如何建立从传感到云的自主工业系统

 作为物联网和机器人设备的硬件支持模块，其最主要的构建组块包括感知、连接、控制和处理三部分，而TI则是业界为数不多的几家能够“实现从传感器到云的自治系统”的公司之一……

研究机构数据显示，2017年全球物联网市场规模已经达到4500亿美元，预计到2020年全球物联设备数量将达260亿，全球经济价值1.9万亿美元。德州仪器中国业务发展总监吴健鸿认为，在过去的几年里，物联网和机器人产业得到了相当大的发展，IDC预计到2021年全球机器人市场消费将高达230.7亿美元，如果把这两个行业结合起来，会诞生巨大的市场机会。

作为物联网和机器人设备的硬件支持模块，其最主要的构建组块包括感知、连接、控制和处理三部分，而TI则是业界为数不多的几家能够“实现从传感器到云的自治系统”的公司之一，产品线涵盖C2000 MCU、Sitara处理器、SimpleLink无线MCU、毫米波传感器、MSP430 MCU等等。

感知和测量

TI最新的MSP单片机都有很多的传感功能，最新推出的采用CapTIvate技术的MSP430微控制器系列产品MSP430FR2512和MSP430FR2522 MCU，实现了比竞争产品低五倍的功耗，支持接近感应和透过玻璃、塑料和金属覆盖层触摸，能够为工业系统、家庭自动化系统、家电、电动工具、家庭娱乐、个人音频应用等增加多达16个按钮以及接近感应功能。

能够在金属表面实现触控是该产品的亮点之一。“很多工业应用场景比较苛刻，按键都要求超过五年、十年的操作时间，但现在主流的产品都是采用塑胶或是玻璃制造，所以从这个角度来看，金属触摸屏会比较适用。”吴健鸿表示。

开发人员可以使用与CapTIvate编程器板(CAPTIVATE-PGMR)或TI LaunchPad开发套件兼容的新型BOOSTXL-CAPKEYPAD BoosterPack插件模块快速评估其应用的电容感应。BoosterPack模块加入CapTIvate设计中心和在线CapTIvate技术指南中的一系列MCU、易于使用的工具、软件、参考设计和文档。此外，开发人员可以加入德州仪器在线支持社区，寻找解决方案，获得帮助，凭借CapTIvate技术加速开发。

过程和控制

经过数据的收集后，客户往往要在云端进行运算。但实际上，因为及时性的关系，运算还要在本地进行，同时进行一些控制。F28004x是TI针对电动汽车车载充电器、电机控制逆变器和工业电源等成本敏感型应用推出的新型C2000 MCU系列。功耗相比之前的Piccolo设备降低60%，可选的片上DC/DC转换器可将功耗降低70%，集成的模拟功能包括三个带有后处理硬件、高级同步功能和可编程增益放大器的独立12位ADC，以及一个精密的比较器和数模转换器子系统和一个sigma-delta滤波器接口。F28004x还和C2000相兼容，很多开发电机应用的客户，就可以过渡到最新的性价比较好的F28004x。

支持多频段多协议连接

为满足楼宇、工厂和电网日益增长的连接需求，TI推出其最新的SimpleLink无线和有线MCU。这些新器件为Thread、Zigbee、Bluetooth 5和Sub-1 GHz提供业界领先的低功耗和同时运行多协议多频段连接。

新型SimpleLink MCU支持以下无线连接选项：

• Sub-1GHz：CC1312R无线MCU。

• 多频段(Sub-1 GHz、Bluetooth低功耗、Thread和Zigbee)：CC1352R和CC1352P无线MCU。

• 低功耗蓝牙：CC2642R无线MCU。

• 多协议(Bluetooth低功耗、Thread和Zigbee)：CC2652R无线MCU。

• 具有高达2MB存储的主MCU：MSP432P4 MCU。

在吴健鸿看来，支持多频段和多协议的优势，就是如今用户只要一颗芯片就可以替代原来需要2-3颗不同的芯片实现的功能。当把这些不同的连接产品、处理控制产品，以及传感产品连接起来，就能形成一个强大的系统，为客户提供更好的解决方案。

而为了缩短设计时间，允许开发人员在不同的产品中重复利用此前的投资，TI全新的SimpleLink微控制器平台通过将一套稳健耐用的互联硬件产品库、统一的软件解决方案和沉浸式资源在同一开发环境中集成，加快了产品扩张的进程。也就是说，借助TI提供的软件开发工具套件(SDK)，只要通过标准化功能性的API底层，便可以实现产品的轻松移植。

这个不再受设备类型限制的方法被TI方面称之为“以100%代码重用率重新定义MCU开发”，它为整个SimpleLink器件范围内的应用提供了轻松的平台级软件的代码可移植性，使工程师能够将软件开发的一次性投入重复应用于平台内的多个其他产品和应用，从而大大缩短了设计时间。