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【技術文章】基於5G IoT環境中的智能家居裝置模擬方案

2021.02.09

智能家居 ( smart home ) 的概念早在八十年前就已經萌發,但礙於技術的限制一直未能將想像轉為現實。近年來,隨著通訊與無線技術的蓬勃發展,過往的想像慢慢有了轉為現實的曙光。目前已有一群電信商和家用電器製造商發起了一項應用領域,將智能家居的概念變為現實,那就是物聯網 ( Internet of Things, IoT )。物聯網包含三大要素:物、網路與雲端。物即是產品或裝置本身,網路是串聯物與雲端的重要連結,而雲端則是運算中心,負責處理與控制各個裝置並進行運算優化。在物聯網的概念下,長年以來不可能實現的智能家居變成了可能。人們可以透過行動裝置遠端控制智能家居中的各項裝置,如:LED燈、家電、音響或門禁等,如圖1所示。
 
1、智能家居模擬模型圖
然而在環保意識抬頭的現在,如果為了透過物聯網實現智慧家居,卻要付出更多的能源成本,會讓智慧家居變得不切實際。因此這類裝置的設計,能源效率是關鍵。透過高能源效率的物聯網來控制智慧家居裝置可自由控制高效率的物聯網環境來實現智能家居會讓能源運用更有效率。爲了實現這樣的物聯網環境,我們在設計上必須考量許多層面的物理量,包含裝置的傳輸效率、裝置環境建置與裝置控制單元集成等。傳統上設計通訊裝置或行動裝置大多直接透過銅箔剪貼與實測來進行裝置效能的提升,但這是因為絕大多數的設計者認為透過全波模擬軟體來進行這樣複雜環境的設計會花費大量時間成本與運算成本。然而如果要針對效率來進行設計需要的是整個系統與環境的考量,因此透過高效率的CAE模擬來進行設計才能讓設計快速優化。
 
本文提供了一個完整的 5G 物聯網環境中智能家居分析的方法,包含模擬工具 Ansys HFSS 與其對應的軟體與功能模組,透過與 Ansys 多物理產品整合對整個模型進行了多物理場模擬。包括 Ansys HFSS 內建所有求解器介紹與結合多物理場實際案例提供,可應用於物聯網環境中的智能家居控制單元與行動通訊裝置間聯結效能評估、家庭照明和控制系統結合使用與集成所有在房屋內智能設備的 RF 電路中的天線之間的耦合/  RF干擾 ( RFI ) 。提供設計者用於創建物聯網環境下的智能家居模型效能評估,達到快速設計與發展物聯網產品的目的。
 
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2021.02.04 基於5G IoT環境中的智能家居裝置模擬方案.pdf

基於5G IoT環境中的智能家居裝置模擬方案
2021-02-09 10:20:00
2021-02-09 16:53:00
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