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IIoT催生的工業創新

E4Life ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:周凱揚 ? 2022-04-29 00:07 ? 次閱讀

可靠高效的連接性,使我們對工業物聯網的一貫認知,但一旦問及制造業同行,更高的成本效益才是驅使他們利用物聯網技術的主要動力,當然在各國對環境的更高要求下,環境的可持續性以及對供應鏈的可預測性也是原因之一。

但就在這個大勢下,仍有一部分企業在部署工業物聯網后,沒能實現以上這些設想,但我們也都知道這些廠商在疫情襲來下吃了多大的虧。即便如此,迅猛發展的IIoT產業并不愿意在時代洪流下落下任何一人,所以也在持續創新,力求覆蓋所有的工業需求。

新HMI大勢所趨

過去的HMI工具功能單一,只能提供有限的信息,比如查看生產設備發出的警報等。而在智能設備幾年來的交互迭代下,工業環境下的操作員更希望通過手指輕觸就能通過HMI接入信息與控制中心,為此工業MCU或多或少都在發力新式HMI。

AVR128DA64 MCU /Microchip


以Microchip旗下知名的AVR MCU系列為例,該系列的AVR DA首次加入了外設觸摸控制器(PTC)。PTC內置硬件支持傳感器電容式觸摸測量,用于按鈕、滑塊、滾輪和2D表面等。在提供觸摸HMI的同時,PTC也支持觸控喚醒,減輕CPU的壓力,進而降低功耗。

配合Microchip的DrivenShied+技術,提供了更好的耐水性能、抗噪能力和高靈敏度。再加上電容觸摸本身就比電阻觸摸耐久度高,AVR DA無疑給足了優勢,通過觸控完善工業物聯網下的感知和監控環節。

新的架構在冒頭

縱觀工業半導體市場,Arm和自研內核占據了主導位置,但也有部分廠商正渴望利用新的架構,為這個市場帶來新的生機。瑞薩的RZ系列MPU以32位與64位的Arm內核,已經為HMI、嵌入式視覺、工業以太網連接等工業應用均提供了完備的解決方案。然而就在今年,瑞薩宣布與晶心科技再度聯手,推出了基于64位RISC-V CPU內核的RZ/FiveMPU。

RZ/Five框圖 / 瑞薩


RZ/Five選用了晶心科技AX45MP的RISC-V IP,一個8級流水線CPU IP,最高支持4核配置。RZ/Five選擇了集成單核1.0GHz的AM45MP,DDR4/DDR3L內存接口、千兆以太網接口CAN接口等,足以為工業網關控制提供支持。

更重要的是,RZ/Five的外圍功能與Arm內核的RZ/G2UL兼容,封裝大小也相同,甚至還有更小的11x11mmBGA封裝。所以已經過驗證的設計可以重復使用,瑞薩也出了評估套件,讓你切換這兩者的CPU模塊進行評估。

再加上目前工業場景下最常見的還是Linux系統,而目前RISC-V對Linux已經做到了比較好的支持,瑞薩的RZ/Five也支持工業級的CIP Linux開源內核,從而降低系統上的維護成本,提供性價比更高的工業物聯網方案。

衛星通信也能為IIoT保駕護航

且不說我們對工業環境的改造,工業環境的選址地點也越來越趨于多樣化。比如海上移動工廠、油井這樣的海洋工業,對于工業物聯網的部署從覆蓋率上提出了更高的要求。與此同時,新的物聯方式也登上了舞臺,衛星通信。

重工業的環境大家也都清楚,很多情況下缺乏穩定可靠的物聯網搭設方案,像海上工廠這樣移動的平臺,本地網絡部署或許還行,但接入互聯網就沒那么簡單了。因此,衛星通信作為不受地面部署限制的通信手段,成了海上工業物聯網部署的以著名海事衛星公司Inmarsat為例,僅靠14顆衛星,就能為16萬艘的船只提供網絡連接。然而這類網絡要想做到傳統IoT手段的穩定性和性能,還得繼續探索更好的方案,不如使用星鏈如何?

I-6 F1衛星發射 / Inmarsat


可惜這在目前看來依然是不可行的,不是所有衛星網絡供應商都能做到海事覆蓋,比如Inmarsat能夠提供過此類服務靠的是高軌同步衛星,而星鏈這樣的低軌衛星,若沒有較近地面站的支持,是無法享受到穩定網絡連接的。具備激光鏈路的低軌衛星固然可以支持,但目前在軌的這一批星鏈衛星中,只有部分搭載了激光鏈路,要想完成全球海事覆蓋,還是得繼續堆量。不過,既然激光鏈路安排上了,成本也將十數倍地上漲。所以,衛星通信支持的工業物聯網可行,但當下還是需求大于技術成熟度。

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