Как спецификации MIPI Alliance позволяют использовать IIoT

По прогнозам, приложения промышленного Интернета вещей (IIoT) будут значительно расти в течение следующего десятилетия, что приведет к росту производительности и эффективности в таких обрабатывающих отраслях, как нефтегазовая, пищевая, фармацевтическая, химическая, энергетическая и горнодобывающая, а также в отдельных отраслях, таких как аэрокосмическая промышленность. , полупроводники и производство.

Разработка новых киберфизических систем, лежащих в основе этого роста, будет зависеть от использования камер с высоким разрешением для обеспечения машинного зрения, дисплеев с высоким разрешением, обеспечивающих богатый пользовательский интерфейс, и оптимизированных интерфейсов управления и контроля для подключения датчиков, исполнительных механизмов и других устройств. компоненты.

В этой статье объясняется, как спецификации MIPI, которые широко применяются в миллиардах мобильных устройств, могут быть использованы разработчиками для создания успешных конструкций устройств, сокращения усилий по разработке и сокращения затрат на ряд приложений IIoT.

Определение промышленного Интернета вещей

IIoT предусматривает высоко оцифрованные промышленные процессы, которые собирают и обмениваются данными с помощью подключенных машин и других устройств. С помощью аналитики в реальном времени данные используются в более широких производственных процессах для упреждающего решения проблем производства и поставок, повышения эффективности, улучшения логистики и реагирования на новые потребности.

Рост на этом рынке обеспечивается такими технологиями, как 5G, искусственный интеллект (AI), аналитика больших данных, облачные вычисления, машинное зрение и робототехника. Соединяя физический и цифровой миры, IIoT может контролировать и оптимизировать весь производственный процесс и более широкую цепочку поставок.

Преимущества спецификаций MIPI в IIoT

MIPI Alliance разрабатывает интерфейсы, которые соединяют встроенные компоненты (камеры, дисплеи, датчики, коммуникационные модули) в электронных устройствах. Спецификации MIPI, комплекты тестов на соответствие, инструменты отладки, программное обеспечение и другие ресурсы позволяют разработчикам создавать инновационные подключенные устройства.

Основное внимание организации уделяется разработке и продвижению аппаратных и программных интерфейсов, которые упрощают интеграцию компонентов, встроенных в устройство, от антенны и модема до периферийных устройств и процессора приложений. MIPI Alliance разрабатывает все свои спецификации для соответствия строгим условиям эксплуатации, необходимым для мобильных устройств:широкополосная производительность, низкое энергопотребление и низкий уровень электромагнитных помех (EMI).

Спецификации MIPI предоставляют приложениям IIoT следующие преимущества:

• Критически важные для безопасности устройства, такие как промышленные машины, выигрывают от функционально безопасных и надежных интерфейсов MIPI.
• Устройства с низким энергопотреблением получают выгоду от функций энергосбережения MIPI.
• Подключенные устройства получают выгоду от готовности MIPI к 5G.
• Устройства с ограниченным размером выигрывают от небольшого количества выводов / проводов MIPI и низкого уровня электромагнитных помех.
• Программное обеспечение и ресурсы для отладки MIPI ускоряют проектирование и разработку устройств.

Использование спецификаций MIPI

Решения IIoT будут построены на широком спектре устройств. Мы выделили несколько примеров, чтобы продемонстрировать применимость спецификаций MIPI к различным вариантам использования IIoT.

Контроль качества фармацевтических препаратов

Машинное зрение имеет важное значение для фармацевтической промышленности, поскольку оно используется для критических процессов проверки, таких как проверка целостности упаковки, уровней заполнения, целостности защитной пломбы и маркировки. Использование машинного зрения имеет решающее значение для качества продукции и является ключевым фактором производительности. Использование камер с высоким разрешением необходимо для этих приложений и других функций искусственного интеллекта на основе технического зрения.

Спецификации MIPI, обеспечивающие машинное зрение, включают:

• MIPICSI-2 поверх MIPI C-PHY, D-PHY или A-PHY для обеспечения высокомасштабируемого протокола для подключения камер с высоким разрешением, позволяющего делать выводы о зрении с низким энергопотреблением.
• MIPI I3C для обеспечения простого двухпроводного интерфейса управления и контроля для камер и других датчиков.

Автоматизированные промышленные транспортные средства

Автоматизированные транспортные средства используются во многих промышленных процессах для транспортировки материалов по территории объекта по заранее определенным маршрутам с использованием радиомаяков, камер и лазеров для навигации. Автоматизированные транспортные средства могут содержать сотни датчиков и генерировать огромные объемы данных.

Спецификации MIPI, поддерживающие автоматизированные транспортные средства, включают:

• MIPI CSI-2 через A-PHY для подключения камер (или лидаров) с высоким разрешением, что позволяет делать выводы и машинное зрение для транспортного средства, чтобы перемещаться по промышленной площадке.
• MIPI A-PHY для обеспечения сверхнадежного физического интерфейса большой досягаемости (≤15 м) для соединения компонентов в шумных средах EMI.
• MIPI I3C, обеспечивающий простой двухпроводной интерфейс для подключения датчиков и исполнительных механизмов в автомобиле.
• MIPI RFFE в модуле радиосвязи автомобиля для обеспечения беспроводной связи с операционными системами.

Промышленные системы управления с расширенными пользовательскими интерфейсами

Системы управления машинами становятся все более совершенными, они подключают машины к более широкому производственному процессу и предоставляют богатые пользовательские интерфейсы, позволяющие оператору контролировать и контролировать.

Спецификации MIPI, поддерживающие системы управления машинами:

• MIPI DSI-2 через C-PHY, D-PHY или A-PHY для управления панелями дисплея с высоким разрешением.
• MIPI Touch поверх MIPI I3C для обеспечения расширенного пользовательского интерфейса на основе сенсорного экрана.
• MIPI I3C обеспечивает простой двухпроводной интерфейс для подключения компонентов пользовательского интерфейса, таких как кнопки, светодиоды и зуммеры.

Дополнительные сведения о том, как спецификации MIPI, относящиеся к включению IIoT, объясняются в официальном документе «Альянс MIPI:обеспечение возможностей Интернета вещей».