恩智浦三頻無(wú)線(xiàn)技術(shù)，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的“芯”玩法，本文總結全了~

形成工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 的基礎是不同設備之間通信，在云端進(jìn)行數據收集、處理和共享。本文將探討專(zhuān)門(mén)構建的三頻解決方案 (Wi-Fi、藍牙、802.15.4) 如何在IIoT采用的各種協(xié)議之間實(shí)現無(wú)縫通信。

工業(yè)基礎設施包含通過(guò)Wi-Fi、藍牙或802.15.4 (Thread、Zigbee、Matter) 連接的各種互連組件，例如傳感器、終端節點(diǎn)、控制器和處理器。IIoT解決方案需要這些設備之間能夠互操作，另外這些無(wú)線(xiàn)協(xié)議還要具備強大的性能。

恩智浦的無(wú)線(xiàn)連接解決方案提供一系列器件，支持主要無(wú)線(xiàn)技術(shù) (Wi-Fi、藍牙、802.15.4) 共存，實(shí)現傳感器到云端的無(wú)縫通信，釋放工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的全部潛力。

我們將探討工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的一些具體用例，并介紹如何通過(guò)升級無(wú)線(xiàn)連接來(lái)解決這些挑戰。

智能工廠(chǎng)管理系統

為了提高安全、質(zhì)量和效率，機器和機器人等制造設備必須連接起來(lái)，以便收集、處理和共享數據，并提出提高效率的建議。工業(yè)控制系統中的HMI屏幕是操作員與工廠(chǎng)車(chē)間機器之間的用戶(hù)界面。屏幕必須連接到云端，以便遠程訪(fǎng)問(wèn)和共享關(guān)鍵指標或數據。

恩智浦的RW61x解決方案搭載應用專(zhuān)用的260MHz Arm Cortex-M33內核，采用Wi-Fi、BLE和802.15.4三頻無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，從而解決這一問(wèn)題。這款單芯片解決方案不僅能節省成本，還能提供支持多協(xié)議用例的靈活性，例如與Thread網(wǎng)絡(luò )上的終端節點(diǎn)進(jìn)行通信或通過(guò)Wi-Fi共享數據。RW61x可以在獨立模式或網(wǎng)絡(luò )協(xié)處理器模式 (NCP) 下作為獨立的無(wú)線(xiàn)MCU使用，搭配主機處理器或微控制器。

此框圖展示了RW61x在獨立模式或網(wǎng)絡(luò )協(xié)處理器模式下，與恩智浦的i.MX RT1060 MCU一起應用于具備HMI屏的工業(yè)控制系統。

對于需要更高處理性能的應用，建議在無(wú)線(xiàn)協(xié)處理器模式 (RCP) 下，將恩智浦的i.MX93處理器與IW612 Wi-Fi 6三頻、IW610 Wi-Fi 6三頻或IW416 Wi-Fi 4+藍牙解決方案搭配使用。

盡管將恩智浦的無(wú)線(xiàn)連接解決方案與恩智浦處理器搭配使用能夠提供易用性和軟件兼容性，但這些三頻無(wú)線(xiàn)解決方案也可以與使用第三方非恩智浦處理器的現有應用搭配使用。

智能能源管理系統

隨著(zhù)市場(chǎng)逐漸轉向建造節能設備和系統 (如智能電表和太陽(yáng)能逆變器)，收集和跟蹤能源消耗的工作量也日益增加。智能電表能夠收集、監測和處理電力及電壓數據，并將這些數據發(fā)送給客戶(hù)和計費中心，用于分析趨勢和優(yōu)化能耗。太陽(yáng)能逆變器則將電池板產(chǎn)生的直流電轉換為交流電，并將這些電力傳輸給各種負載。

智能電表和太陽(yáng)能逆變器可以通過(guò)Zigbee、Thread或藍牙等窄帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行通信。它們可借助Zigbee或Thread收集能耗、異常和維護周期等信息。藍牙技術(shù)可用于調試網(wǎng)絡(luò )上的智能設備，網(wǎng)絡(luò )擴容或擴展互聯(lián)設備網(wǎng)絡(luò )變得更容易。當這些能源設備使用Wi-Fi連接時(shí)，它們能夠將數據發(fā)送到云端、家用能源顯示器或家庭控制面板，以顯示有關(guān)發(fā)電、不同系統或電器的使用情況及省電等信息。

恩智浦為智能能源管理系統提供了一款解決方案。物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化的IW610 Wi-Fi 6三頻解決方案在無(wú)線(xiàn)協(xié)處理器 (RCP) 模式下可以與i.MX 91處理器搭配使用，從而實(shí)現智能電表、太陽(yáng)能逆變器或其它智能能源應用的無(wú)線(xiàn)連接。IW610支持SDIO、USB、UART和SPI等多種主機接口，可以與多種恩智浦處理器或第三方非恩智浦處理器搭配使用。

此外，將i.MX 91與IW612 Wi-Fi 6三頻解決方案或IW416 Wi-Fi 4+藍牙解決方案搭配使用，可以擴展連接解決方案，分別適用于需要較高或較低無(wú)線(xiàn)性能的應用。而對于處理性能要求較低的應用，RW61x可以作為MCU和連接的單芯片解決方案。

此框圖所示為一個(gè)完全互聯(lián)的智能能源管理系統，其中RW61x用于智能電表應用，而i.MX 91與IW610相結合用于太陽(yáng)能逆變器應用。

本文作者：Aditi Patel，恩智浦半導體無(wú)線(xiàn)連接解決方案業(yè)務(wù)部產(chǎn)品經(jīng)理。Aditi Patel目前擔任恩智浦無(wú)線(xiàn)連接解決方案業(yè)務(wù)部的產(chǎn)品經(jīng)理。她專(zhuān)注于工業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的Wi-Fi、藍牙和802.15.4產(chǎn)品，并為大眾市場(chǎng)支持創(chuàng )建內容。她擁有杜克大學(xué)工程管理碩士學(xué)位，在圣何塞辦公。