珠海加密芯片制造
發(fā)布時間：2022-10-16 02:04:41
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家用可燃氣體報警器的系統(tǒng)設計以微控制器為核心，配合傳感器采樣電路、聲光報警電路等外圍電路完成氣體濃度的采集、數(shù)據處理、故障檢測和聲光報警等功能，系統(tǒng)結構框圖如上圖所示。報警器實時監(jiān)測空氣中危險氣體含量，并在報警狀態(tài)下輸出聲光報警，驅動外聯(lián)控制設備。本系統(tǒng)選用了瑞納捷電子設計的低功耗物聯(lián)網安全MCU—RJM8L151C8T6，其內置64KB Flash存儲器和8KB SRAM，LQFP48封裝。整個系統(tǒng)的硬件電路部分包括：MCU電路、電源電路、按鍵電路、實時時鐘電路、氣體檢測電路、聲光報警電路、無線數(shù)據傳輸電路等。 傳感器檢測電路的主要作用是將所檢測氣體濃度的變化轉換成標準的電信號，并將其傳送給單片機進行AD轉換，為后續(xù)電路的數(shù)據分析、處理做準備。信號采集電路直接關系到后面的數(shù)據處理部分，在整個系統(tǒng)中起到很重要的作用，這就要求其采樣電路的結構設計要盡可能簡單，干擾盡可能小，能夠真實準確地檢測出相應氣體的濃度變化。 RJM8L151C8T6負責整個報警器系統(tǒng)的數(shù)據采集、處理、分析和報警邏輯的判斷，是報警器系統(tǒng)設計中的重要元器件，RJM8L151C8T6具有高速、低功耗、低成本的特點，非常符合該設計需求。
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RJM8L303是武漢瑞納捷電子技術有限公司推出的一款采用增強型80C51內核，擁有8KB SRAM和128KB Flash存儲容量的低功耗安全MCU芯片。它具有快速中斷響應，休眠和深度休眠模式。 芯片支持UART、SPI、I2C、GPIO、ISO7816、JTAG等數(shù)字通信接口；還支持13.56MHz無線接口，符合IOS14443 typeA標準，能實現(xiàn)無線數(shù)據傳輸。芯片內置DES、3DES、國密SM4等三種加密算法，以及頻率安全探測器，用以保證芯片在非正常工作條件下的操作安全和數(shù)據安全。 另外，為了滿足某些應用中安全交易流程的需要，芯片還內嵌了一個8位隨機數(shù)發(fā)生器。該隨機數(shù)發(fā)生器是采用數(shù)字振蕩環(huán)方式設計的真隨機數(shù)發(fā)生器，符合國家密碼安全管理局《隨機性檢測規(guī)范》的相關要求，通過了隨機數(shù)測試國際標準 FIPS 140-2和NIST SP800-22標準測試。
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1、NB-IoT是一種基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網的新興技術，也被稱為”低功耗廣域網“。在同樣的頻段下，NB-IoT相對于GPRS增益20db，覆蓋面積可擴大100倍。門磁報警器中只需要將NB-IoT與MCU建立好通信，即可實現(xiàn)手機APP端、PC端的管理，極大地節(jié)約了成本和時間，是工程師和廣大消費者的福音。 2、RJM8L151作為系統(tǒng)主控制器，其主要功能是通過UART總線與NB-IoT模塊通信，實時的將其檢測到的門磁狀態(tài)，開關門次數(shù)，實時時間以及電池電壓狀態(tài)，上報服務器、手機或PC端。 3、霍爾傳感器，主用于檢測門、窗、店鋪柜以及貴重物品的抽屜等是否有打開或關閉。 4、外部RTC電路，主要用于計錄實時時間。此方案采用的是工業(yè)級RJ8563時鐘IC ,具備計時精度高、報警、中斷、低功耗，寬電壓等特點，性價比高，穩(wěn)定性好。 5、供電方式：采用常規(guī)5號電池1.5v*2節(jié)供電。 四、基于RJM8L151的門磁報警器功能特點 1. 低功耗：主控采用RJM8L151系列MCU的寬電壓工作特點，多達6種低功耗管理模式，待機功耗低至0.35uA，待機喚醒時間低于5us。常規(guī)5號電池2節(jié)。續(xù)航能力可達1年以上。 2.?低成本:外圍器件少且小，省去復雜的布線。 3. 易安裝:無線通信，內置電池，即貼即用，安裝方便簡單，減少施工難度。 4.易維護:智能運營維護，實時監(jiān)測設備運行狀態(tài)，電池電壓狀態(tài)。 5.以管理:可通過小程序、PC客戶平臺、網絡短信等接受報警信息，實時查看門窗開啟狀態(tài)。 6. 集成硬件加密模塊。RJM8L151系列MCU內置對稱式分組加密算法AES和SM4,SM4符合國家密碼管理局發(fā)布的GM/T 0002-2012《SM4分組密碼算法》標準，適用于物聯(lián)網數(shù)據傳輸中的數(shù)據加解密。 7. 真隨機數(shù)發(fā)生器。RJM8L151系列內置基于數(shù)字振蕩環(huán)的8位真隨機數(shù)發(fā)生器，符合國家密碼管理局《隨機數(shù)檢測規(guī)范》標準。 注：不要將門磁報警器安裝至強磁場環(huán)境。
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1、全功能智能門鎖：是指集成了指紋開鎖、刷卡開鎖、密碼按鍵開鎖、手機藍牙開鎖、NB遠程開鎖以及機械鑰匙開鎖等幾種開鎖方式的智能門鎖。 2、由于集成了全部的開鎖方式，只用一顆MCU的設計方案很難滿足系統(tǒng)需求。因此，誕生了額外增加一顆低成本的MCU作為輔助控制器的解決方案。于是，瑞納捷電子的低功耗低成本MCU主控芯片RJM8L303就成為了首選。如下圖所示，全功能智能門鎖采用了雙MCU設計方案，其中nRF51822作為主控MCU，RJM8L303作為輔助MCU。
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武漢瑞納捷推出的RJM8L151系列低功耗MCU，在煙霧報警器上得到廣泛應用，相較于其它品牌的單片機有如下特點： 1. RJM8L151自帶AES128加密算法器 煙感通過LoRa無線通訊與后臺完成數(shù)據交互，相應的協(xié)議中要求使用AES128算法，常見的方案是通過軟件去實現(xiàn)，會占用一定的FLASH代碼空間，同時軟件算法較硬件運行耗時較長，占用CPU資源，同時也增加了功耗； 2. RJM8L151內置有真隨機數(shù)發(fā)生器 煙感會定時與后臺交互數(shù)據，通過隨機數(shù)設置錯開各個設備與后臺的交互時間，避免出現(xiàn)信道冗堵的情況。事實上常見的方案是通過偽隨機數(shù)去實現(xiàn)，由于種子一樣，會出現(xiàn)有個多個設備同時與后臺交互數(shù)據的現(xiàn)象，真隨機數(shù)發(fā)生器杜絕了此類情況的發(fā)生； 3. 寬泛的工作電壓 RJM8L15的工作電壓范圍在1.62V-5.5V，在電池電壓較低的情況下還能繼續(xù)工作，電池得到有效利用，延長產品使用時間； 4. 低功耗，休息狀態(tài)下不用喚醒 深度休眠狀態(tài)下功耗在350nA以下，能定時喚醒，中途不用喂看門狗，有效保證報警器工作5年以上。
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鑒于物聯(lián)網終端設備對功耗和安全問題的迫切需求，瑞納捷電子推出了RJM8L151系列是超低功耗安全MCU，非常適用于電池供電的物聯(lián)網終端設備。RJM8L151系列不僅具備出色的運行和待機功耗表現(xiàn)，還內置了硬件真隨機數(shù)發(fā)生器和AES/DES/SM4硬件加密引擎。集成12位高精度逐次逼近型ADC和2通道的多功能比較器，對物聯(lián)網傳感器的高精度、實時檢測極為有益。RJM8L151豐富的外圍接口使擴展各種通信模塊、功能模塊更加方便。RJM8L151基于增強型哈佛架構的CPU內核和多級流水線指令系統(tǒng)，相同時鐘頻率的處理性能是傳統(tǒng)8051的3倍，采用Keil uVision或IAR集成開發(fā)環(huán)境開發(fā)調試應用代碼。RJM8L151系列安全MCU的硬件框圖如圖2所示。 RJM8L151的正常工作電壓范圍是1.62V到5.5V,非常適合2節(jié)、3節(jié)干電池直接供電，省掉額外的LDO電路，另外RJM8L151低至0.35uA的待機電流，既能保持內部RTC的正常計時，又能保持SRAM數(shù)據不變，該性能可大大減小系統(tǒng)對電池容量尺寸的要求。RJM8L151具有6種電源管理模式，通過裁剪時鐘樹的方式關閉時鐘來實現(xiàn)不同需求的功耗。一般情況下使用內部低速時鐘就可以完成對外部中斷的響應，同時又可以保持很低的功耗，這是同類MCU無法做到的。另外，RJM8L151從低功耗狀態(tài)喚醒小于5us，可以實現(xiàn)快速睡眠快速喚醒低占空比工作，這又極大的降低了系統(tǒng)功耗。