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如何建立從傳感到云的自主工業(yè)系統(tǒng)

發(fā)布時間:2018-05-30 來源:邵樂峰 責任編輯:wenwei

【導讀】作為物聯(lián)網(wǎng)和機器人設備的硬件支持模塊,其最主要的構建組塊包括感知、連接、控制和處理三部分,而TI則是業(yè)界為數(shù)不多的幾家能夠“實現(xiàn)從傳感器到云的自治系統(tǒng)”的公司之一……
 
研究機構數(shù)據(jù)顯示,2017年全球物聯(lián)網(wǎng)市場規(guī)模已經(jīng)達到4500億美元,預計到2020年全球物聯(lián)設備數(shù)量將達260億,全球經(jīng)濟價值1.9萬億美元。德州儀器中國業(yè)務發(fā)展總監(jiān)吳健鴻認為,在過去的幾年里,物聯(lián)網(wǎng)和機器人產(chǎn)業(yè)得到了相當大的發(fā)展,IDC預計到2021年全球機器人市場消費將高達230.7億美元,如果把這兩個行業(yè)結(jié)合起來,會誕生巨大的市場機會。
 
作為物聯(lián)網(wǎng)和機器人設備的硬件支持模塊,其最主要的構建組塊包括感知、連接、控制和處理三部分,而TI則是業(yè)界為數(shù)不多的幾家能夠“實現(xiàn)從傳感器到云的自治系統(tǒng)”的公司之一,產(chǎn)品線涵蓋C2000 MCU、Sitara處理器、SimpleLink無線MCU、毫米波傳感器、MSP430 MCU等等。
 
如何建立從傳感到云的自主工業(yè)系統(tǒng)
 
感知和測量
 
TI最新的MSP單片機都有很多的傳感功能,最新推出的采用CapTIvate技術的MSP430微控制器系列產(chǎn)品MSP430FR2512和MSP430FR2522 MCU,實現(xiàn)了比競爭產(chǎn)品低五倍的功耗,支持接近感應和透過玻璃、塑料和金屬覆蓋層觸摸,能夠為工業(yè)系統(tǒng)、家庭自動化系統(tǒng)、家電、電動工具、家庭娛樂、個人音頻應用等增加多達16個按鈕以及接近感應功能。
 
如何建立從傳感到云的自主工業(yè)系統(tǒng)
 
能夠在金屬表面實現(xiàn)觸控是該產(chǎn)品的亮點之一。“很多工業(yè)應用場景比較苛刻,按鍵都要求超過五年、十年的操作時間,但現(xiàn)在主流的產(chǎn)品都是采用塑膠或是玻璃制造,所以從這個角度來看,金屬觸摸屏會比較適用。”吳健鴻表示。
 
開發(fā)人員可以使用與CapTIvate編程器板(CAPTIVATE-PGMR)或TI LaunchPad開發(fā)套件兼容的新型BOOSTXL-CAPKEYPAD BoosterPack插件模塊快速評估其應用的電容感應。BoosterPack模塊加入CapTIvate設計中心和在線CapTIvate技術指南中的一系列MCU、易于使用的工具、軟件、參考設計和文檔。此外,開發(fā)人員可以加入德州儀器在線支持社區(qū),尋找解決方案,獲得幫助,憑借CapTIvate技術加速開發(fā)。
 
過程和控制
 
經(jīng)過數(shù)據(jù)的收集后,客戶往往要在云端進行運算。但實際上,因為及時性的關系,運算還要在本地進行,同時進行一些控制。F28004x是TI針對電動汽車車載充電器、電機控制逆變器和工業(yè)電源等成本敏感型應用推出的新型C2000 MCU系列。功耗相比之前的Piccolo設備降低60%,可選的片上DC/DC轉(zhuǎn)換器可將功耗降低70%,集成的模擬功能包括三個帶有后處理硬件、高級同步功能和可編程增益放大器的獨立12位ADC,以及一個精密的比較器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器子系統(tǒng)和一個sigma-delta濾波器接口。F28004x還和C2000相兼容,很多開發(fā)電機應用的客戶,就可以過渡到最新的性價比較好的F28004x。
 
如何建立從傳感到云的自主工業(yè)系統(tǒng)
 
支持多頻段多協(xié)議連接
 
為滿足樓宇、工廠和電網(wǎng)日益增長的連接需求,TI推出其最新的SimpleLink無線和有線MCU。這些新器件為Thread、Zigbee、Bluetooth 5和Sub-1 GHz提供業(yè)界領先的低功耗和同時運行多協(xié)議多頻段連接。
 
新型SimpleLink MCU支持以下無線連接選項:
 
• Sub-1GHz:CC1312R無線MCU。
 
• 多頻段(Sub-1 GHz、Bluetooth低功耗、Thread和Zigbee):CC1352R和CC1352P無線MCU。
 
• 低功耗藍牙:CC2642R無線MCU。
 
• 多協(xié)議(Bluetooth低功耗、Thread和Zigbee):CC2652R無線MCU。
 
• 具有高達2MB存儲的主MCU:MSP432P4 MCU。
 
如何建立從傳感到云的自主工業(yè)系統(tǒng)
 
在吳健鴻看來,支持多頻段和多協(xié)議的優(yōu)勢,就是如今用戶只要一顆芯片就可以替代原來需要2-3顆不同的芯片實現(xiàn)的功能。當把這些不同的連接產(chǎn)品、處理控制產(chǎn)品,以及傳感產(chǎn)品連接起來,就能形成一個強大的系統(tǒng),為客戶提供更好的解決方案。
 
而為了縮短設計時間,允許開發(fā)人員在不同的產(chǎn)品中重復利用此前的投資,TI全新的SimpleLink微控制器平臺通過將一套穩(wěn)健耐用的互聯(lián)硬件產(chǎn)品庫、統(tǒng)一的軟件解決方案和沉浸式資源在同一開發(fā)環(huán)境中集成,加快了產(chǎn)品擴張的進程。也就是說,借助TI提供的軟件開發(fā)工具套件(SDK),只要通過標準化功能性的API底層,便可以實現(xiàn)產(chǎn)品的輕松移植。
 
這個不再受設備類型限制的方法被TI方面稱之為“以100%代碼重用率重新定義MCU開發(fā)”,它為整個SimpleLink器件范圍內(nèi)的應用提供了輕松的平臺級軟件的代碼可移植性,使工程師能夠?qū)④浖_發(fā)的一次性投入重復應用于平臺內(nèi)的多個其他產(chǎn)品和應用,從而大大縮短了設計時間。
 
本文轉(zhuǎn)載自電子工程專輯。
 
 
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