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智慧新體系的格局

科技的高速發展帶動了一系列的產業鏈的升級，將人類生活和社會生產引進了以“智慧”為主導的物聯網新領域，為生活帶來了巨大的便捷性。那么如何以傳感器為基石來構建通用的物聯網設施呢？或許東芝能夠幫你消除疑惑。

通用性物聯網設備端的體系結構

在日常生活生產中，最常見的莫過于智能家居套件了，或許大家對它的內部構造認識基本上都來源于視頻拆解，但如果需要深入了解整個套件的框架設計，就需要對下圖進行深刻探究。

圖1. IoT傳感器總體框圖

可以看出通用性物聯網傳感器套件的設計逃不過四大板塊：供電系統、控制器、無線通信設備、傳感器。彼此通過規則連接，構成了一個整體的物聯網布局。

各大板塊設計構造分析

供電系統：連接的市電通過整流、穩壓器件轉換成穩定的直流電源輸出到控制器端。電源是整個設備端的靈魂，一個穩定可靠的電源需要用到很多的MOSFET、SiC二極管、柵極驅動IC、光耦隔離器、LDO來組成。在器件選型上東芝半導體提供眾多選擇，例如MOSFET可以采用TK18A50D／TK12P50W，其具備低導通電阻、低漏電流特性，可有效降低功耗。SiC二極管可以選擇TRS4A65F／TRS4E65F，其具備高浪涌電流電阻、低漏電流、低正向電壓特性，保護后續電路不會受到浪涌電壓的影響而造成擊穿損壞。柵極電路驅動IC可以選擇HN4B101J／HN4B102J，其具備高速開關、高直流電流增益、低集電極-發射極飽電壓特性，保證工作狀態的穩定性。光耦隔離器可以選擇TLP2309／TLP2719，其具備模擬輸出、低延時高速傳輸、同時TLP2309還具備15 kv/us的共模瞬態抗擾特性，電氣隔離進一步保障電路系統的安全。低壓差線性穩壓器LDO可以根據設計需求來進行選擇。

圖2. 東芝部分LDO電氣屬性圖

控制器：一般來說搭載傳感器所需的控制器需要具有穩定傳輸數字信號的硬件IC所依賴的微控制器。這里東芝半導體推薦了TXZ+家族的M360系列以及TXZ家族的M4N系列。M360系列是基于ARM Cortex M3核構建，具備512 K的Flash，輸出頻率高達80 MHz，TXZ+系列是基于ARM Cortex M4核構建，具備512 K-2 MB的超大Flash可供選擇，輸出頻率高達200 MHz，支持USB、CAN、UART、FUART、SPI、I²C等總線通信接口。同時MCU還外接LED指示燈用來顯示設備端運行狀態，對此東芝提供了具備高集電極電壓、電流特性LED驅動IC—2SA1313。

物聯網通信設備：家庭聯網設備大多數都是基于2.4 GHz／5 GHz的WiFi模組，工業上慣用5G模組來傳輸數據。

傳感器：這個器件是物聯網的靈魂，常見傳感器包括氣體傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、環境光傳感器，它的靈敏度以及穩定性將會決定整個物聯網系統是否出現數據偏差的基準。所以在和MCU通信接口連接的時候通常會加入一個運算放大器，用來保證數據的精準性，東芝提供的運放TC75S102F／TC75S67TU具有低壓動作、低功耗、低噪聲特性，保證數據的有效交互。

東芝半導體擁有全球先進的研發實驗室，提供市場豐富的高性能且穩定性好的元器件產品線，幫助客戶高效地實現產品設計和落地。

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