恩智浦三頻無線技術，在工業物聯網中的“芯”玩法，本文總結全了~

形成工業物聯網 (IIoT) 的基礎是不同設備之間通信，在云端進行數據收集、處理和共享。本文將探討專門構建的三頻解決方案 (Wi-Fi、藍牙、802.15.4) 如何在IIoT采用的各種協議之間實現無縫通信。

工業基礎設施包含通過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、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，另外這些無線協議還要具備強大的性能。

恩智浦的無線連接解決方案提供一系列器件，支持主要無線技術 (Wi-Fi、藍牙、802.15.4) 共存，實現傳感器到云端的無縫通信，釋放工業物聯網的全部潛力。

我們將探討工業物聯網領域的一些具體用例，并介紹如何通過升級無線連接來解決這些挑戰。

智能工廠管理系統

為了提高安全、質量和效率，機器和機器人等制造設備必須連接起來，以便收集、處理和共享數據，并提出提高效率的建議。工業控制系統中的HMI屏幕是操作員與工廠車間機器之間的用戶界面。屏幕必須連接到云端，以便遠程訪問和共享關鍵指標或數據。

恩智浦的RW61x解決方案搭載應用專用的260MHz Arm Cortex-M33內核，采用Wi-Fi、BLE和802.15.4三頻無線通信技術，從而解決這一問題。這款單芯片解決方案不僅能節省成本，還能提供支持多協議用例的靈活性，例如與Thread網絡上的終端節點進行通信或通過Wi-Fi共享數據。RW61x可以在獨立模式或網絡協處理器模式 (NCP) 下作為獨立的無線MCU使用，搭配主機處理器或微控制器。

此框圖展示了RW61x在獨立模式或網絡協處理器模式下，與恩智浦的i.MX RT1060 MCU一起應用于具備HMI屏的工業控制系統。

對于需要更高處理性能的應用，建議在無線協處理器模式 (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。

盡管將恩智浦的無線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，但這些三頻無線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

隨著市場逐漸轉向建造節能設備和系統 (如智能電表和太陽能逆變器)，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，并將這些數據發送給客戶和計費中心，用于分析趨勢和優化能耗。太陽能逆變器則將電池板產生的直流電轉換為交流電，并將這些電力傳輸給各種負載。

智能電表和太陽能逆變器可以通過Zigbee、Thread或藍牙等窄帶無線技術進行通信。它們可借助Zigbee或Thread收集能耗、異常和維護周期等信息。藍牙技術可用于調試網絡上的智能設備，網絡擴容或擴展互聯設備網絡變得更容易。當這些能源設備使用Wi-Fi連接時，它們能夠將數據發送到云端、家用能源顯示器或家庭控制面板，以顯示有關發電、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。物聯網優化的IW610 Wi-Fi 6三頻解決方案在無線協處理器 (RCP) 模式下可以與i.MX 91處理器搭配使用，從而實現智能電表、太陽能逆變器或其它智能能源應用的無線連接。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線性能的應用。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。

此框圖所示為一個完全互聯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相結合用于太陽能逆變器應用。

本文作者：Aditi Patel，恩智浦半導體無線連接解決方案業務部產品經理。Aditi Patel目前擔任恩智浦無線連接解決方案業務部的產品經理。她專注于工業和物聯網領域的Wi-Fi、藍牙和802.15.4產品，并為大眾市場支持創建內容。她擁有杜克大學工程管理碩士學位，在圣何塞辦公。