Analog Devicesのワイヤレス
センサネットワーク(WSN)

モノのインターネット(IoT)アプリケーション用のWSNソリューションを簡単に構築

モノのインターネット(IoT)は、ビルディングや空間などの場所を、センサ、ラジオ、電子的コンピューティング(マイクロコントローラ)を使い、ネットワーク、ソフトウェア、クラウド、ユーザーなどの間で接続します。 ここで課題となるのは、さまざまな種類の製品を相互に運用し、現実世界のアプリケーションとのネットワークを強化することです。 ADIは、初めてのメーカーから熟練エンジニアまでのあらゆる層に役立つワイヤレスセンサネットワーク(WSN)を提供します。 理想的なWNSは自律的なセンサで、温度、音、振動、圧力、湿度、モーション、汚染物質などの物理的または環境的な状況を監視できるものです。 センサはデータをまとめて、ワイヤレス(トランシーバ)モジュール経由でネットワークへ、さらにメインの制御ポイントへ渡します。 WSNに含まれるノードはわずか数個であることも、数千個にのぼることもあります。 現在のノードは自己完結している必要があり、その多くにはマイクロコントローラ(MUC)、トランシーバ、アンテナが接続されています。 ノードは一般にバッテリ駆動であるため、消費電力が非常に低いことが要求されます。 今日では、多くのノードにはバッテリ駆動時間を延長するための環境発電機能が搭載されています。

どのようなWSNでも、最初に物理的な空間と、測定対象を選択する必要があります。 各種のセンサ、アナログフロントエンド(AFE)、アンプを使用可能です。 ADIには2つのデジタル温度センサがあります。ADT75は12ビットパワー、ADT7420は16ビットパワーで、I2Cインターフェースが搭載されています。 AD7171は1チャンネルの静電容量コンバータ、AD7745も1チャンネルのコンバータですが24ビットで、近接センシング用に設計されています。 ADXL362は3軸のMEMS加速度計で、デジタル出力が搭載されています。

AD7798/AD7799は低消費電力、低ノイズのAFEで、高精度の測定アプリケーション向けです。 AD7798/AD7799には16/24ビットのシグマ-デルタ(Σ-Δ)A/Dコンバータ(ADC)と、3つの差動アナログ入力が搭載されています。 AD7792は3チャンネルの16ビットシグマ-デルタADCで、アンプおよび基準電圧がオンチップに搭載されています。 AD7781もシグマ-デルタ(Σ-Δ)ADCで、20ビットパワーを有しています。 最後に、ADA4528は5Vで超低ノイズのレールツーレール(RRIO)デュアルオペアンプ(OP)です。

データを上流へ、コマンドを下流へ転送するには、有線または無線の通信方法が必要です。 ほとんどのIoTソリューションはワイヤレスで、いくつかの周波数帯域を活用します。これらの周波数帯は産業、科学、医療用(ISM)帯域と呼ばれます。 使用する周波数帯に合致するトランシーバを使用することが重要です。 ADF7030は高性能、低消費電力の169MHz ISM帯域無線トランシーバです。 ADuCRF101とADF7020はどちらも、433~464MHzおよび862~928Mhzの周波数帯を使用します。 さらに、ADuCRF101にはARM® Cortex®-M3 MCUコアが搭載されています。 ナローバンドISMトランシーバのADF7021は、80~650MHzおよび862~940MHzの周波数帯域を使用します。 IEEE 802.15.4(Wi-Fi)Zero-IF 2.4 GHzトランシーバとしては、ADF7241/ADF7242を利用できます。 ADIは、各種のWSN用マイクロコントローラを用意しています。 最も重要な3つの製品は、ARM Cortex-M3テクノロジを使用しています。 ADuCRF101は、トランシーバとMCUの両方の役割を果たします。 ADuCM362/ADuCM363はどちらも低消費電力で高精度のMCUで、シグマ-デルタADCが内蔵されています。 ADuCM362はデュアルADCで、ADuCM363はシングルADCです。

IoTデバイスは、非常に消費電力が低いことが要求されます。 ADIには、この目的のためにリニアドロップアウト(LDO)レギュレータが用意されています。 ADP125は5.5V、500mAのCMOSレギュレータで、ADP160は150mAのCMOSレギュレータです。 ADP3330にはanyCAP®テクノロジが採用されており、200mAの電流を供給できます。 ADP5054はクワッドチャンネルの降圧またはステップレギュレータおよび電力ソリューションです。 環境発電を使用する場合、完全な低消費電力フロントエンドソリューションとしてAD7781を使用できます。この製品は20ビットのシグマ-デルタ(Σ-Δ)ADC、オンチップの低ノイズ、プログラマブルゲインアンプ(PGA)オンチップオシレータが搭載されています。

アンプ(AMP)は、あらゆる回路の構築ブロックとなります。 AD8236は40µAのMicropower計測アンプで、ADA4692はクワッド出力の3.6MHz、低ノイズ、レールツーレール出力のオペアンプ(OP)です。 ADIには複数のマルチプレクサ(MUX)があり、IoTアプリケーションに理想的です。 MUXはアナログまたはデジタル入力信号を組み合わせ、単一のラインで転送できます。 ADG439は高性能の4チャンネル、フォールト保護付きのアナログMUXです。 8チャンネル/4チャンネルフォールト保護されたMUXとしては、ADG509が利用可能です。 ADIのiCMOS®テクノロジを使用したMUX製品は3つあります。 ADG1208は8チャンネルの±15V/+12V、ADG1209は4チャンネルの±15V/+12V、AD1408は4Ω Ron、8チャンネルの±15V/12V/±5VのMUXです。

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システムブロック図

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製品

製品タイプ 1.センサ 2.ISM帯域のトランシーバ 3.プロセッサ
モデル ADT7420/ADXL362/AD7151/ADT75/AD7745/AD7798/AD7799/AD7792/ADA4528 ADuCRF101/ADF7020/ADF7021/ADF7241/ADF7242/ADF703 ADuCRF101/ADuCM3
製品タイプ 4.電源 5.環境発電 6.アンプ
モデル ADP125/ADP160/ADP3330/ADP5054 ADP5090 AD8236/ADA4692
製品タイプ 7.マルチプレクサ 8.ADC  
モデル ADG439F/ADG509/ADG1208/ADG1209/ADG1408/ADG1409 AD7781  
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