工业无线连接技术

工业应用无线连接

工业应用中使用无线通信已有很多年,初期用于对起重机和其他活动设备实施基本控制。在近几十年采用更加标准化的无线连接技术之后,开始对更广泛的终端设备提供控制。

在工业应用中,任何单种无线技术都无法满足所有需求。低带宽和低功率技术更适合只需偶尔连接的仪表设备。与之相反,对于部署在繁忙厂区中,有多个传感器同步不间断通信的无人搬运车(AGV),则应选择更高带宽的选项。.

ADI的多种无线通信技术让我们无需部署有线网络,即可连接偏远和难以到达的危险区域的传感器。ADI提供非常先进的无线子系统和完整的信号链解决方案,旨在降低设计难度和加快部署速度。这些解决方案包括SmartMesh®、5G、低功耗蓝牙® (BLE),以及60 GHz无延迟无线数据连接。如果您想构建可靠的无线连接,可以选择ADI经过验证的技术,立即开始构建。

SmartMesh

5G

60 GHz

BLE

SmartMesh:为严苛的工业IIoT环境提供无线通信

ADI公司的SmartMesh收发器是一款低功耗、非常可靠的基于标准的无线传感器网络(WSN)解决方案,可以延长电池的使用寿命。SmartMesh网络能够在严苛的RF环境中提供高于99.999%的数据可靠性,工业物联网(IIoT)解决方案提供商选择使用该网络在危险的偏远位置提供重要的低带宽传感器测量数据。SmartMesh产品无需进行网络堆栈开发,提供加密、验证和消息完整性检查。

Factory connected by wireless mesh technology

了解一款经过验证、可靠的无线解决方案,该解决方案满足工业连接传感器的要求。SmartMesh和SmartMesh WirelessHART是针对恶劣工业环境而设计的无线网络,其中低功耗、可靠性、弹性和可扩展性至关重要。

了解SmartMesh解决方案

5G:高度可靠、低延迟的无线连接

利用高度可靠、低延迟的连接(URLLC),5G技术扩大了无线连接在制造和其他工业应用中的潜力。现在,即使在严苛的RF环境中,也几乎可以在任何位置增加连接,以增加机器数据捕捉量、改善工作场所的灵活性,以及消除繁杂的电缆布设。ADI是5G无线电技术的市场领导者,已经拥有广泛的合作伙伴生态系统,为未来的在建场所和现有工厂部署5G专用网络。

5G antenna emitting millimeter waves

了解ADI基于先进的低功耗RadioVerseTM SOC系列构建的5G无线电装置参考解决方案。这些解决方案旨在消除设计阻碍,加快上市速度,是完整的经过互用测试(O-RAN 7.2×分区)的RU设计平台(EVT),可以针对特定应用轻松优化。

5G加速前进

60 GHz无延迟无线数据链路

蓝牙、WLAN和5G都是有效的数据发送和接收方式。但是,所有基于数据包的无线连接标准都存在同一个问题:链路中会发生延迟。因此,通信不是实时的。这会影响设备的反应时间,从指令创建,一直到接收和执行指令。工业自动化使用实时协议(例如EtherCAT),这需要通信期间几乎不存在延迟,所以无线链路必须提供无延迟连接。

要解决此问题,需要去除基于数据包的发送协议,转而采用直接发送的位流。这种技术使得机械手互连可以采用真正的无线数据链路,它比最快的5G连接要快上几百倍。

Icon of robot sending and receiving wireless signals

随着人们通过增大对机器人的投入来利用自动化流程,ADI提供适用的解决方案,以提高工业效率,并减少工作错误率。在使用实时无线链路时,我们无需再顾虑延迟这个会随着时间叠加拉长、耗费工厂大量成本的问题。

从60 GHz无线数据互连开始

ADI的ADMV9611和ADMV9621 60 GHz解决方案提供媲美有线连接的性能。ADMV9611和ADMV9621 PCB子系统创建完整的毫米波(mmWave)无线链路,提供全双工操作。通过使用此技术,ADI得以为工业自动化应用提供实时、高度可靠的连接。

Front of ADMV9611/ADMV9621 evaluation board
Rotational link created by ADMV9611/ADMV9621 evaluation boards
Back of ADMV9611/ADMV9621 evaluation board
ADMV9611-ADMV9621 evaluation board 3D render

了解ADI的60 GHz毫米波短数据链路:

ADMV9611 ADMV9621

ADI的60 GHz技术的主要优势

Icon showing a speed gauge next to an upward trending arrow

超低延迟

无线因为本身存在延迟的网络而闻名。Wi-Fi会使以太网传输出现20 ms延迟,5G的目标是1 ms。60 GHz链路的延迟在2 µs以内,比5G要快上数倍。

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与协议无关

使用ADI的60 GHz位输入/位输出解决方案,可以无缝集成现有的使用常用有线协议的系统或设备,以适应系统。

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允许一定的对准偏差

为了兼容各种装配和操作环境,在无线连接器未对准时,ADI的60 GHz链路技术不会出现性能损失。因为允许一定的对准偏差,这种技术可以用在旋转设备中,不会影响链路性能,因此可以替代更传统的有线连接系统。

Icon showing a garbage can inside of a shield

在多尘环境中可靠耐用

60 GHz链路不会因连接器之间的灰尘和碎屑影响其性能。这意味着60 GHz解决方案可用于严苛的环境中,且无损其性能。


Engineer repairing a robot arm

合作助力推动工厂4.0

阅读我们与全球工业解决方案领导者Phoenix Contact进行设计协作的证明。

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非接触式滑环更换应用

60 Ghz无线链路技术非常适合用于替换现有的滑环技术。滑环一般用在旋转接头部位,用于在旋转总成中传输数据。以前一直使用刷来实现,但它们会触碰转子,在使用过程中也会破裂,需要维修和更换。根据使用的总成,会产生高昂成本,尤其是在需要维修或更换大型总成的时候。此外,为了验证总成的工作状态需要实施例行维护,这种维护单调乏味,且会耗费大量成本。使用ADI的60 GHz链路技术可以消除物理接触,使用采用无线连接的旋转接头,减少例行维护、维修或更换工作。

旋转接头——高层框图和要求

参数 描述
转速 5000 rpm至6000 rpm
数据速率 100 Mbps,1 Gbps+
协议 IEEE802.3、TSN和其他
BER 1 × 10-12或更优
不受未对准、EMI、串扰和污染影响;无需维护,与电源接口兼容

High level block diagram of a rotary joint

BLE:超低功耗、先进的终端安全无线连接技术

BLE仍然是构建更智能、连接程度更高的世界的一大支柱。智能楼宇、智能家居和智能工厂中会部署数百万个无线设备,如何保护这些终端设备,如何为它们供电,这是无法规避的挑战。ADI的达尔文系列微控制器和超低功耗集成式BLE 5.2无线电就是专用于解决这些独有的挑战。

Icon showing radio waves emitting from  an antenna

无线电

在蓝牙测向应用中,蓝牙5.2 SoC支持到达角(AoA)和出发角(AoD)功能。还支持LE音频、远程和高吞吐量2 Mbps功能。还支持Bluetooth Mesh和Zigbee等Mesh协议。

Icon showing a battery with charging bolt as a down arrow

低功耗

活动模式功耗低至27.3 µA/MHz,有助于延长电池寿命。板载SIMO提供动态电压调节,以尽可能降低活动内核的功耗。多种操作模式下能够快速唤醒,支持在任何应用中优化功耗。

Icon showing a shield with a checkmark

安全、可靠

  • 以在30年间积累的先进的硬件安全技术(AES、ECDSA、SHA-2/3、PUF)为基础构建。
  • 所有嵌入式存储器包含纠错码,以提高可靠性。

 

Icon showing a large microchip turning into a smaller microchip

尺寸

多种封装选项,最小为10.2 mm²