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Sensoren für das IoT

Wenn Qualität entscheidend ist

27. Januar 2016, 9:34 Uhr | Von Michael Murray, General Manager Industrial Sensing Group von Analog Devices, und Susanne Betting, Supplier Development Manager von EBV Elektronik

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Sensorintegrierte Intelligenz

Sensorintegrierte Intelligenz

In vielen IoT-Applikationen kommen aber auch noch weitere, ganz neue und höchst komplexe Sensoren zum Einsatz, beispielweise smarte Sensoren wie die DSP-basierte Blackfin Low Power Imaging Platform (kurz BLIP) von Analog Devices, die unter anderem Menschen erkennen kann. Sie analysiert hierzu Bild- bzw. Videodaten und erkennt exakt, ob sich Menschen im Messfeld befinden oder nicht. Auf andere Erscheinungen reagiert sie nicht. Nach erfolgter Analytik ist das digitale Signal letztlich recht simpel: Mensch da oder nicht da. Also digital eine 1 oder eine 0. An oder aus. Solch qualitativ hochwertige Sensorik öffnet den Weg hin zu komplett neuen IoT-Anwendungen. Die DSP-Field Application Engineers (FAEs) der EBV sind speziell für die Analog-Devices-BLIP-Plattform und die Blackfin-Familie digitaler Signalprozessoren geschult und zertifiziert.

Die große Anzahl an Messwerten, die Sensoren bereitstellen, sollte man aber sinnvoller Weise nicht alle direkt in Richtung IoT-Clould weiterschicken, da wir ansonsten von einer Datenflut überrollt würden. Zudem würde auch viel zu viel Strom für diese Kommunikation verbraucht. Sich selbst mit Energie versorgende Sensorik wäre so niemals mit angemessenem Aufwand möglich. IoT-angebundene Sensoren müssen also zusätzlich Intelligenz erhalten. Sie sollte applikationsspezifisch entscheiden können, was mit den Daten zu tun ist, sie sollte mitunter mehrere Messdaten abgleichen und über passende Algorithmen die Entscheidungen treffen, ob und welche Daten wann weitergeleitet werden.

Analog Devices hat hierfür schon 2008 die ASSP-Strategie entwickelt. Das Ziel ist es, in Zusammenarbeit mit den Kunden „Application Specific Standard Products“ zu entwickeln. Die Sensoren werden dabei um einen Prozessor der ARM Cortex M Series (M0, M3, M4) erweitert. Dieser wird dazu eingesetzt, die Sensordaten durch einen für die Applikation dedizierten Algorithmus zu analysieren und über standardisierte Schnittstellen an ein passendes Kommunikationsinterface weiterzuleiten. Analog Devices war also dem IoT-Trend bereits mehrere Jahre voraus und kann OEMs damit heute profundes Know-how und ein breites Portfolio an Bausteinen für solch hoch integrierte Sensor-Plattformen bereitstellen.

An Bauelementen zur Kommunikation in Richtung Cloud bietet das Unternehmen zudem die entsprechenden kabelgebundenen und Wireless-Kommunikationsprotokolle an. Für Applikationen außerhalb der industriellen Maschinen- und Anlagen-Steuerungen werden dabei vor allem Wireless-Schnittstellen nachgefragt. In diesem Bereich hat Analog Devices das breiteste Portfolio am Markt und bietet beispielsweise Bauelemente für WM-Bus, Zigbee und Wisun sowie 6LoWPAN und ADIs propritäres ADradio Net sowie ISM Band Transceiver an. Es können folglich alle Elemente aus einer Hand zur Verfügung gestellt werden, die OEMs zu Entwicklung intelligenter, IoT-angebundener Sensor-Plattformen brauchen.

Hohe Integrationsgrade

Besonders effizient ist dabei der hohe Integrationsgrad, den Analog Devices beispielsweise bei der ADuCRF101-Familie bietet. LFCSP-Bauelemente dieser Baureihe bieten einen ARM-Cortex-M3-Prozessor, eine passende Wireless-Schnittstelle und Interfaces zur Anbindung der lokalen Sensorik und Energieversorgung in einem hochintegrierten Chip an. Aus der Kombination von MEMS und dem passenden ADuCRF101-Baustein kann somit bereits eine autarke, IoT-angebundene Sensor-Plattform entwickelt werden. Die ADuCRF101-Familie überzeugt aber nicht nur durch ihren hohen Integrationsgrad.

Sie steht auch für eine hohe Qualität der Funkverbindung, denn sie erzeugt im Vergleich zum direkten Wettbewerb rund 2 dB weniger Störgeräusche und sorgt so auch für eine verbesserte Signalintegrität. Eine hohe Qualität ist hier wettbewerbsentscheidend, da Ausfälle oder Fehlinformationen insbesondere in menschennahen und sicherheitskritischen Applikationsfeldern nicht tolerierbar sind. Das zeigen auch die Szenarien, für die Analog Devices passende Referenz-Konfigurationen entwickelt, die OEMs in entsprechenden Applikationen nutzen können.