隨著多協(xié)議網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)和醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中越來越受歡迎，在擁塞的 2.4 GHz 波段中確保出色無線性能是設(shè)備制造商面臨的一大挑戰(zhàn)。考慮到這些挑戰(zhàn)，Silicon Labs 推出了超低功耗 BG24 和 MG24 無線 SoC，以解鎖先進(jìn)傳感和處于醫(yī)療和工業(yè)環(huán)境中微小邊緣的 AI/ML。
全球新冠肺炎疫情給醫(yī)療保健系統(tǒng)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)，包括醫(yī)療資源稀少、患者數(shù)量增加，以及診所和設(shè)施管理的復(fù)雜性更高。在照護(hù)急重病例時(shí)，不容有錯(cuò)誤的工作流程或暫時(shí)無法找到醫(yī)療器械。如果忘記了把器械放在什么地方，會(huì)減慢手術(shù)速度，護(hù)士平均每班次需要約 20 分鐘來尋找器械。這相當(dāng)于因無效工作而損失 500,000 美元。
支持物聯(lián)網(wǎng)的解決方案可以改善醫(yī)療保健垂直行業(yè)的整體績效，推動(dòng)更好的工作條件，并改善醫(yī)院的患者護(hù)理。因此，預(yù)計(jì)到 2027 年，物聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療保健市場規(guī)模將達(dá)到 4694 億美元，并以 20.9% 的復(fù)合年增長率 (CAGR) 實(shí)現(xiàn)增長。
預(yù)測工業(yè)領(lǐng)域也會(huì)有上述同樣的增長前景。2021 年至 2028 年間的 CAGR 為 22.8%，預(yù)計(jì)到 2028 年，市場規(guī)模將達(dá)到 1.1 萬億美元，顯然，越來越多的企業(yè)注意到支持物聯(lián)網(wǎng)的解決方案在改善運(yùn)營方面的價(jià)值。通過無線連接增強(qiáng)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，工業(yè)領(lǐng)域充分利用物聯(lián)網(wǎng)的強(qiáng)大能量，從而減少了意外停機(jī)時(shí)間、提高了產(chǎn)量并改善了人員安全。
利用新的創(chuàng)收機(jī)會(huì)
這一軌跡轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新物聯(lián)網(wǎng)解決方案，隨時(shí)準(zhǔn)備變革我們所了解的現(xiàn)有行業(yè)。那么，是什么阻礙了一些設(shè)備制造商利用這些創(chuàng)收機(jī)會(huì)？答案：能夠確保跨零散多協(xié)議環(huán)境可靠連接的復(fù)雜開發(fā)流程。
Silicon Labs 的全新 BG24和 MG24 專為實(shí)現(xiàn) 2.4 GHz 無線性能而設(shè)計(jì)，旨在使設(shè)備制造商能夠開發(fā)安全、智能的設(shè)備并將其更快推向市場。公司 SoC 產(chǎn)品組合中新增了這兩款產(chǎn)品，強(qiáng)化了我們的集成硬件和軟件平臺(tái)產(chǎn)品，從而助力發(fā)掘新的工業(yè)和醫(yī)療機(jī)會(huì)。
出色性能的射頻鏈路，無需權(quán)衡能源效率
眾所周知，工業(yè)環(huán)境中的 RF 條件非常惡劣，在這種條件下，視線障礙物包括厚墻壁、金屬外殼、旋轉(zhuǎn)設(shè)備以及在制造過程中產(chǎn)生的其他電磁波，這給設(shè)備制造商帶來了重大挑戰(zhàn)。更為糟糕的是，這些快速增長的應(yīng)用運(yùn)行在擁塞的 2.4 GHz 傳輸頻帶上，對(duì)射頻模塊提出了更高的要求。
射頻傳輸會(huì)對(duì)任何連接的設(shè)備能耗造成負(fù)面影響，尤其是電池供電的設(shè)備。當(dāng)使用鈕扣電池工作時(shí)，每盎司能量都至關(guān)重要。為此，優(yōu)化電池生命周期是首要的設(shè)備設(shè)計(jì)考慮因素。
對(duì)于 Zigbee 和 Matter 中使用的 802.15.4 技術(shù)，BG24 和 MG24 SoC 具有市場上出色性能和 124dB 超低功耗 RF 通信鏈路。而這是通過提供高達(dá) +19.5 dBm 的發(fā)射功率和 -104.5 dBm 的接收器靈敏度得以實(shí)現(xiàn)的。
通常，這種級(jí)別的無線性能意味著需要在能效方面作出權(quán)衡。然而，通過微調(diào)睡眠模式電流和調(diào)度電池供電的設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了低功耗能耗配置文件，從而確保了這些 SoC 出色的可靠性和延遲。
Lumen Heat 下的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)可靠性
隨著 LED 市場的轉(zhuǎn)變，互聯(lián)照明系統(tǒng)進(jìn)一步減少了商業(yè)建筑的能源費(fèi)用和二氧化碳排放量。通過部署電池供電的日光感應(yīng)傳感器，無線技術(shù)大大降低了安裝成本。無需電線即可與燈具通信，部署變得易于實(shí)施和擴(kuò)展。
這也可以為額外的增值服務(wù)開創(chuàng)機(jī)會(huì)。由于燈具在建筑物中隨處可見，因此商業(yè)建筑業(yè)主開始轉(zhuǎn)向使用智能照明，以更好地了解其建筑物，從而營造更愉快、更高效的工作環(huán)境。還可以獲取寶貴的運(yùn)營見解，范圍涵蓋空氣質(zhì)量、空間利用率、入住舒適度和客房入住統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等等。
實(shí)施智能照明的一大挑戰(zhàn)是實(shí)現(xiàn)當(dāng)前通信協(xié)議之間的互操作性。全新 MG24 具有足夠的內(nèi)存空間，可承載多個(gè)無線協(xié)議棧，而不會(huì)使主機(jī) MCU 過載，可提供動(dòng)態(tài)多協(xié)議配置。這確保了具有藍(lán)牙或 Zigbee 網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的零散生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所需的靈活性。此外，125 可在高達(dá) MG24°C 的溫度下可靠運(yùn)行，因此成為商業(yè)照明領(lǐng)域最具競爭力的 SoC 選擇。
面向未來的互聯(lián)醫(yī)療設(shè)備
對(duì)于所有物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員來說，充分利用其邊緣能力所面臨的一大障礙是資源受限，如內(nèi)存空間。由于醫(yī)療設(shè)備的使用壽命長達(dá) 10 年，因此經(jīng)擴(kuò)展的內(nèi)存容量可確保已部署設(shè)備有空間來安裝更多軟件。隨著越來越多的醫(yī)療保健法規(guī)出臺(tái)，連接的端點(diǎn)需要場內(nèi)固件和安全升級(jí)。
全新 BG24 SoC 配備嵌入式大存儲(chǔ)容量，是適用于醫(yī)療設(shè)備的高效、高性能解決方案。BG24 支持藍(lán)牙網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，可為外圍設(shè)備和遠(yuǎn)程無線 (OTA) 軟件更新提供擴(kuò)展內(nèi)存資源。
最高級(jí)別的行業(yè)安全
詐騙者和黑客點(diǎn)子越來越多，醫(yī)療和工業(yè)部門都面臨著許多安全問題。潛在黑客名單很長，設(shè)備劫持、數(shù)據(jù)泄露和中間人攻擊相當(dāng)常見。為了確保設(shè)備制造商開發(fā)穩(wěn)健、安全的解決方案，醫(yī)療市場受到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和指南的嚴(yán)格監(jiān)管。
Silicon Lab 在 SoC 層面注入最高級(jí)別的行業(yè)安全認(rèn)證 PSA Level 3 認(rèn)證 Secure?Vault?，從而為設(shè)備制造商從一開始就優(yōu)先滿足網(wǎng)絡(luò)安全的工作提供支持。為了進(jìn)一步消除任何安全漏洞，我們還提供不止閃存編程的軟件安全配置服務(wù)。定制零件制造服務(wù) (CPMS) 提供先進(jìn)的安全性和唯一的證書，樣本周轉(zhuǎn)時(shí)間少于 4 周。
在最低 BOM 的情況下實(shí)現(xiàn)精確測量
在互聯(lián)世界中，工業(yè)和醫(yī)療保健環(huán)境具有相似特征：兩者都需要高質(zhì)量的傳感數(shù)據(jù)來作出明智的決策。雖然這些行業(yè)仍在不斷發(fā)展，但對(duì)于監(jiān)測關(guān)鍵設(shè)備和跟蹤人員及患者，以及改造設(shè)施和站點(diǎn)以提高效率、可持續(xù)性和安全性而言，也提出了新的要求。
由于精確測量可確保系統(tǒng)的穩(wěn)健性和可靠性，因此非常注重底層硬件及其設(shè)計(jì)考慮因素。為了確保傳感應(yīng)用的輸出值具有更高的分辨率，設(shè)備制造商需要選擇具有先進(jìn)模擬組件且能夠測量最小電壓/電流變化的無線 SoC。
全新推出的 SoC 系列無需外部模擬組件，通過內(nèi)置的 20-ADC 和 12 位 DAC 以及比較器即可滿足行業(yè)基準(zhǔn)。這對(duì)設(shè)備制造商意味著什么？高精度測量，降低物料表 (BOM) 成本和印刷電路板 (PCB) 占用空間。除了明顯的經(jīng)濟(jì)效益外，BG24 和 MG24 SoC 還真正簡化了開發(fā)過程。
適用于電池供電設(shè)備的微型邊緣 AI/ML
對(duì)于任何一家企業(yè)，能否充分利用時(shí)間序列傳感數(shù)據(jù)成為關(guān)鍵的差異化因素。能夠從環(huán)境中學(xué)習(xí)并實(shí)時(shí)操作的自主設(shè)備可帶來全新的效率并釋放創(chuàng)新力。AI/ML 隨時(shí)可以重新裝備和升級(jí)現(xiàn)有的工業(yè)和醫(yī)療用例。據(jù) IoTforAll 稱，很快就要走出炒作階段，到 2024 年，物聯(lián)網(wǎng)市場中 AI/ML 的價(jià)值將達(dá)到 162 億美元。
在工業(yè)環(huán)境中，AI/ML 在預(yù)測性維護(hù)領(lǐng)域勢頭正猛，其中 AI/ML 會(huì)及時(shí)檢測設(shè)備條件下的異常情況，并且能夠在任何故障發(fā)生之前予以糾正。在商業(yè)建筑管理領(lǐng)域，設(shè)施經(jīng)理開始使用 AI/ML 來實(shí)施人員計(jì)數(shù)算法，并將包括照明和暖通空調(diào)在內(nèi)的關(guān)鍵建筑系統(tǒng)重新定義為智能系統(tǒng)。
所有這些應(yīng)用程序都呈現(xiàn)了對(duì)時(shí)間敏感的用例，其中速度和延遲對(duì)于識(shí)別可用的見解至關(guān)重要。將邊緣計(jì)算置于云端會(huì)擴(kuò)大數(shù)據(jù)傳輸窗口，并且需要大量基礎(chǔ)設(shè)施來存儲(chǔ)、傳輸和處理數(shù)據(jù)。Silicon Labs 通過在芯片組級(jí)別納入內(nèi)置 AI/ML 硬件加速器，通過全新 BG24 和 MG24 SoC 推動(dòng)電池供電設(shè)備在微型邊緣進(jìn)行 AI/ML 處理。這些 SoC 為業(yè)界率先推出，可為電池供電物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)掘新的 AI/ML 機(jī)會(huì)，使處理性能提升四倍。請查看我們最近的技術(shù)講座“拆箱全新 BG24 和 MG24 SoC，深入了解 BG24 和 MG24 SoC。
