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智能工業

HMI - 人機界面

無線技術改變了工業設備的用戶體驗。

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簡介

適用于工業應用的無線人機界面 (HMI)

工業現場設備傳統上使用復雜的本地用戶界面和電纜連接的 PC 程序來進行配置、編程和診斷。藍牙是未來 HMI 的理想技術。使用 Silicon Labs 預認證的藍牙模塊和移動應用工具，可簡化用戶體驗現代化過程，加速上市時間。

無線技術如何改變用戶體驗？

工業現場設備引入 HMI 帶來很大的設計挑戰。傳統上，設計者受到物理空間的限制，需要考慮環境條件，并且還需要對外部連接的任何端口進行電流隔離以確保安全。為了解決這些挑戰，設計者不得不進行權衡，因為在設計過程中會做出很多妥協，因此可能會對用戶體驗產生不利影響。復雜的用戶界面可導致較差的感知使用性，因為在配置、操作或維護方面存在困難，用戶可能會選擇不使用設備的全部功能。

藍牙技術在工業現場設備中的應用仍處于初期階段，但由于其優于傳統設計方法的優點，正逐漸獲得更多的應用空間。現代藍牙預認證模塊包含構建直觀的用戶體驗所需的一切。此外，這些模塊的封裝很小，這意味著它們可集成到空間有限的設備中。這些模塊的尺寸最小為 6 x 6 mm。藍牙模塊的功耗進行了優化，達到了可用于電池供電設備的水平。

藍牙是一種無線技術，這意味著現場設備和用戶終端設備之間的外部連接無需電流隔離。這可大大降低材料成本。因為需要進行安全性驗證的暴露的接口更少，還減少了測試和驗證。由于藍牙技術的廣泛采用，使得各種便攜式設備能夠作為設備的用戶接口。當設計者不再局限于幾個按鈕和小型顯示器時，他們就可以向客戶交付突出產品優點的用戶界面，以及實現比競爭對手更好的差異化。

工業設備可以安裝在具有挑戰性的環境中，在這樣的環境中，設備可暴露在灰塵、鹽水、潮濕和其他條件下。需要對穿過設備外殼的所有進口進行精心設計和保護。使用基于藍牙的 HMI，可最大限度減少物理連接器、按鈕和屏幕，從而簡化設備設計。從客戶的角度來看，他們需要維護的事項更少，從而節約了成本。現場設備也可能安裝在難以到達的地點，這就使得傳統的基于纜線的接口使用起來很麻煩。通過藍牙，用戶可以使用手持設備從安全位置遠程連接到設備。

由于 RS-232 串行通信的通用性和可用組件的廣泛性，工業現場設備的外部連接常基于這種通信方式。這些類型的接口為實現無線帶來了絕佳的機會。藍牙模塊以標準的 UART 作為輸入，不需要任何藍牙編程知識，是實現 HMI 創新的最佳選擇。除了預認證的模塊外，作為主要用戶界面的移動應用程序也是影響上市時間和開發成本的關鍵因素。提取藍牙操作的預先確定的移動應用程序框架大大簡化了設計過程，并減少了開發時間。

Silicon Labs 為人機界面應用提供廣泛的預認證藍牙模塊組合，包括用于空間受限設計的世界上最小的系統級封裝藍牙模塊。我們的開發工具包括旨在加速應用程序開發的移動集成軟件。我們的 Bluetooth Xpress 產品及其移動應用程序框架非常適合于將現有人機串行接口轉換為可靠的、永不過時的用戶體驗。

人機界面方框圖

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EFR32BG21 系列 2 藍牙低能耗 (SoC) - EFR32BG21

面向 HMI 的節能藍牙 5 SoC 采用高性能 2.4 GHz 無線電和 80 MHz ARM Cortex-M33 核心。

更多信息

EFR32BG21 系列 2 藍牙低能耗 (SoC) - EFR32BG21

Wireless Gecko 系列 2 設備是 Wireless Gecko 設備的下一代演化產品，為物聯網帶來了高性能、低功耗和安全解決方案。此系列設備旨在提高處理能力、改善 RF 性能和降低有功電流，還可為 IoT 設備提供更高的安全性。此外，EFR32BG21 設備還設計旨在為 Silicon Labs 增強的安全選項 - Secure Vault 提供支持。了解有關 Silicon Labs 安全產品組合的更多信息。

EFR32BG21 設備是 2.4 GHz 無線 SOC，經過了優化，適用于線路供電的 BLE 和藍牙網狀網絡應用，包括聯網照明、智能插座、網關和語音助手。80 MHz ARM? Cortex?-M33 內核提供卓越的處理能力，同時集成的安全子系統提供領先的安全功能，這極大降低了 IoT 安全漏洞和知識產權受損的風險。憑借優于 -104.3 dBm 的靈敏度和高達 +20 dBm 輸出功率，EFR32BG21 產品家族可采用 Simplicity Studio 5 開發工具進行輕松遷移，并可使用開發套件、SDK、移動應用程序、我們的能耗分析器和獲得專利的網絡分析器縮短產品上市時間。

關鍵規格

藍牙 5.4 與藍牙網狀網絡支持

更高級別的 IoT 安全性

Secure Vault?

EFR32BG22 系列 2 藍牙低能耗 (SoC)

節能型藍牙 5.2 SoC 的工作溫度可達 +125 oC，支持適用于 HMI 應用的網狀網絡。

更多信息

EFR32MG21 系列 2 多協議無線 SoC

2.4 GHz 無線 SoC 專為線路供電的 Zigbee、Thread 和藍牙網狀網絡應用（包括 HMI）優化。

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EFR32MG24 系列 2 多協議無線 SoC

超低功耗、多協議 2.4 GHz SoC 采用 PSA 3 級安全保護，為 HMI 帶來 AI/ML 和高性能無線。

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SiWx917M Wi-Fi 6 和藍牙 LE 5.4 無線 SoC

超低功耗 Wi-Fi 6、BLE 5.1 和 Matter SoC 可確保 HMI 中的安全云連接、控制和 OTA 更新。

更多信息

SiWx917M Wi-Fi 6 和藍牙 LE 5.4 無線 SoC

SiWx917M SoC 是我們功耗最低的 Wi-Fi 6 SoC，是使用 Wi-Fi?、藍牙、Matter 和 IP 網絡實現安全云連接的超低功耗物聯網無線設備的理想之選。非常適合于開發需由使用時間較長的電池供電的設備。SiWx917M SoC 包括超低功耗 Wi-Fi 6 及藍牙低功耗 LE 5.4 無線 CPU 子系統，以及集成微控制器 (MCU) 應用子系統、安全功能、外圍設備和電源管理子系統，所有這些都集成在一個尺寸為 7 x 7 mm 的 QFN 封裝中。無線子系統由運行速度高達 160 MHz 的網絡無線處理器、基帶數字信號處理、模擬前端、2.4 GHz RF 收發器和集成功率放大器組成。應用子系統由運行頻率高達 180 MHz 的 ARM? Cortex?-M4F、嵌入式 SRAM、閃存和傳感器集線器組成。ARM? Cortex?-M4F 專門用于外圍設備和應用相關處理，而網絡無線處理器在獨立線程上運行無線和網絡協議棧，因此可提供完全集成的解決方案，可直接用于各種嵌入式無線物聯網應用。

目標應用場景包括智能家居、消費者健康和可穿戴設備、醫療、工業、零售、智能建筑和城市、資產跟蹤。