工业物联网

预测性维护

为工业物联网的预测性维护构建即插即用的无线解决方案。

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简介

计划外停机每持续一小时，制造商便会遭遇代价高达 260,000 美元的生产损失。即使是短暂的中断也会延迟交付，降低客户满意度，最终对利润产生负面影响。各类公司正不断寻求解决方案，以避免低效的例行维护，从而保持竞争力，这使得用物联网预测性维护取代传统定期维护实践的需求不断增长。

预测性维护是什么？

预测性维护涉及使用各种互联传感器来监测生产设备的状况。换言之，它有助于制造商预测机器何时可能发生故障，以及在任何故障发生之前的最佳维护时间。

预测性维护的益处

通过主动修复设备，制造商可以节省数百万美元，并提高运营效率。预测性维护使公司能够预测设备健康状况并延长使用寿命，同时提高产量并保证员工安全。

预测性维护的工作原理

状态监控传感器可捕捉和收集关键设备的数据，获得 360 度全方位的视角。温度、振动、声音、扭矩、电流、电压和磁场信息等所有数据点都被发送到网络边缘或云进行计算。监控系统生成数据阈值，在发现异常时发送警报。

在机器内集成无线连接功能，或使用传感基础设施改造现有设备可实现这一点。

Silicon Labs 的工业物联网 (IIoT) 预测性维护方法

Silicon Labs 可提供具备出色射频性能和功耗的无线 SoC 和模块产品组合，赋能物联网设备制造商，助其为工业客户设计可靠的无线预测性维护解决方案。Silicon Labs 采用机器学习 (ML) 技术，可在内存受限的远程边缘设备上实现复杂的运动检测、声音识别和图像分类。

设计工业预测性维护设备

以下是开发无线设备的主要设计考虑因素，这些设备将需要在干扰较大的工业场所可靠运行。

提高射频传输功率

工业环境对射频传播造成了许多障碍，包括电气噪声、金属结构和旋转设备等。传输功率因此成为了早期设计阶段的关键考虑因素。我们的 BG27 具有高达 +20 dBm 的发射功率 (TX) 和 3.6 mA 超高接收器灵敏度，使您能够开发可靠的 IIoT 无线设备。

避免误报

任何网络延迟都可能导致误报，触发不必要的维护请求。误报会降低监控系统的可信度，并导致维护资源分配低效而导致收入损失。Silicon Labs 通过高传输功率硬件和强大的软件协议栈实现了可靠的网络连接性能，确保数据能够从互联传感器安全地传输到中央数据存储。

尽可能延长 IIoT 设备的电池寿命

大多数预测性维护无线方案都由电池供电，并部署在难以触及的位置。这给开发人员带来了新的挑战。智能解决方案使用蓝牙等节能的无线标准，能够以最小的功率在较大的范围内运行。再加上 Silicon Labs 的超低功耗无线芯片组，可实现能够最大限度地延长电池寿命的解决方案。

如何在预测性维护中启用机器学习 (ML)

在芯片上注入 ML 功能可使您的 IIoT 解决方案从工业环境中学习。根据收集的数据点，ML 将基于操作模式检测异常，并预测适当的维护时间。您可以将 ML 实施在不同的位置，但通过在本地计算数据，您可以确保决策更迅速、更节省能源。

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EFR32FG23 1 GHz 以下无线 SoC

长距离、1 GHz 以下无线 SoC 为可靠的预测性维护解决方案提供业界领先的安全性和低功耗。

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EFR32FG23 Flex Gecko SoC 是适用于智能家居、安防、照明、楼宇自动化和计量的 1 GHz 以下物联网无线连接的理想解决方案。高性能的 1 GHz 以下无线电可进行长距离传输，并且不容易受到其他技术造成的 2.4 GHz 干扰。单芯片、多核解决方案可提供多种行业前沿的功能，包括出色的安全性、低功耗、快速唤醒时间以及集成的功率放大器，可为物联网设备实现下一代安全连接。

关键规格

理想应用

计量、路灯、家居和工业自动化

更高级别的物联网安全性

Secure Vault™

EFR32FG281 GHz 以下无线 + 2.4 GHz BLE SoC

一款理想的双频 1 GHz 以下 + 2.4 GHz 蓝牙低功耗 SoC 解决方案，适用于智能家居、安防、照明、楼宇自动化和计量等物联网应用。

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EFR32FG28 SoC 是一款理想的双频 1 GHz 以下 + 2.4 GHz 蓝牙低功耗 SoC 解决方案，适用于智能家居、安防、照明、楼宇自动化和计量等物联网应用。这款双频解决方案结合了高性能 1 GHz 以下无线电，可提供长距离功能和蓝牙无线电，提高了设计灵活性。大内存占用和 IO 计数增加可实现设计整合，Secure Vault™ 可提供灵活性，从而选择满足产品需求的安全级别。

关键规格

高达 1024 kB 的闪存和 256 kB 的 RAM

1 GHz 以下和蓝牙 LE 支持

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，为电池供电设备带来 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 可实现预测性维护中的安全云连接、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。