【应用】瑞萨推出工业以太网连接物联网传感器集线器解决方案，兼容各类工业以太网协议、具备多种传感器接口

时间： 2020-10-30 来源：Renesas

技术问答

如果说自动化时代是从制造生产方式的革新上推进了工业的发展，那么信息化时代则是改变了工业对于数据的利用方式。而数据的获取，离不开传感器与集线器等设备在工业的大范围应用。传感器的作用是从工业生产设备上获取数据，并传输至不同的工业设备中。而集线器在这其中，便起到了“桥梁”的作用，它对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上，以方便数据的传输。

本文介绍的是瑞萨电子成功产品组合中的工业以太网连接物联网传感器集线器解决方案。该方案利用瑞萨电子的RZ/N1S 微处理器（MPU）、电源器件和传感器等产品，可以从连接到RZ/N1S MPU的传感器收集数据，并将其发送到符合特定工业以太网协议的可编程逻辑控制器（PLC）和/或控制器。包括EtherCAT、Ethernet/IP、PROFINET、Modbus-TCP和OPC UA以及IO-Link在内的主流工业以太网协议都适用于该解决方案。

工业以太网连接物联网传感器集线器解决方案系统框图

本方案中采用了瑞萨电子RZ/N1S微处理器，这款产品具有双核CPU—Arm^® Cortex^®-A7和Arm^® Cortex^®-M3，因此可分别在Arm^®Cortex^®-M3核上实现通信软件；在Arm^®Cortex^®-A7核上实现应用软件。RZ/N1S以小封装形式容纳了Cortex^®-A7和大尺寸的内置RAM，并针对小型PLC和HMI进行了优化，由于内置RAM的尺寸较大，因此可以有效地减少外围组件。此外，由于它具有成熟的R-IN引擎作为工业以太网通信的加速器，因此可以用于协议网关、传感器集线器等设备。

在关键的I²C总线缓冲器与收发器的选型上，本方案搭载了瑞萨电子ISL33002带上升时间加速器和热插拨功能的I²C总线缓冲器与ISL32745E 6kV VDE增强隔离型40Mbps全双工RS-485收发器。瑞萨ISL33002 I²C总线缓冲器能够有效减少无源总线上拉电阻的功耗并提高数据速率性能，此外ISL33002还配备了电平转换功能，以用于混合电源电压设备上。

从概念的提出到大规模的应用，IIoT已经成为了当下工业领域一种必然的发展趋势。瑞萨电子的工业连接物联网传感器集线器解决方案能够兼容各类工业以太网协议，并具备多种传感器接口（如CAN，RS-485和I²C）选择，帮助用户更加方便地进行IIoT领域的相关开发。

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