工控智能化升級千行百業 瑞芯微工業級芯片應用案例詳解
2022-3-10 來源:瑞芯微 作(zuò)者(zhě):-
工控技術的出(chū)現和推廣帶來了第(dì)三次工業革命,使生產速度和效率提高了三倍以上。據Wind發布數據顯示,2020年中國工控行業市場(chǎng)空間超2000億元,其中產品市場近1400億元,除外資主導的60%外,國產本土空間仍超過千(qiān)億元(yuán)。同時,工業智能化的需求正促使工控行業不斷壯大,隨著人工智能、大數(shù)據和半導體技術的(de)發展,工控涵蓋的範圍(wéi)越來越廣(guǎng)。
驅動工業智能化的主導力量大(dà)致可分為三類:第一類是傳統智能化(huà)改造;第二類(lèi)是國產化需求,包(bāo)括采用(yòng)國產芯片、操作係(xì)統、設(shè)備以及集(jí)成係統;第三(sān)類是人工智能,用機器提高生產力效率以及降低運營成本。
圖 : 驅(qū)動工業智能化的三大主導力量
工控領域的智能(néng)化發(fā)展(zhǎn)帶(dài)來了“工業芯片”的發展機遇, 據Gartner數據顯示(shì),全球工業芯片市(shì)場預計2022年達705億(yì)美元,2019-2022年複合增長率在(zài)13%左右。然而,不是所有的芯片(piàn)都能當工業芯片使用。
以工控大腦——控(kòng)製芯片為(wéi)例,工業級控製芯片需要長期運行在極高/低溫、高濕、強鹽霧(wù)和電磁輻射的惡劣環境中,所(suǒ)以(yǐ)在穩定性、可靠性和安全性方麵要求會比消費級高。瑞芯微作為走在國際化路(lù)線的國產品牌,這幾年已經在技術(shù)、服務和生態上有了很大的突破。下麵舉(jǔ)例瑞芯微芯片整體解決方(fāng)案在工控領域的應用(yòng)案例。
案例一:工業/邊緣計算網關設備
芯片:RK3588M/RK3358J/RK3568J/RK3399
圖:聯想(xiǎng)邊緣計算(suàn)網關(guān)搭載LeapIOT平台示意圖
1,印刷廠智(zhì)能化網關設備
作為深耕行業數十年的老牌印刷設備(bèi)製造(zào)企業,高斯(中國)的工業設備分散在全國各地,設備調試、故障診斷及修複嚴(yán)重(chóng)依賴現場人工;且運維人員無法掌(zhǎng)握一手(shǒu)數據,造成運維管理成(chéng)本高、效率較低、響應速度慢等(děng)問題。
聯想為高斯(中國)量身打造了一套解決方案,基於(yú)瑞芯微RK3399主控的ECG工業網關設備和Leap IoT工業物聯網平(píng)台,將設備運行的數據經過實(shí)時(shí)傳輸、整合與呈現(xiàn),生成可追溯的數據記錄,幫助高斯(中國)實現精細化的(de)印(yìn)刷生產管理,達到降本增效的目的。
瑞芯微RK3399主控芯片,支持多係統,實時(shí)性強,接口充足可以擴充行為監測;驅動(dòng)力強,可以使得操作界麵流(liú)暢快速。幫(bāng)助客戶降低50%設備腹脹(zhàng)率,縮減65%的售(shòu)後維護成本,高斯的客戶滿意度提升80%。
全新旗艦芯RK3588M可以更強的性能賦能複雜場(chǎng)景的智能化升級,8nm工藝,八核CPU,高(gāo)達6Tops的NPU算力,將可以滿足更多類型的AI功能需求;支持多屏互動,提升運營管理效率;具(jù)備豐富的高速(sù)接口支持各類外設擴展,可適應複雜工作(zuò)環境中的(de)設備整合和(hé)拓展。
圖: 聯想工業網關示意圖
2,遠(yuǎn)程巡檢網關設備
某大型國有企業在全國各地部署有百萬級別的機房和(hé)設備(bèi),部署在戶外的機房和設(shè)備需要人員定期進行巡(xún)檢和維護。
聯想采用瑞芯(xīn)微RK3568J為計算(suàn)核心的聯想邊緣計(jì)算網關,可提供1Tops基礎算力,並可擴展至4Tops算力,對攝像頭采集的視頻圖像數據進行AI解析,可實(shí)現人(rén)員身份識別,煙火告(gào)警等功能,搭配聯想(xiǎng)Lenovo Edge AI平台可實現異常情況智能化預警(jǐng)上報,容器化算法(fǎ)部署,遠程升級等服務。幫助(zhù)客戶極大優化人員現場巡檢(jiǎn)的人力投入,同(tóng)時可(kě)對(duì)設備及周邊(biān)環境進行實時無縫監控,提升了對設備運行的可靠性(xìng)。新一代旗艦芯(xīn)片RK3588M可支持對算力有更高要求的設備,提供高達6Tops算力,助(zhù)力全(quán)麵升級(jí)和拓展AI 功能。
案例(lì)二:餐飲業 全(quán)球知名(míng)連鎖餐廳 能耗管理物聯網關(guān)+廚房(fáng)智慧觸控終(zhōng)端(duān)
芯片:RK3568J/RK3399
圖:邊緣計算網關
全球知(zhī)名的餐飲品牌擁有超37,000家餐廳,遍及全球100多個國家和地區。該連鎖(suǒ)餐廳門店數量眾多,原材料和運營成本不斷提升,希望通過對所(suǒ)有門店進行監管,實時獲取運營數據對(duì)能耗進行采集(jí)和分析,降低店麵運營(yíng)成本(běn)。
聯想提(tí)供(gòng)了采用瑞芯微RK3399芯(xīn)片的邊緣計算網關+智慧廚房觸控產品,采用無風扇(shàn)散熱,機體結構密封,有(yǒu)效抵抗廚房油(yóu)煙,提高(gāo)產品壽命。隨著AI智能化的(de)提升,瑞芯微RK3568J芯片將成為產品升級的首選,助力(lì)AI類應用,自帶獨(dú)立1TOPS 算力NPU,可為客戶後期提升運營效率、降低成本貢(gòng)獻巨大價值。
案例三(sān):智慧交通 地鐵出入閘機+地鐵智慧(huì)車窗
芯片:RK3568J/RK3288
圖:地鐵出入口(kǒu)閘機及(jí)智(zhì)慧(huì)車窗
城市地鐵(tiě)線路的發展,需要實現地鐵全麵智能化升級(jí),人臉識別閘機和車內的智能設備必不可少,技(jì)術(shù)層麵的需求:國產化平台、強大處理能力和穩定(dìng)性、平台具備可擴展性。
1,智能出入口閘機(jī)
立功科技與瑞芯微RK3568J平台作為新一代閘機的方案商,可快速實現(xiàn)活體(tǐ)識別(bié),ID身份認證等快速安檢功能。RK3568J擁有四(sì)核A55高性(xìng)能架構,內置獨立的1Tops算力NPU,支持兩路MIPI攝像(xiàng)頭並帶有(yǒu)HDR功能ISP,人像采(cǎi)集清晰且(qiě)識別處理速度快;並且RK3568J擁有雙以太網(wǎng)、CAN接口(kǒu)、高速mini PCIE接口,擁有強大的擴展能力,可為地鐵閘機類產品提供各類擴展需求。
2,地鐵智慧車窗
瑞芯微與研華科技聯合打造RK3288及RK3568J地鐵智慧(huì)車窗方案,目前已在(zài)深圳地鐵投(tóu)入使用。RK3288及RK3568J具(jù)備強性能,能夠驅動觸摸高(gāo)清大屏,並且接口(kǒu)豐富,可擴展性強,RK3568J具備獨立的AI算力還可增添更多交互體驗。
案例四:智慧樓宇社區 3D人臉識別+體溫檢測(cè)
芯片:RK3358J/RK3399
圖:研華方案的活體識別功能(néng)示意圖
在疫情期間,企業學校複(fù)產複課(kè)急需(xū)部署人臉及(jí)測溫監測閘機(jī),需要快速識別(bié)人體體溫及口罩臉識(shí)別的(de)應用需求。
研華科技采用瑞芯微RK3399主控,以其高性能CPU,算法效率高,移植部署快,接口豐富易擴展,寬溫支(zhī)持等特點,滿足在戶外進行活(huó)體識別的工作(zuò)場景。
案例五:建築行業 吊塔中控顯示屏(píng)
芯(xīn)片(piàn):RK3568J
圖:建築行業吊塔中控顯示方案示意圖
某建築(zhù)工地的係統吊鉤球機視頻常出(chū)現卡頓,係統(tǒng)顯示屏人機界麵交互不友好,缺(quē)乏吊塔精準的力矩曲線管理(lǐ),建築公司因(yīn)此引入(rù)了(le)全新的吊塔中控顯示屏(píng)。
智微智能吊塔中控顯示屏方案選用瑞芯微RK3568J芯片(piàn),確保了操(cāo)作界麵流暢快速;其4K視頻(pín)解碼能(néng)力,可(kě)有效防止視頻接(jiē)入解析出現的卡頓現象;3路CAN及10路UART接口,可充分滿足外部傳感器(qì)接入的需求;外加內置1Tops 算力NPU,可擴充各類行為(wéi)監測。
該吊(diào)塔中控顯示屏經驗收後,有效地替代了原有老舊型(xíng)號機器,用戶體驗得到大大提升。鑒於RK3568J一(yī)套方案多用途的特色,客戶將(jiāng)在後續智慧工地中繼續將芯片拓展運用於門禁管理、升降機監(jiān)控、人員定位、安全(quán)帽監測等場景。
案例六:醫療行業 PCR核酸檢測設備
芯片:RK3568J/ RK3399
圖: 聚合(hé)酶鏈式反(fǎn)應技(jì)術設備(PCR)
針對核酸檢測,其檢測效(xiào)果不僅取(qǔ)決於高質量的試劑盒,還有一樣十分關鍵的檢測設備——實時熒光定(dìng)量聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)核酸檢測儀器,可大大提高了核酸檢測的準確率。
醫(yī)用PCR及小型(xíng)PCR設備適用於醫院、社區、海關等應用場景,其設備更加注重便攜式考量(liàng),設備尺寸小巧,功能豐富,測試精度要求較高,並且對功(gōng)耗以及(jí)外設接口要求較高。
研華科技(jì)推出的(de)基於瑞(ruì)芯微RK3399 及RK3568J處理器的嵌入式單板電腦(nǎo),作為核酸設備的核心主控。在常(cháng)態化疫(yì)情(qíng)防控的今天(tiān),大型PCR工作(zuò)站(zhàn)、醫用(yòng)PCR設備以及(jí)小型一體式PCR設備針對不同使用場景都得到(dào)了(le)廣泛的(de)應用。
案例七:工業自動化(huà)HMI人機界麵
芯片:RK3358J/RK3568J
圖:工控HMI示意圖
HMI(人機(jī)界麵)是工(gōng)業自動化中最前沿的解決方案,可以實時監控PLC、I/O模塊的(de)運行,並在(zài)HMI上形象地顯示出(chū)來,同時操作者可以通過HMI向自動(dòng)化設備發出控製信號,使(shǐ)得自動化(huà)設備可以按照操縱者的意圖運行。
立(lì)功科技的HMI方案,采用RK3568J芯片,具備工業級產品的可靠性,可提供HMI與各種自控設備的高效數據交互能力,同時,在接口方麵可支持雙千(qiān)兆以太網、CAN接口、高速mini PCIE接口以及高(gāo)清屏幕顯示接口;此外,方案的係統兼容性強,可支持不同(tóng)客戶的開發需求。
案例八:智慧農業 機器人
芯片:RK3588M/RK3568J/ RK3399Pro
圖 : 農業無人車機器人
在農業領域(yù),機器人的出現(xiàn)代替了人工農藥(yào)噴灑、播(bō)種等(děng)體力消(xiāo)耗大的工作,同時也解決了偏遠(yuǎn)山區勞動力不足的問題。
在此領域,立功科(kē)技和瑞芯微攜手合作推出了農業機器人,基(jī)於瑞芯微RK3399Pro芯片。此外,瑞芯微的新一代RK3568J芯片亦(yì)可為(wéi)機器人提供高效圖像識別處理功能,其內(nèi)置獨立的NPU,可提供1T算力(lì),確保後端設備(bèi)數據處(chù)理的穩定性(xìng)及高效性。
通過機器人的準確計算,可合理(lǐ)進行播種、施肥,提高(gāo)農耕效率的同時,降低農(nóng)業成本。並(bìng)且該芯片擁有的豐富接口,也可使其根據客(kè)戶(hù)的個性化需求,進行(háng)定製化產品開發,滿足其它農耕需求。而新一代旗艦芯RK3588M更是主打AIoT領域,采用4xA76+4xA53的八核架構,自帶獨立NPU,擁有(yǒu)高達6Tops的算力,可極(jí)大的滿足工業、農業、快遞業等慢速機器人的需求。
案例九:電力行業 采(cǎi)集器+繼電器保護
芯片:RK3358J/RK3568J
在電力行業,數據的采集端需要配置更多的接(jiē)口及較高的(de)算力,以完成龐大客戶端(duān)數據(jù)的(de)收集(jí),對(duì)主控芯片CPU的算力性能要求在多核以(yǐ)上,RK3358J采用4核A35架(jià)構(gòu),具有(yǒu)較高算(suàn)力(lì)及豐富接口(kǒu)的特性(xìng),非常適(shì)合(hé)電力采集器(qì)設備。
而電力行業繼(jì)電器保護設備,除了需要多接口、多(duō)網口(kǒu)外,對高可靠性的需求更加(jiā)明顯,RK3568J具備全鏈路(lù)CPU Catch到DDR ECC,大大提升(shēng)該類產品的可靠性(xìng)。RK3568J具有PCIE3.0等高速擴展接口,能夠滿足網口、算力、5G等的(de)擴展需求。
【總結(jié)】
如下表所示,瑞芯微(wēi)工業級芯片(piàn)深入工控領域的千行百業,不同的產品線對應不同的需求,如:PX30係列的RK3358J更適合顯示觸控和(hé)工業集采領域,RK3568係列(liè)和RK3588係列的RK3568J和RK3588M更適(shì)合工(gōng)控、網關和(hé)AI視覺應(yīng)用領域。
圖:瑞芯微工(gōng)業應用係(xì)列(liè)芯片
值(zhí)得一提的是,瑞芯微工(gōng)業級芯片產品除了擁有高擴(kuò)展性、品(pǐn)質保障、可靠性及壽(shòu)命保(bǎo)障等硬性優勢(shì)外,還具有軟件保障(zhàng)、強大(dà)的生(shēng)態保障以及服務經驗優勢等雄厚的(de)軟實力,可以很好(hǎo)地服務(wù)於有工業類應用需求的各(gè)類客戶。
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