在能量回收系统中选择安全组件进行数据保护
数据安全正在成为广泛的低功耗和便携式应用，尤其是那些依赖于无线连接的广泛关注。医疗和健康监测应用的可穿戴设备收集和传输个人数据。工业无线传感器网络用于制造业、智能建筑、商业和运输网络，传输敏感数据，容易受到盗窃、篡改、间谍或破坏行为。
这种电源通常采用能量收集的方式，需要超低功耗操作，智能电源管理，体积小。在这种高度受限的设计中实现复杂的安全特性是一项潜在的艰巨挑战。
本文将考虑开发基于能量收集的无线传感器网络和超低功耗便携式产品的一些安全选项。第一种是基于微控制器的结合数据加密和其他安全特性的解决方案。另一个涉及专用认证设备和软件。进一步的方面包括明智地选择无线协议和网络体系结构，这两者都可以发挥重要作用。
特色产品包括基于ARM core-3单片机微控制器，如STMicroelectronics ST32系列和美心max32600健康平台。专用设备包括美心max66242深覆盖安全认证。线性技术的尘埃网络SmartMesh IC和模块，同时，使用网状网络拓扑结构，在工业应用中的IPv6和无线HART无线传感器网络提供了保障。
敏感数据
物联网运动可以在很多方面改善我们的生活，无论是在健康和健身监控、交通管理、智能建筑或工业控制方面。然而，随着越来越多的个人和敏感数据无线地传送到云中，健壮的数据安全正迅速成为人们关注的焦点。建设安全、防篡改、防攻击的系统是必不可少的。
任何系统的数据安全都可以通过适当的微控制器的选择来增强。ARM公司的Cortex-M3内核是一个很好的例子。它不仅具有很低的功耗，而且功能强大，它还支持诸如公钥认证、数据加密和篡改检测等功能。核心是由许多微控制器供应商包括模拟装置、ATMEL、柏树、能源微，Spansion公司实施，意法半导体和德克萨斯文书，并已纳入特定应用的解决方案，SoC和基于FPGA的系统。
手臂一直是数据安全的领导者为嵌入式系统在其TrustZone，SecurCore技术十几年来，已被广泛采用，支持和ARM的合作伙伴增强。正确地实现，这些ARM内核可以帮助保护代码和数据，通过硬件和软件，在嵌入式系统的任何部分。
意法半导体提供安全的基于Cortex M3内核的微控制器以及ARM SecurCore技术几个家庭的300。ST是积极应对不断增长的需求，数据安全性低功率计算机、工业和消费市场提供安全的MCU用恰当的形式因素、接口、操作系统和管理系统。
ST的器件集成了TPM(可信平台模块)符合TCG(可信计算组)的行业标准，并嵌入一个高度安全的专有操作系统(aukey)来帮助保护用户的资产和保证平台的完整性。aukey针对制造商希望保护自己的品牌，打击假冒伪劣，克隆或任何非法使用。该公司声称的安全MCU与USB接口提供一个高度集成的解决方案，基于令牌的安全应用。结合ST的NFC设备，理想的能源收集产品，他们也可以用于安全的非接触式读写系统。
STM32F系列的，基于Cortex-M3，是专为低功耗运行。的stm32f1系列是一个32位，1.8 V微控制器工作在72 MHz，具有384 KB的闪存，支持广泛的接口，包括USB。
健康监测
ARM Cortex-M3在Maxim集成开发的新的“健康平台”的心(见下面的图1)。电子投票的“2014年度产品”，最大32600包括一个24 MHz的M3和256 K 32 K的闪存、SRAM和2 K的指令高速缓存，以及高度集成的模拟外设。(评估套件max32600包是可用的)。
最大的max32600健康平台的图像
图1：健康监测准则的max32600健康平台是基于ARM Cortex-M3的安全核心，并具有信赖保护单位增加数据的安全性。该平台支持超低功耗电池操作和能量收集应用。
利用核心的安全特性，该平台包括一个“端到端”安全的信任保护单元，提供AES硬件引擎和快速擦除SRAM的安全**存储，以及其他安全和保护功能。
该平台是专为可穿戴、使用电池的能量收集应用，超低系统功耗(175µ在主动模式下，/ MHz<1µ在低功率模式)。应用包括心电图反应，血压，体温，血氧含量，心率和活动水平，以及一些参考设计也可用。
温度贴片，例如，使用一个被动的NFC标签的射频能量采集，以连续和非侵入性的基础上测量病人的体温。美心新deepcover安全认证IC，最大66242的设备功能，专门针对从便携式设备的数据安全采集。随着RFID / NFC和I2C接口，它将被证明是特别有用的医疗/健康和资产跟踪应用程序，在没有空间提供一个连接器的外部功能。该设备可以被用来从一个从设备安全地提取数据，即使它断电。
deepcover是Maxim的嵌入式系统安全解决方案纳入其部分的微控制器，包括M3内核的设备和独立的安全认证芯片的低成本IP保护，克隆的预防，及周边认证。的ds28el15是一系列的deepcover美心电流范围安全认证芯片为数据存储复杂的安全与保护。评估套件的ds28el15-evkit可供发展的目的。
无线安全
无线协议的选择是确保便携应用程序数据安全的另一个重要方面。蓝牙技术很受欢迎，但据报道它比其他协议更容易受到黑客攻击。上面提到的一些技术可以大大提高蓝牙应用程序的安全性。然而，在消费者以外的其他部门，替代无线协议已被证明更可靠，更容易安全。
互联网协议(IPv6或6LoWPAN，采用IEEE802.15.4)和WirelessHART广泛用在工业应用中，声称在恶劣的RF环境中安全地操作，更重要的是，在非常低的功率。一些年来，尘网SmartMesh IP嵌入式无线网状传感器网络被用来提供安全生产、过程控制网络、交通和采矿应用。
现在，线性技术的一部分，SmartMesh IP系统是基于ltc5800 SOC(巧合的是，整合ARM Cortex-M3)，对IEEE802.15.4无线网状网络。通过智能算法提供了几层安全性，为数据保密性提供了加密，为消息完整性和真实性提供了高数据可靠性。一系列的传感器节点和模块是可用的，旨在从非常低的功率运行，给10年以上的电池寿命。为构建健壮安全的无线传感器网络提供了网络管理器组件。支持任何一6lowpan或WirelessHART协议，设备和模块很容易集成和评估板是可用的。
这是一个ltc5800iwr-ipma SmartMesh IP协议的远程实例，而ltc5800iwr-prb是经理。是的ltc5800iwr-whma WirelessHART尘埃。初学者工具包、演示板和开发板包括dc9007a，WirelessHART入门套件，完整的七板和电缆和dc9003a-c WirelessHART演示板。
线性技术提供了一个有用的“如何to'ref1第覆盖一个温度传感器的操作，以获取能量的动力，作为一个安全的基于IP网的网络部分。它使用ltp5901 SmartMesh IP模块包含广播、网络固件，微处理器和电源排序经理。该应用程序还使用LTC3330低功耗双开关电源，从能量采集源的功率(即太阳能电池板)，使用电池电源时需要保持输出调节。见下面的图2。
与线性技术lt5901 SmartMesh网络图像，由LTC3330
图2：无线温度传感器框图，收获的能量，连接到一个网络，通过lt5901 SmartMesh受控于LDO LTC3330电源。
结论
在穿戴式和无线传感器网络应用中，能量收集正在迅速普及。随着“物联网”的兴起，保护通过无线链路传输的敏感数据成为越来越多行业领域中的一个关键设计因素。健康和健康监测、穿戴式和植入式医疗设备所收集的个人数据必须保密。日益自动化的设备正利用超低功率无线传感器网络来提高工厂、智能建筑和环境监测中的效率和节约能源。保护数据免受盗窃或潜在的危险篡改是至关重要的。
本文强调了一些容易实现的基础上考虑设计的选择涉及安全MCU解决方案以及无线协议和网络拓扑结构。