无线人机界面 (HMI)

无线技术如何改变用户体验？

工业现场设备引入 HMI 带来很大的设计挑战。传统上，设计者受到物理空间的限制，需要考虑环境条件，并且还需要对外部连接的任何端口进行电流隔离以确保安全。为了解决这些挑战，设计者不得不进行权衡，因为在设计过程中会做出很多妥协，因此可能会对用户体验产生不利影响。复杂的用户界面可导致较差的感知使用性，因为在配置、操作或维护方面存在困难，用户可能会选择不使用设备的全部功能。

蓝牙技术在工业现场设备中的应用仍处于初期阶段，但由于其优于传统设计方法的优点，正逐渐获得更多的应用空间。现代蓝牙预认证模块包含构建直观的用户体验所需的一切。此外，这些模块的封装很小，这意味着它们可集成到空间有限的设备中。这些模块的尺寸最小为 6 x 6 mm。蓝牙模块的功耗进行了优化，达到了可用于电池供电设备的水平。

蓝牙是一种无线技术，这意味着现场设备和用户终端设备之间的外部连接无需电流隔离。这可大大降低材料成本。因为需要进行安全性验证的暴露的接口更少，还减少了测试和验证。由于蓝牙技术的广泛采用，使得各种便携式设备能够作为设备的用户接口。当设计者不再局限于几个按钮和小型显示器时，他们就可以向客户交付突出产品优点的用户界面，以及实现比竞争对手更好的差异化。

工业设备可以安装在具有挑战性的环境中，在这样的环境中，设备可暴露在灰尘、盐水、潮湿和其他条件下。需要对穿过设备外壳的所有进口进行精心设计和保护。使用基于蓝牙的 HMI，可最大限度减少物理连接器、按钮和屏幕，从而简化设备设计。从客户的角度来看，他们需要维护的事项更少，从而节约了成本。现场设备也可能安装在难以到达的地点，这就使得传统的基于缆线的接口使用起来很麻烦。通过蓝牙，用户可以使用手持设备从安全位置远程连接到设备。

由于 RS-232 串行通信的通用性和可用组件的广泛性，工业现场设备的外部连接常基于这种通信方式。这些类型的接口为实现无线带来了绝佳的机会。蓝牙模块以标准的 UART 作为输入，不需要任何蓝牙编程知识，是实现 HMI 创新的最佳选择。除了预认证的模块外，作为主要用户界面的移动应用程序也是影响上市时间和开发成本的关键因素。提取蓝牙操作的预先确定的移动应用程序框架大大简化了设计过程，并减少了开发时间。

Silicon Labs 为人机界面应用提供广泛的预认证蓝牙模块组合，包括用于空间受限设计的世界上最小的系统级封装蓝牙模块。我们的开发工具包括旨在加速应用程序开发的移动集成软件。我们的 Bluetooth Xpress 产品及其移动应用程序框架非常适合于将现有人机串行接口转换为可靠的、永不过时的用户体验。

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

面向 HMI 的节能蓝牙 5 SoC 采用高性能 2.4 GHz 无线电和 80 MHz ARM Cortex-M33 核心。

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Wireless Gecko 系列 2 设备是 Wireless Gecko 设备的下一代演化产品，为物联网带来了高性能、低功耗和安全解决方案。此系列设备旨在提高处理能力、改善 RF 性能和降低有功电流，还可为 IoT 设备提供更高的安全性。此外，EFR32BG21B 设备还设计旨在为 Silicon Labs 增强的安全选项 - Secure Vault 提供支持。了解有关 Silicon Labs 安全产品组合的更多信息。

EFR32BG21 设备是 2.4 GHz 无线 SOC，经过了优化，适用于线路供电的 BLE 和蓝牙网状网络应用，包括联网照明、智能插座、网关和语音助手。80 MHz ARM® Cortex®-M33 内核提供卓越的处理能力，同时集成的安全子系统提供领先的安全功能，这极大降低了 IoT 安全漏洞和知识产权受损的风险。凭借优于 -104 dBm 的灵敏度和高达 +20 dBm 输出功率，EFR32BG21 产品家族可采用 Simplicity Studio 5 开发工具进行轻松迁移，并可使用开发套件、SDK、移动应用程序、我们的能耗分析器和获得专利的网络分析器缩短产品上市时间。

关键规格

蓝牙 5.4 与蓝牙网状网络支持

更高级别的 IoT 安全性

Secure Vault™

EFR32BG22 系列 2 蓝牙低能耗 (SoC) - EFR32BG22

节能型蓝牙 5.2 SoC 的工作温度可达 +125 ºC，支持适用于 HMI 应用的网状网络。

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EFR32BG22 (BG22) 蓝牙低功耗 (LE) 无线 SoC 解决方案是无线 Gecko 系列 2 平台的一部分。BG22 系列同类最优的超低传输和接收功率（4.1 mA TX @ 0 dBm、3.6 mA RX）和高性能、低功耗 Arm® Cortex®-M33 内核（27 µA/MHz 活动、1.2 µA 睡眠）的组合提供业界领先的能源效率，可使钮扣电池寿命延长到多达十年。目标应用包括蓝牙网状网络低功耗节点、智能门锁、个人医疗保健和健身设备。资产跟踪标签、信标和室内导航也将受益于 SoC 的多用途蓝牙到达角 (AOA) 和出发角 (AOD) 功能以及亚米级定位精度。

关键规格

支持蓝牙 5.4 与蓝牙网状网络

非常适合超低功耗电池供电 IoT 设备

EFR32MG21 系列 2 多协议无线 SoC

2.4 GHz 无线 SoC 专为线路供电的 Zigbee、Thread 和蓝牙网状网络应用（包括 HMI）优化。

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EFR32MG21 设备为物联网提供高性能、低功耗和安全解决方案。旨在提高处理能力、改善 RF 性能和减少有效电流，EFR32MG21 设备是经过优化的 2.4 GHz 无线 SoC，适用于线路供电的 ZigBee、Thread 和蓝牙网状网络应用，包括联网照明、网关、语音助手和智能电表。

EFR32MG21 系列 SoC 包含一个集成的安全子系统和可充分利用 Secure Vault 技术的设备。Secure Vault 提供领先的安全软件功能和物理不可克隆功能 (PUF) 硬件技术，以极大降低 IoT 安全漏洞和知识产权受损的风险。

鉴于 802.15.4 和蓝牙长距离模块的灵敏度超过 -104 dBm 且输出功率高达 +20 dBm，EFR32MG21 可提供强大的 RF 链路，以确保可靠的通信。EFR32MG21 可使用 Simplicity Studio 5 开发工具进行轻松迁移，并可使用开发套件、SDK、移动应用程序和我们获得专利的网络分析器缩短产品上市时间。

关键规格

理想应用

照明和语音助手

更高级别的 IoT 安全性

Secure Vault

EFR32MG24 系列 2 多协议无线 SoC

超低功耗、多协议 2.4 GHz SoC 采用 PSA 3 级安全保护，为 HMI 带来 AI/ML 和高性能无线。

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EFR32MG24 无线 SoC 是使用 Matter、OpenThread 和 Zigbee 协议实现网状物联网无线连接的理想选择，适用于智能家居、照明和楼宇自动化产品。凭借高性能 2.4 GHz RF、低电流消耗、AI/ML 硬件加速器和 Secure Vault™ 等关键功能，物联网设备制造商可以创建智能、稳健、节能的产品，避免远程和本地网络攻击。ARM Cortex® -M33 运行高达 78 MHz、1.5 MB 的闪存和 256kB 的 RAM，可为要求苛刻的应用程序提供资源，同时为未来增长留出空间。目标应用包括网关和集线器、传感器、开关、门锁、LED 照明、灯具、定位服务、预测性维护、玻璃破碎检测、唤醒词检测等。

关键规格

理想应用

智能家居、照明和楼宇自动化

更高级别的 IoT 安全性

Secure Vault™

RS9116 Wi-Fi NCP SoC

单波段 Wi-Fi SoC 提供全面的多协议无线连接解决方案，包括 802.11 b/g/n (2.4 GHz) 和双模蓝牙 5。

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Silicon Labs 的单波段 RS9116 QMS 无线 SoC 提供全面的多协议无线连接解决方案，包括 802.11 b/g/n (2.4 GHz) 和双模蓝牙 5。无线 SoC 具有功率优化性能，可提供高数据吞吐量和扩展的范围。无线 SoC 已通过 FCC、IC 和 ETSI/CE 认证。

关键规格

802.11 b/g/n Wi-Fi

双模蓝牙 5

SiWx917 Wi-Fi 6 和蓝牙 LE 5.4 无线 SoC

超低功耗 Wi-Fi 6、BLE 5.1 和 Matter SoC 可确保 HMI 中的安全云连接、控制和 OTA 更新。

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SiWx917 SoC 是我们功耗最低的 Wi-Fi 6 SoC，是使用 Wi-Fi®、蓝牙、Matter 和 IP 网络实现安全云连接的超低功耗物联网无线设备的理想之选。非常适合于开发需由使用时间较长的电池供电的设备。SiWx917 SoC 包括超低功耗 Wi-Fi 6 及蓝牙低功耗 (LE) 5.4 无线 CPU 子系统，以及集成微控制器 (MCU) 应用子系统、安全功能、外围设备和电源管理子系统，所有这些都集成在一个尺寸为 7 x 7 mm 的 QFN 封装中。无线子系统由运行速度高达 160 MHz 的多线程处理器 (ThreadArch®)、基带数字信号处理、模拟前端、2.4 GHz RF 收发器和集成功率放大器组成。应用子系统由运行频率高达 180 MHz 的 ARM® Cortex®-M4F、嵌入式 SRAM、闪存和传感器集线器组成。ARM® Cortex®-M4F 专门用于外围设备和应用相关处理，而 ThreadArch® 在独立线程上运行无线和网络协议栈，因此可提供完全集成的解决方案，可直接用于各种嵌入式无线物联网应用。

目标应用场景包括智能家居、消费者健康和可穿戴设备、医疗、工业、零售、智能建筑和城市、资产跟踪。