作者： Rolf Horn

隨著工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 持續(xù)在各個行業(yè)掀起波瀾，對能夠無縫集成、可靠連接和高效部署的解決方案的需求也在持續(xù)增長。

為此， [DigiKey]和 [Würth Elektronik]攜手提供旨在簡化 IIoT 實施的廣泛產(chǎn)品和工具。通過關(guān)注連接、開發(fā)資源和效率，企業(yè)將會找到實現(xiàn)運(yùn)營輕松轉(zhuǎn)型所需的支持。

本文將探討一些關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)連接和傳感器的解決方案、開發(fā)和部署工具，以及提高 IIoT 效率的策略。無論是實現(xiàn)云連接還是改造傳統(tǒng)系統(tǒng)，DigiKey 和 Würth Elektronik 都能為用戶提供構(gòu)建互聯(lián)未來的基石。

物聯(lián)網(wǎng)連接和傳感器

強(qiáng)大的連接能力和可靠的傳感器技術(shù)是任何物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的核心。為滿足這些要求，DigiKey 和 Würth Elektronik 專門打造了一套全面的解決方案。從 Wi-Fi 和低功耗藍(lán)牙 (BLE) 模塊到先進(jìn)的射頻和多協(xié)議模塊，該產(chǎn)品組合可實現(xiàn)跨多行業(yè)應(yīng)用的無縫通信。

Würth Elektronik 的 BLE 系列被稱為“智能藍(lán)牙”，為要求長壽命和可靠性的小型低成本電池設(shè)備帶來了藍(lán)牙無線連接技術(shù)。這項技術(shù)對于實現(xiàn)醫(yī)療傳感器、遙控器、手表等廣泛的關(guān)鍵應(yīng)用至關(guān)重要。例如， [Würth Elektronik 的 Proteus-I 智能藍(lán)牙 4.2 模塊 BLE]具有超低峰值、平均和空閑功耗，以及長達(dá)多年的電池壽命、低成本、多供應(yīng)商互操作性和更大的覆蓋范圍。

圖 1：Würth Elektronik 的 Proteus-I 智能藍(lán)牙 4.2 模塊 BLE (2608011024000)。（圖片來源：Würth Elektronik）

如果 Wi-Fi 連接更為重要，那么 Würth Elektronik 的 [WLAN 模塊 Calypso]就是您的最佳選擇，這是一款基于 IEEE 802.11 b/g/n 的緊湊型 Wi-Fi 模塊，具有功能齊全的 TCP/IP 堆棧。Calypso 憑借其齒狀邊緣、智能天線配置和易于使用的 AT 風(fēng)格指令界面，可以輕松集成到任何嵌入式應(yīng)用中。該模塊還支持 IPv4 和 IPv6，同時還可實現(xiàn)現(xiàn)成的 SNTP、DHPv4、DHCPv6、mDNS、HPPT(S) 和 MQTT 等關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。Calypso Wi-Fi 模塊專為工業(yè)應(yīng)用而設(shè)計，提供六個安全插座以及安全啟動、存儲和 OTA 更新等高級安全功能。該模塊還適合串行電纜更換和具有云連接功能的低功耗物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

圖 2：Würth Elektronik 的 Calypso Wi-Fi 無線電模塊 (2610011025000)。（圖片來源： Würth Elektronik）

如果同時需要 Wi-Fi 和藍(lán)牙功能，那么 Würth Elektronik 的多協(xié)議模塊便是一個不錯的選擇。[WIRL-COMB：Würth Elektronik 的 Stephano-I 無線電模塊]是一款專為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用而設(shè)計的小型無線電模塊，該模塊將 Wi-Fi 和 BLE 功能整合到一個低功耗智能封裝中。Stephano-I 模塊尤其適用于需要無線通信功能的嵌入式系統(tǒng)，由于通過 UART 接口操作并通過 AT 指令進(jìn)行控制，因此易于集成。

圖 3：WIRL-COMB：Stephano-I 無線電模塊 (2617011025000)。（圖片來源：Würth Elektronik）

雖然該系列產(chǎn)品非常優(yōu)秀，但有時特定的應(yīng)用場所需要特定的方法。在這種情況下，Würth Elektronik 還提供固件可定制解決方案，例如 [Ophelia-III 無線電模塊]。Würth Elektronik 的 Ophelia-III 模塊專為諸如控制系統(tǒng)、遙控器和傳感器等設(shè)備之間的無線通信而設(shè)計。Ophelia-III 無需預(yù)裝固件，因此工程師們能夠靈活地集成專有固件，或靈活地利用 Nordic nRF Connect SDK 開發(fā) BLE、Zigbee 或 Thread 等定制應(yīng)用。該模塊包括一個集成的 PCB 天線，提供連接外部天線的選項以擴(kuò)大覆蓋范圍。采用 nRF52840 芯片，兼具高性能和低功耗。Ophelia-III 無線電模塊配備了額外引腳，可連接定制設(shè)備或傳感器，使其用途廣泛并可根據(jù)用戶的項目進(jìn)行定制。

圖 4：Ophelia-III 無線電模塊 (2611011022000)。（圖片來源：Würth Elektronik）

MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）傳感器用于監(jiān)控和自動化領(lǐng)域的精確數(shù)據(jù)采集，與這些連接技術(shù)選項形成互補(bǔ)。所有這些共同構(gòu)成了 IIoT 系統(tǒng)的基礎(chǔ)，賦能企業(yè)輕松實現(xiàn)互聯(lián)和數(shù)據(jù)驅(qū)動型運(yùn)營，并具備可擴(kuò)展性。

圖 5：[WSEN-ITDS 3 軸加速度傳感器] (2533020201601)。（圖片來源：Würth Elektronik）

Würth Elektronik 提供豐富的 MEMS 傳感器產(chǎn)品組合，完整產(chǎn)品信息參見 [DigiKey 網(wǎng)站]。這些 MEMS 傳感器可用來測量溫度、壓力、加速度等，并全面支持 Würth Elektronik 提供的即用型 SDK 和評估板。

開發(fā)和部署工具

開發(fā)和部署 IIoT 解決方案通常是一個耗費(fèi)資源的復(fù)雜過程。Würth Elektronik 通過其模塊化 [FeatherWing 可堆疊板]，利用一系列開源 SDK 和評估板簡化了這一過程。Würth Elektronik 的開源 SDK 采用 C 語言編寫，完全可定制，可滿足特定要求。這些 SDK 可實現(xiàn)各種傳感器與 IIoT 系統(tǒng)的無縫集成，從而促進(jìn)實時洞察，助力自動決策。

此外，云連接設(shè)計套件有助于簡化與基于云的生態(tài)系統(tǒng)的集成，從而更快、更高效地部署物聯(lián)網(wǎng)。這些工具旨在賦能開發(fā)人員，輕松實現(xiàn)從概念到實施的無縫銜接。

Würth Elektronik 的 FeatherWing 開發(fā)板與 Feather 外形完全兼容，開源且可堆疊，因此能夠增加功能，增大原型設(shè)計的空間。這些開發(fā)板涵蓋了廣泛的應(yīng)用，包括傳感器、Wi-Fi、無線和電源。這些開發(fā)板還可以通過 Würth Elektronik 的其他 FeatherWings 或 Feather/QWIIC 外形設(shè)備進(jìn)行擴(kuò)展。

圖 6：Würth Elektronik 的傳感器 FeatherWing (2501000201291)。（圖片來源：Würth Elektronik）

例如，Würth Elektronik 的 [Sensor FeatherWing]可用于其溫度、濕度、加速度和絕對壓力傳感器，并通過共享的 I2C 總線進(jìn)行連接。

圖 7：Würth Elektronik 的 MagI3C 電源 FeatherWing (2601157101001)。（圖片來源：Würth Elektronik）

如果重點關(guān)注電源應(yīng)用，那么 Würth Elektronik 的 [MagI3C 電源 FeatherWing]是一個很好的解決方案。該板的工作輸入電壓為 9 V、12 V、15 V、18 V 和 24 V 工業(yè)電源軌，最大輸入電壓為 36 V，并配有一個額外 USB 接口提供 5 V 輸入電壓，可通過開關(guān)進(jìn)行電壓切換。

提高效率

效率是成功實施物聯(lián)網(wǎng)的核心，無論是采用較新的系統(tǒng)還是釋放傳統(tǒng)系統(tǒng)的潛力。此處，改造是關(guān)鍵。Würth Elektronik 提供改造舊系統(tǒng)和優(yōu)化工作流程所需的工具，能以最小的干擾實現(xiàn)最佳結(jié)果。這樣，企業(yè)可以降低成本、提高生產(chǎn)力并最大限度地發(fā)揮聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢。

例如，如果一家公司擁有一臺已有 15 年歷史的 CNC 機(jī)床，該機(jī)床具有專有控制軟件和與物聯(lián)網(wǎng)不兼容的控制接口，那么第一反應(yīng)可能是換臺新機(jī)床跟上時代 — 特別是在該機(jī)床由于服務(wù)合同而無法改動并導(dǎo)致常見問題的情況下。

但是，如果我們不必花大價錢購買一臺新機(jī)器，而是可以通過非侵入方式對舊機(jī)器進(jìn)行改造，并且還能享受物聯(lián)網(wǎng)的好處，結(jié)果會怎樣呢？

在這種情況下，可以利用之前探索的無線模塊，為 CNC 機(jī)床配備無線云連接，從而可以在云端從現(xiàn)有的控制系統(tǒng)收集機(jī)器數(shù)據(jù)，對機(jī)器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

此外，可以安裝和連接上述各類傳感器，以提高收集數(shù)據(jù)的質(zhì)量。這些數(shù)據(jù)可以通過可視化方式進(jìn)行改進(jìn)，了解機(jī)器狀態(tài)，或者與人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí) (AI/ML) 應(yīng)用一起使用，實現(xiàn)預(yù)見性維護(hù)和流程優(yōu)化。

這種方法可以延長舊機(jī)器的預(yù)期使用壽命，有助于數(shù)字化過程，減少對過時培訓(xùn)的需求，對環(huán)境產(chǎn)生更積極影響并提高效率。由于這些因素以及購買新機(jī)器的支出，企業(yè)可以在頭幾年內(nèi)通過改造獲得投資回報。您可以[在 DigiKey 網(wǎng)站上]查找 Würth Elektronik 廣泛產(chǎn)品組合，以滿足改造或新設(shè)計需求。

結(jié)語

Würth Elektronik 提供全面的連接解決方案、開發(fā)工具和提高效率的技術(shù)，以幫助企業(yè)自信而精確地應(yīng)對 IIoT 的復(fù)雜性。

無論是集成先進(jìn)的傳感器、部署模塊化開發(fā)板，還是為互聯(lián)未來改造傳統(tǒng)系統(tǒng)，他們的解決方案都能為優(yōu)化工業(yè)運(yùn)營提供清晰的途徑。隨著 IIoT 的不斷發(fā)展，DigiKey 和 Würth Elektronik 將始終致力于支持企業(yè)實現(xiàn)目標(biāo)，打造更智能、更高效、更可持續(xù)的工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。

審核編輯 黃宇