瑞芯微工業(yè)級芯片，助力工控行業(yè)智能化革新（附多場(chǎng)景應用實(shí)例）

工控技術(shù)的出現和推廣帶來(lái)了第三次工業(yè)革命，使生產(chǎn)速度和效率提高了三倍以上。據Wind發(fā)布數據顯示，2020年中國工控行業(yè)市場(chǎng)空間超2000億元，其中產(chǎn)品市場(chǎng)近1400億元，除外資主導的60%外，國產(chǎn)本土空間仍超過(guò)千億元。同時(shí)，工業(yè)智能化的需求正促使工控行業(yè)不斷壯大，隨著(zhù)人工智能、大數據和半導體技術(shù)的發(fā)展，工控涵蓋的范圍越來(lái)越廣。

驅動(dòng)工業(yè)智能化的主導力量大致可分為三類(lèi)：第一類(lèi)是傳統智能化改造；第二類(lèi)是國產(chǎn)化需求，包括采用國產(chǎn)芯片、操作系統、設備以及集成系統；第三類(lèi)是人工智能，用機器提高生產(chǎn)力效率以及降低運營(yíng)成本。

圖|驅動(dòng)工業(yè)智能化的三大主導力量

工控領(lǐng)域的智能化發(fā)展帶來(lái)了“工業(yè)芯片”的發(fā)展機遇， 據Gartner數據顯示，全球工業(yè)芯片市場(chǎng)預計2022年達705億美元，2019-2022年復合增長(cháng)率在13%左右。然而，不是所有的芯片都能當工業(yè)芯片使用。

以工控大腦——控制芯片為例，工業(yè)級控制芯片需要長(cháng)期運行在極高/低溫、高濕、強鹽霧和電磁輻射的惡劣環(huán)境中，所以在穩定性、可靠性和安全性方面要求會(huì )比消費級高。瑞芯微作為走在國際化路線(xiàn)的國產(chǎn)品牌，這幾年已經(jīng)在技術(shù)、服務(wù)和生態(tài)上有了很大的突破。下面舉例瑞芯微芯片整體解決方案在工控領(lǐng)域的應用案例。

案例一：工業(yè)/邊緣計算網(wǎng)關(guān)設備

芯片：RK3588M/RK3358J/RK3568J/RK3399

圖|聯(lián)想邊緣計算網(wǎng)關(guān)搭載LeapIOT平臺示意圖

1，印刷廠(chǎng)智能化網(wǎng)關(guān)設備

作為深耕行業(yè)數十年的老牌印刷設備制造企業(yè)，高斯(中國)的工業(yè)設備分散在全國各地，設備調試、故障診斷及修復嚴重依賴(lài)現場(chǎng)人工；且運維人員無(wú)法掌握一手數據，造成運維管理成本高、效率較低、響應速度慢等問(wèn)題。

聯(lián)想為高斯(中國)量身打造了一套解決方案，基于瑞芯微RK3399主控的ECG工業(yè)網(wǎng)關(guān)設備和Leap IoT工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺，將設備運行的數據經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)傳輸、整合與呈現，生成可追溯的數據記錄，幫助高斯(中國)實(shí)現精細化的印刷生產(chǎn)管理，達到降本增效的目的。

瑞芯微RK3399主控芯片，支持多系統，實(shí)時(shí)性強，接口充足可以擴充行為監測；驅動(dòng)力強，可以使得操作界面流暢快速。幫助客戶(hù)降低50%設備腹脹率，縮減65%的售后維護成本，高斯的客戶(hù)滿(mǎn)意度提升80%。

全新旗艦芯RK3588M可以更強的性能賦能復雜場(chǎng)景的智能化升級，8nm工藝，八核CPU，高達6Tops的NPU算力，將可以滿(mǎn)足更多類(lèi)型的AI功能需求；支持多屏互動(dòng)，提升運營(yíng)管理效率；具備豐富的高速接口支持各類(lèi)外設擴展，可適應復雜工作環(huán)境中的設備整合和拓展。

圖|聯(lián)想工業(yè)網(wǎng)關(guān)示意圖

2，遠程巡檢網(wǎng)關(guān)設備

某大型國有企業(yè)在全國各地部署有百萬(wàn)級別的機房和設備，部署在戶(hù)外的機房和設備需要人員定期進(jìn)行巡檢和維護。

聯(lián)想采用瑞芯微RK3568J為計算核心的聯(lián)想邊緣計算網(wǎng)關(guān)，可提供1Tops基礎算力，并可擴展至4Tops算力，對攝像頭采集的視頻圖像數據進(jìn)行AI解析，可實(shí)現人員身份識別，煙火告警等功能，搭配聯(lián)想Lenovo Edge AI平臺可實(shí)現異常情況智能化預警上報，容器化算法部署，遠程升級等服務(wù)。幫助客戶(hù)極大優(yōu)化人員現場(chǎng)巡檢的人力投入，同時(shí)可對設備及周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)無(wú)縫監控，提升了對設備運行的可靠性。新一代旗艦芯片RK3588M可支持對算力有更高要求的設備，提供高達6Tops算力，助力全面升級和拓展AI 功能。

案例二：餐飲業(yè) 全球知名連鎖餐廳 能耗管理物聯(lián)網(wǎng)關(guān)+廚房智慧觸控終端

芯片：RK3568J/RK3399

圖|邊緣計算網(wǎng)關(guān)

全球知名的餐飲品牌擁有超37,000家餐廳，遍及全球100多個(gè)國家和地區。該連鎖餐廳門(mén)店數量眾多，原材料和運營(yíng)成本不斷提升，希望通過(guò)對所有門(mén)店進(jìn)行監管，實(shí)時(shí)獲取運營(yíng)數據對能耗進(jìn)行采集和分析，降低店面運營(yíng)成本。

聯(lián)想提供了采用瑞芯微RK3399芯片的邊緣計算網(wǎng)關(guān)+智慧廚房觸控產(chǎn)品，采用無(wú)風(fēng)扇散熱，機體結構密封，有效抵抗廚房油煙，提高產(chǎn)品壽命。隨著(zhù)AI智能化的提升，瑞芯微RK3568J芯片將成為產(chǎn)品升級的首選，助力AI類(lèi)應用，自帶獨立1TOPS 算力NPU，可為客戶(hù)后期提升運營(yíng)效率、降低成本貢獻巨大價(jià)值。

案例三：智慧交通 地鐵出入閘機+地鐵智慧車(chē)窗

芯片：RK3568J/RK3288

圖|地鐵出入口閘機及智慧車(chē)窗

城市地鐵線(xiàn)路的發(fā)展，需要實(shí)現地鐵全面智能化升級，人臉識別閘機和車(chē)內的智能設備必不可少，技術(shù)層面的需求：國產(chǎn)化平臺、強大處理能力和穩定性、平臺具備可擴展性。

1，智能出入口閘機

立功科技與瑞芯微RK3568J平臺作為新一代閘機的方案商，可快速實(shí)現活體識別，ID身份認證等快速安檢功能。RK3568J擁有四核A55高性能架構，內置獨立的1Tops算力NPU，支持兩路MIPI攝像頭并帶有HDR功能ISP，人像采集清晰且識別處理速度快；并且RK3568J擁有雙以太網(wǎng)、CAN接口、高速mini PCIE接口，擁有強大的擴展能力，可為地鐵閘機類(lèi)產(chǎn)品提供各類(lèi)擴展需求。

2，地鐵智慧車(chē)窗

瑞芯微與研華科技聯(lián)合打造RK3288及RK3568J地鐵智慧車(chē)窗方案，目前已在深圳地鐵投入使用。RK3288及RK3568J具備強性能，能夠驅動(dòng)觸摸高清大屏，并且接口豐富，可擴展性強，RK3568J具備獨立的AI算力還可增添更多交互體驗。

案例四：智慧樓宇社區 3D人臉識別+體溫檢測

芯片：RK3358J/RK3399

圖|研華方案的活體識別功能示意圖

在疫情期間，企業(yè)學(xué)校復產(chǎn)復課急需部署人臉及測溫監測閘機，需要快速識別人體體溫及口罩臉識別的應用需求。

研華科技采用瑞芯微RK3399主控，以其高性能CPU，算法效率高，移植部署快，接口豐富易擴展，寬溫支持等特點(diǎn)，滿(mǎn)足在戶(hù)外進(jìn)行活體識別的工作場(chǎng)景。

案例五：建筑行業(yè) 吊塔中控顯示屏

芯片：RK3568J

圖|建筑行業(yè)吊塔中控顯示方案示意圖

某建筑工地的系統吊鉤球機視頻常出現卡頓，系統顯示屏人機界面交互不友好，缺乏吊塔精準的力矩曲線(xiàn)管理，建筑公司因此引入了全新的吊塔中控顯示屏。

智微智能吊塔中控顯示屏方案選用瑞芯微RK3568J芯片，確保了操作界面流暢快速；其4K視頻解碼能力，可有效防止視頻接入解析出現的卡頓現象；3路CAN及10路UART接口，可充分滿(mǎn)足外部傳感器接入的需求；外加內置1Tops 算力NPU，可擴充各類(lèi)行為監測。

該吊塔中控顯示屏經(jīng)驗收后，有效地替代了原有老舊型號機器，用戶(hù)體驗得到大大提升。鑒于RK3568J一套方案多用途的特色，客戶(hù)將在后續智慧工地中繼續將芯片拓展運用于門(mén)禁管理、升降機監控、人員定位、安全帽監測等場(chǎng)景。

案例六：醫療行業(yè) PCR核酸檢測設備

芯片：RK3568J/ RK3399

圖|聚合酶鏈式反應技術(shù)設備（PCR）

針對核酸檢測，其檢測效果不僅取決于高質(zhì)量的試劑盒，還有一樣十分關(guān)鍵的檢測設備——實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈式反應（PCR）核酸檢測儀器，可大大提高了核酸檢測的準確率。

醫用PCR及小型PCR設備適用于醫院、社區、海關(guān)等應用場(chǎng)景，其設備更加注重便攜式考量，設備尺寸小巧，功能豐富，測試精度要求較高，并且對功耗以及外設接口要求較高。

研華科技推出的基于瑞芯微RK3399 及RK3568J處理器的嵌入式單板電腦，作為核酸設備的核心主控。在常態(tài)化疫情防控的今天，大型PCR工作站、醫用PCR設備以及小型一體式PCR設備針對不同使用場(chǎng)景都得到了廣泛的應用。

案例七：工業(yè)自動(dòng)化HMI人機界面

芯片：RK3358J/RK3568J

圖|工控HMI示意圖

HMI(人機界面)是工業(yè)自動(dòng)化中最前沿的解決方案，可以實(shí)時(shí)監控PLC、I/O模塊的運行，并在HMI上形象地顯示出來(lái)，同時(shí)操作者可以通過(guò)HMI向自動(dòng)化設備發(fā)出控制信號，使得自動(dòng)化設備可以按照操縱者的意圖運行。

立功科技的HMI方案，采用RK3568J芯片，具備工業(yè)級產(chǎn)品的可靠性，可提供HMI與各種自控設備的高效數據交互能力，同時(shí)，在接口方面可支持雙千兆以太網(wǎng)、CAN接口、高速mini PCIE接口以及高清屏幕顯示接口；此外，方案的系統兼容性強，可支持不同客戶(hù)的開(kāi)發(fā)需求。

案例八：智慧農業(yè) 機器人

芯片：RK3588M/RK3568J/ RK3399Pro

圖|農業(yè)無(wú)人車(chē)機器人

在農業(yè)領(lǐng)域，機器人的出現代替了人工農藥噴灑、播種等體力消耗大的工作，同時(shí)也解決了偏遠山區勞動(dòng)力不足的問(wèn)題。

在此領(lǐng)域，立功科技和瑞芯微攜手合作推出了農業(yè)機器人，基于瑞芯微RK3399Pro芯片。此外，瑞芯微的新一代RK3568J芯片亦可為機器人提供高效圖像識別處理功能，其內置獨立的NPU，可提供1T算力，確保后端設備數據處理的穩定性及高效性。

通過(guò)機器人的準確計算，可合理進(jìn)行播種、施肥，提高農耕效率的同時(shí)，降低農業(yè)成本。并且該芯片擁有的豐富接口，也可使其根據客戶(hù)的個(gè)性化需求，進(jìn)行定制化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，滿(mǎn)足其它農耕需求。

而新一代旗艦芯RK3588M更是主打AIoT領(lǐng)域，采用4xA76+4xA53的八核架構，自帶獨立NPU，擁有高達6Tops的算力，可極大的滿(mǎn)足工業(yè)、農業(yè)、快遞業(yè)等慢速機器人的需求。

案例九：電力行業(yè) 采集器+繼電器保護

芯片：RK3358J/RK3568J

在電力行業(yè)，數據的采集端需要配置更多的接口及較高的算力，以完成龐大客戶(hù)端數據的收集，對主控芯片CPU的算力性能要求在多核以上，RK3358J采用4核A35架構，具有較高算力及豐富接口的特性，非常適合電力采集器設備。

而電力行業(yè)繼電器保護設備，除了需要多接口、多網(wǎng)口外，對高可靠性的需求更加明顯，RK3568J具備全鏈路CPU Catch到DDR ECC，大大提升該類(lèi)產(chǎn)品的可靠性。RK3568J具有PCIE3.0等高速擴展接口，能夠滿(mǎn)足網(wǎng)口、算力、5G等的擴展需求。

【總結】

如下表所示，瑞芯微工業(yè)級芯片深入工控領(lǐng)域的千行百業(yè)，不同的產(chǎn)品線(xiàn)對應不同的需求，如：PX30系列的RK3358J更適合顯示觸控和工業(yè)集采領(lǐng)域，RK3568系列和RK3588系列的RK3568J和RK3588M更適合工控、網(wǎng)關(guān)和AI視覺(jué)應用領(lǐng)域。

圖|瑞芯微工業(yè)應用系列芯片

值得一提的是，瑞芯微工業(yè)級芯片產(chǎn)品除了擁有高擴展性、品質(zhì)保障、可靠性及壽命保障等硬性?xún)?yōu)勢外，還具有軟件保障、強大的生態(tài)保障以及服務(wù)經(jīng)驗優(yōu)勢等雄厚的軟實(shí)力，可以很好地服務(wù)于有工業(yè)類(lèi)應用需求的各類(lèi)客戶(hù)。