以同时测试多个，多种格式的无线传输设备。Keysight继续增加应用程序，以解决物联网广泛使用的格式;包括802.11p, 802.11ah和802.11af。
这些仪器的一个典型应用是测试内置在网关中的射频模块。网关是一种网络节点，用于与使用不同通信协议的另一个网络连接。网关可以包含蜂窝和非蜂窝收发器。必须对内置在这些网关中的射频模块进行各种蜂窝和非蜂窝格式(蓝牙、ZigBee、WLAN、LTE和其他)的测试。
Keysight one-box测试仪，EXM (E6640A)，或Keysight x系列信号发生器和信号分析仪经常用于测试这些不同的无线格式的射频模块。通常，x系列信号发生器和分析仪用于产品开发中，需要高射频性能和灵活性来运行各种测试，如多通道MIMO(多输入，多输出)测试。EXM一盒测试仪通常用于设计验证和生产。这两种仪器使用相同的软件工具。
在一个例子中，工程师使用EXM单盒测试器测试IEEE 802.11p WLAN模块，目标是车辆对车辆通信。与IEEE 802.11a的目标是更高的数据速率不同，802.11p的目标是可靠的通信。因此，测试要求比其他WLAN标准要严格得多。例如，802.11p对C类和D类器件有更严格的光谱发射掩模(SEM)要求。
参考文献
百眼巨人的见解
argusinsights.com
Coilcraft
coilcraft.com
崔公司。
cui.com
英特尔(intc . o:行情)。
intel.com
Keysight技术
keysight.com
导师图形
mentor.com
TE的连接
te.com
德州仪器公司
ti.com
了下:•专家见解，单片机的技巧，编码器(旋转)+分解器，能量管理+收获
