理光微電子株式會社和尼吉康株式會社利用能量收集技術聯合開發了無線和免維護的IoT訪 問接入點＆邊緣設備。

本產品將在《ET & IoT 2021》的尼吉康展位上展出。

開發背景

利用IoT遠程監控位置和溫濕度等周圍環境的功能被廣泛應用于基礎設施和生產設備的預測 性維護、集裝箱和移動設備的位置確認以及人員和寵物的監視系統。本系統由邊緣設備和訪問接 入點組成，前者搭載了各種傳感器，定期收集檢測地點的信息并通過無線傳輸，而后者接收這些 信息后，將數據傳輸到服務器等設備。

這次理光微電子和尼吉康兩家公司聯合開發了全新的 IoT 系統，本系統由免維護的邊緣設備 和訪問接入點組成，前者搭載了能夠檢測到壓力、濕度、溫度、氣體(有機溶劑、酒精等)的環境傳 感器和能夠檢測到傾斜和振動的運動傳感器，可通過能量收集和可充電電池進行工作。而后者在 邊緣設備之間能夠實現 200ｍ的視距通信。

本系統通過能量收集用低耗電降壓 DC-DC 變換器，對太陽能電池等能量收集或者微波電源 生成的電力進行降壓，并儲存在小型鋰離子可充電電池里。當低耗電降壓 DC-DC 變換器有效地 變換儲能時，能夠實現邊緣設備和訪問接入點的無線化和免維護。

只要能實現能量收集或者微波充電，在室內外都能立即設置本系統，除了各種環境數據以外， 還能收集到安裝了傳感器的物體運動信息。預計可用于辦公室、店鋪、受災現場、施工現場、工 廠和展覽館等各種場所。

IoT 系統配置圖

邊緣設備、訪問接入點＋服務器的工作示意圖

規 格 IoT 邊緣設備：

輸入電壓：5.0V

平均工作電流：無 GAS 傳感器 9.7μA(TBC)

有 GAS 傳感器 90μA(TBC)

傳感器更新間隔 10 秒

無線規格：Bluetooth Low Energy

傳感器規格：溫度、濕度、氣壓、照度、加速度、GAS(Indoor Air Quality)

其他功能：搭載了 Real Time Clock

尺寸：W22.5mm × D22.5mm × H14mm

訪問接入點：

輸入電壓：2.0V - 5.5V

平均電流：TBD

無線規格：Bluetooth Low Energy

920MHz 頻段無線通信功能

搭載電源 IC：

能量收集用電源 IC R1801

光伏元件專用的蓄電降壓 DC/DC 變換器

●空載/常溫狀態下，實現 Typ. 200 nA 的超低耗電&高效率(80%@10 μA)

●最小電動勢 1.00 μW (VIN = 4 V, VOUT = 3.0 V)

●可通過外部端子調節最大功率點控制電壓和輸出電壓 https://www.n-redc.co.jp/zh/products/dc-dc-switching-regulator/spec/?product=r1801 IoT 設備用的 DC/DC 變換器 RP605 超低耗電升壓降壓 DC/DC 變換器＋電池監視器功能

●2019 年榮獲“超級”制造元件大獎的“電氣與電子元件獎” (RP604)

●空載時的耗電 Typ. 0.4μA（DCDC 部位：0.3μA，電池監視器部位：0.1μA）

●最大輸出電流為 300mA（降壓時）https://www.n-redc.co.jp/zh/products/dc-dc-switching-regulator/spec/?product=rp605

IoT 設備用的 DC/DC 變換器 RP605

超低耗電升壓降壓 DC/DC 變換器＋電池監視器功能

●2019 年榮獲“超級”制造元件大獎的“電氣與電子元件獎” (RP604)

●空載時的耗電 Typ. 0.4μA（DCDC 部位：0.3μA，電池監視器部位：0.1μA）

●最大輸出電流為 300mA（降壓時） https://www.n-redc.co.jp/zh/products/dc-dc-switching-regulator/spec/?product=rp605

低耗電 實時時鐘(RTC) R2221

小型、兩線式 (I2C 總線) 串行接口 高精度實時時鐘

●超低耗電 (Typ. 0.18 μA：3V 時)

●外部微機子時鐘用 32kHz 時鐘輸出功能

●I2C 總線兼容（SCL,SDA）串行接口 https://www.n-redc.co.jp/zh/products/real-time-clock/spec/?product=r2221 搭載可充電電池： 邊緣設備：SLB08115L140 訪問接入點：SLB12400L151 https://cn-nichicon.com/products/slb/