智慧工厂的“智能+”时代－了解工业自动化安全、低延迟、低功耗的无线连接方案

时间： 2024-12-18 来源：Silicon Labs公众号

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SILICON LABS（芯科科技）近期获邀参加2024贸泽电子技术创新论坛－厦门智慧工厂主题论坛，并由主任现场应用工程师黄良军先生发表主题演讲：用于工业自动化安全、低延迟、低功耗的无线连接解决方案，以多个维度剖析工业应用的需求的挑战，以及如何通过芯科科技优异的工业级无线连接解决方案来加速实现智慧工厂的应用。

智慧工厂的现况及发展趋势

为什么全世界都在加速从“制造”迈向“智造”？工业3.0到工业4.0有哪些指数级的颠覆？工业5.0又将把制造带向哪里？

智能制造采用工业互联网技术，通过人、机、物的全面互联，可构建起全要素、全产业链、全价值链的新型工业生产制造和服务体系。

那么，作为智能制造的集中体现，一座智慧工厂是如何将物理世界和数字世界“缝合”起来的？

信息技术和先进的网络架构，建立起高度智能化的生产系统；实时网络连接以及人工智能算法等应用，实现数据的即时收集、分析和处理。构建一座高度自动化、智能化的工厂，涉及从应用层、执行层、网络层到感知层多个层面，包括工业物联网、低功耗AI控制器、天线、电感、连接器等多项技术及应用。

于此同时，“人智”和“机智”需要更智慧地融合，人与机器的协作是另一个重要层面。打开人与机器人之间的物理接口，让机器人更能够理解人类在工作中的意图以及思考，成为未来工业智能化发展的重要方向。

在这次的贸泽电子技术创新论坛厦门智慧工厂主题论坛，芯科科技与众多行业知名的供应商，从产品策略及组合、技术应用以及行业趋势等多角度，分享智慧工厂升级中所使用的关键技术和解决方案，帮助大家深入了解智慧工厂的最新发展趋势，推动传统制造业迈向“智能+”时代。以下是本次会议总结的技术干货。

用于工业自动化安全、低延迟、低功耗的无线连接解决方案

对工业应用来说，传统的有线方案限制了机器的灵活性，维护成本高昂，可能会出现线缆的退化和断裂，且不能与快速移动或旋转的运动控制解决方案一起使用。针对工业4.0需要能够在恶劣环境中应用的工业级无线通信。IO-Link Wireless是IO-Link标准的扩展，是高可靠性确定性无线通信标准，用于工厂自动化的控制和监控。

IO-Link Wireless基于IO Link IEC 61139-9标准，提供工业可靠性、低延迟、可扩展性和确定性通信并与有线工厂自动化协议兼容。满足了工业4.0的要求，可以轻松实时访问设备，以进行驱动和数据收集。并得到了广泛的应用。

在构建IO-Link Wireless功能设备时，可以根据其应用限制从不同的系统架构中进行选择。三种最常见的方案包括：

SoC是最紧凑的实现方式，即使是更高层的IO-Link Wireless协议功能也在SoC上执行，从而形成单芯片方案。
无线协处理器要求更高的应用可以添加专用主机处理器，并使用无线SoC作为协处理器。
SoM为了最短的硬件开发时间，可以围绕完全集成和认证的IO-Link Wireless模块实施来构建。

芯科科技提供了全面的SoC方案，支持IO-Link Wireless未来应用的需求。SoC中提供的硬件和软件安全功能，安全引导、安全调试接口、加密通信和安全密钥存储，这些功能解决了安全痛点。AI/ML加速器支持W-Devices中的节能处理，实现边缘的更多本地计算，节省网络流量，并从后端卸载资源。

EFR32FG13、EFR32BG21和EFR32BG24因为其快速RF信道和无线电状态切换时间、出色的无线灵敏度和超低功耗模式为IO-Link Wireless提供了优质的选择。从面向未来的角度来看，芯科科技SoC通过了物联网行业最高级的PSA Level 3安全认证－其Secure Vault（安全设备标识、安全密钥管理与存储、防防篡改检测）缓解了安全漏洞。

IO-Link Wireless为新机器和现有设备的改造提供了经验证的解决方案，并满足监控用例的延迟和可靠性标准。它简化了安装，并支持市场上广泛可用的IO Link有线传感器。IO-Link Wireless是使机器和生产线自适应、更快、更灵活的不可或缺的组件。

探索芯科科技全系列工业物联网解决方案和技术文档：https://cn.silabs.com/applications/industrial-iot

结语

智能机器人、传感技术、云计算、无线通信、预测性维护、智能控制和数据安全等技术，与人类智慧，在智慧工厂中集中体现。但这绝不是简单的叠加，而是需要更有智慧地融合协作，也是智能制造未来发展的新阶段。

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运用BG22开发工业物联网的可跟踪数字显示设备

Silicon Labs提供BG22蓝牙SoC，助力PDi Digital实现多协议、低功耗设计，将设备电池使用寿命延长至5年以上的可跟踪数字显示设备（Trackable Digital Displays），以满足未来工业物联网（IIoT）的使用需求。

2024-02-28 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【应用】尺寸2.291×2.624mm的蓝牙SOC EFR32BG27助力医疗胶囊机器人小型化设计，可在0.8V下运行

EFR32BG27蓝牙芯片是芯科公司推出的一款超小封装、超低功耗的芯片。它的尺寸只有2.291 mm × 2.624 mm，可以轻松嵌入到医疗胶囊机器人的内部，不会占用太多空间。同时，它的超低功耗设计，可以让机器人的电池寿命更长，可以更好地满足医疗胶囊机器人的使用需求。

2023-04-19 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

输出功率高达20 dBm的MG24 SoC助力Waites开发适用于工业物联网和AI的传感器

Silicon Labs超低功耗、多协议的MG24 SoC为Waites公司的工业物联网状态监测传感器提供理想的网状网络无线连接解决方案。卓越的射频接收器灵敏度(高达20 dBm的输出功率)，内置更大的Flash和RAM内存以及集成人工智能和机器学习(AI/ML)硬件加速器，保证一流的低延迟无线连接。

2023-10-26 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

Silicon labs 蓝牙SOC选型表

Cortex-M4/M33内核,支持蓝牙5,待机功耗1.2μA;实测网络节点100+,工作温度高达125℃,提供芯片和模块。其最新的1.4μA超低功耗蓝牙SoC EFR32BG22具有主频高达76.8MHz Cortex-M33内核,16位ADC,支持蓝牙5.2与AoX定位和蓝牙Mesh协议。

Output Power Range (dBm)

Temperature Range (ºC)

Package Type

Package Size(mm)

EFR32BG24B110F1536IM48-B

Bluetooth®Wireless SoC

AES-128;AES-256;ECC;SHA-1;SHA-2

-20 to 10

-97.6DBM(1Mbit/s GFSK)

选型表 - SILICON LABS 立即选型

【产品】支持蓝牙5.2的SoC EFR32BG22系列，可满足智能家居、消费类电子、商业和工业物联网应用需求

Silicon Labs（亦称芯科科技）新年发布的特别优化的蓝牙单芯片SoC解决方案－EFR32BG22(BG22)，支持蓝牙5.2、Bluetooth® Low Energy、蓝牙网状网络和1米以下测向精度，适用于物联网产品的大量生产。该系列提供了三种蓝牙SoC产品供选择，专为满足智能家居、消费类电子、商业和工业物联网应用（包括那些需要多年电池使用寿命的应用）对价格/性能的各种要求所打造。

2020-02-03 - 新产品代理服务技术支持采购服务

描述- EFR32BG27无线 Gecko SoC系列是Silicon Labs无线 Gecko产品组合的一部分，专为低功耗蓝牙5.x网络连接的物联网设备设计。该系列集成了76.8 MHz Cortex-M33内核和2.4 GHz射频，提供高效能、低功耗的无线解决方案。产品支持多种电池供电，适用于便携医疗、家庭终端、车队/资产管理、工业自动化、门禁控制、蓝牙网状网络、运动健身和健康设备、电动工具等多种应用场景。

型号- EFR32BG27C140F768IM32-B,EFR32BG27C320F768GJ39-AR,EFR32XG27,EFR32BG27C320F768GJ39-B,EFR32BG27C230F768IM40-B,EFR32BG27C230F768IM32-B,EFR32BG27,EFR32XG27C3X,EFR32XG27C2X,EFR32XG27C1X,EFR32BG27C140F768IM40-B,EFR32,EFR32XG22,EFR32BG27C320F768IJ39-B

July, 2024 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.2 代理服务技术支持采购服务查看更多版本

EFR32BG27无线Gecko SoC系列数据表

描述- EFR32BG27无线Gecko SoC系列是Silicon Labs公司推出的低功耗蓝牙5.x网络解决方案。该系列SoC采用单芯片设计，集成了76.8MHz Cortex-M33内核和高性能2.4GHz射频收发器，适用于物联网设备的连接应用。具有节能、高性能的特点，支持多种电池供电方式，广泛应用于便携式医疗设备、家庭终端、车队/资产管理、工业自动化等领域。

型号- EFR32BG27C230F768IM32-B,EFR32BG27C140F768IM32-B,EFR32BG27,EFR32BG27C320F768GJ39-B,EFR32BG27C320F768GJ39AR,EFR32BG27C140F768IM40-B,EFR32BG27C230F768IM40-B

November, 2023 - SILICON LABS - 数据手册 - Revision 1.1 代理服务技术支持采购服务

EFR32BG27无线Gecko SoC系列数据表

描述- EFR32BG27无线Gecko SoC系列是Silicon Labs公司推出的低功耗蓝牙5.x网络解决方案。该系列SoC采用单芯片设计，集成了76.8MHz Cortex-M33内核和高性能2.4GHz射频收发器，适用于物联网设备的连接应用。产品具有低功耗、高集成度等特点，支持多种电池供电方式，广泛应用于便携式医疗设备、家庭终端设备、车队/资产管理、工业自动化、门禁控制、蓝牙网状网络等领域。

型号- EFR32BG27C230F768IM32-B,EFR32BG27C140F768IM32-B,EFR32BG27,EFR32BG27C320F768GJ39-B,EFR32BG27C320F768GJ39AR,EFR32BG27C140F768IM40-B,EFR32,EFR32BG27C230F768IM40-B

August, 2023 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.0 代理服务技术支持采购服务

EFR32BG27无线Gecko SoC系列数据表

描述- EFR32BG27无线Gecko SoC系列是适用于物联网设备的低功耗蓝牙5.x网络解决方案。该单芯片方案结合了76.8MHz Cortex-M33内核和高性能2.4GHz无线电，提供业界领先的节能无线SoC。设备支持升压或降压DC-DC功能，可直接从各种电池获取电源。

型号- EFR32BG27C230F768IM32-B,EFR32BG27C140F768IM32-B,EFR32BG27C320F768GJ39-AR,EFR32BG27,EFR32XG27,EFR32BG27C140F768IM40-B,EFR32BG27C230F768IM40-B

June, 2023 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 0.5 代理服务技术支持采购服务

EFR32FG23无线SoC系列数据手册

描述- EFR32FG23无线SoC系列是适用于智能家居、安全、照明、楼宇自动化和计量等sub-GHz物联网应用的理想解决方案。该系列具有高性能的sub-GHz无线电，提供长距离通信能力，不受2.4 GHz干扰。单芯片多核解决方案提供行业领先的安全性、低功耗和快速唤醒时间，并集成了功率放大器，以实现物联网设备的下一代安全连接。

型号- EFR32XG23,EFR32FG23B010F128GM40-C,EFR32FG23A010F256GM48-C,EFR32FG23B010F512IM40-C,EFR32FG23A020F512GM48-C,EFR32FG23B021F512IM48-C1,EFR32FG23A021F512GM40-C,EFR32FG23A010F512GM48-C,EFR32FG23A010F256GM40-C,EFR32FG23B010F512IM48-C,EFR32FG23A020F512GM40-C,EFR32FG23A010F512GM40-C,EFR32FG23B021F512IM40-C,EFR32FG23A011F512GM40-C,EFR32FG23B020F512IM40-C,EFR32FG23A020F256GM48-C,EFR32FG23B020F512IM48-CR,EFR32FG23,EFR32FG23B020F128GM40-C,EFR32FG23B021F512IM48-C,EFR32,EFR32FG23A020F256GM40-C,EFR32FG23B020F512IM48-C

September, 2024 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.3 代理服务技术支持采购服务查看更多版本

EFR32FG23无线SoC系列数据手册

描述- EFR32FG23无线SoC是一款适用于智能家庭、安全、照明、楼宇自动化和计量等低频段物联网应用的理想解决方案。该芯片具有高性能的子GHz无线电，提供长距离通信能力，不受2.4GHz干扰的影响。单晶圆多核解决方案提供了业界领先的网络安全功能、低功耗和高唤醒时间，并集成了功率放大器，以实现物联网设备的下一代安全连接。

型号- EFR32XG23,EFR32FG23B010F128GM40-C,EFR32FG23A010F256GM48-C,EFR32FG23B010F512IM40-C,EFR32FG23A020F512GM48-C,EFR32FG23A021F512GM40-C,EFR32FG23A010F512GM48-C,EFR32FG23A010F256GM40-C,EFR32FG23B010F512IM48-C,EFR32FG23A020F512GM40-C,EFR32FG23A010F512GM40-C,EFR32FG23B021F512IM40-C,EFR32FG23A011F512GM40-C,EFR32FG23B020F512IM40-C,EFR32FG23 FAMILY,EFR32FG23A020F256GM48-C,EFR32FG23B020F512IM48-CR,EFR32FG23,EFR32FG23B020F128GM40-C,EFR32FG23B021F512IM48-C,EFR32,EFR32FG23B020F512IM48-C,EFR32FG23A020F256GM40-C

June, 2022 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.1 代理服务技术支持采购服务

EFR32FG23无线SoC系列数据手册

描述- EFR32FG23无线SoC系列专为智能家居、安全、照明、楼宇自动化和计量等sub-GHz物联网应用设计。该系列具有高性能的sub-GHz无线电，提供长距离通信能力，不受2.4 GHz干扰的影响。单芯片多核解决方案提供了业界领先的网络安全功能、低功耗和高唤醒速度，并集成了功率放大器，以实现物联网设备的下一代安全连接。

型号- EFR32XG23,EFR32FG23B010F512IM40-B,EFR32FG23A020F512GM48-B,EFR32FG23A010F256GM48-B,EFR32FG23A021F512GM40-B,EFR32FG23B010F512IM48-B,EFR32FG23A020F512GM40-B,EFR32FG23B010F128GM40-B,EFR32FG23A010F256GM40-B,EFR32FG23A020F256GM48-B,EFR32FG23B020F512IM40-B,EFR32FG23A011F512GM40-B,EFR32FG23 FAMILY,EFR32FG23B020F512IM48-BR,EFR32FG23A010F512GM48-B,EFR32FG23,EFR32FG23A020F256GM40-B,EFR32FG23B020F512IM48-B,EFR32FG23B020F128GM40-B,EFR32,EFR32FG23A010F512GM40-B

March, 2022 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.0 代理服务技术支持采购服务

长达10年电池寿命的蓝牙SoC EFR32BG22

描述- 本文介绍了Silicon Labs在物联网无线连接领域的领导地位，重点介绍了其EFR32BG22蓝牙SoC，该SoC具有长达10年电池寿命，适用于大批量产品的安全蓝牙5.2 SoC。文章详细阐述了BG22的射频特性、安全性、外围设备、封装选项等，并提供了不同型号的对比。此外，文章还介绍了BG22在蓝牙网状网络、低功耗网络协处理器等应用中的优势，以及Silicon Labs的其他无线解决方案，如Wi-Fi和LoRa。

型号- SLWRB4183A,FG12,FG13,FG14,EFM32,ESP32-S2,BG22C224,BG22C222,DA16200,FG1,CYW43012,SX126X,EFR32FG23,EFR32FG1,BG22,BG21,EFR32BG22,BGM220S,EFR32,RS9116X-SB-EVK1,BGM220P,RS9110,CC3220,FG22,RS9113,BGM220,EFR32XG1X,SLWRB4182A,RS9116,RS9116X-DB-EVK1,EFR32FG,BG22C112,MT 5932,QCA4020,SLWSTK6021A,ESP32,SLTB010A,SX127X,EFR32FG13,EFR32FG12,EFR32FG14

SILICON LABS - 商品及供应商介绍代理服务技术支持采购服务

EFR32FG23 无线 SoC 产品系列数据表

描述- EFR32FG23是一款适用于智能家居、安全、照明、楼宇自动化和计量等领域的高性能无线SoC。该产品具备1GHz以下射频通信能力，提供长距离通讯且不受2.4GHz频段干扰。其核心采用32位ARM Cortex-M33处理器，集成多种外设和丰富的内存资源，同时支持多种协议和安全特性。

April, 2023 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.2 代理服务技术支持采购服务查看更多版本

拆箱Silicon Labs最新的用于能量收集的蓝牙SoC

描述- 本资料主要介绍了硅实验室（Silicon Laboratories）最新推出的蓝牙能量采集SoC——xG22E。资料详细阐述了电池在物联网（IoT）应用中的问题，如环境污染、成本和法规限制，并提出了基于能量采集技术的解决方案。资料重点介绍了xG22E的特点，包括低功耗、快速唤醒、长距离无线通信等，以及其在智能家居、工业和商业领域的应用。此外，资料还提供了xG22E的探索套件和资源，以帮助开发者快速上手。

型号- EFR32XG22E,XG22E

2024/5/10 - SILICON LABS - 技术文档代理服务技术支持采购服务

EFR32FG28无线SoC系列数据手册

型号- EFR32FG28A120F1024GM48-A,EFR32FG28A010F1024GM48-A,EFR32FG28B310F1024IM48-A,EFR32FG28A110F1024GM48-A,EFR32FG28A110F1024GM68-A,EFR32FG28B310F1024IM68-A,EFR32FG28A322F1024IM68-AR,EFR32FG28B320F1024IM68-A,EFR32FG28A122F1024GM68-A,EFR32FG28A112F1024GM68-A,EFR32FG28B312F1024IM68-A,EFR32FG28A122F1024GM48-A,EFR32FG28B312F1024IM48-A,EFR32FG28,EFR32FG28B322F1024IM68-A,EFR32FG28B320F1024IM48-A,EFR32FG28A112F1024GM48-A,EFR32FG28B322F1024IM48-A,EFR32FG28A120F1024GM68-A,EFR32FG28A010F1024GM68-A

October, 2023 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.1 代理服务技术支持采购服务查看更多版本

【经验】无线SoC芯片EFR32FG23发送可变长度数据包的方法介绍

EFR32FG23是Silicon Labs高性能、低功耗、高安全的无线SoC芯片，在Simplicity Studio v5软件的simple_trx例程中，EFR32FG23默认发送的是固定长度的数据包。本文主要介绍将simple_trx例程改为发送可变长度数据包的方法。

2021-12-14 - 设计经验代理服务技术支持采购服务

EFM32PG26 Gecko SoC系列短数据

描述- 该资料介绍了Silicon Labs公司的EFM32PG26 Gecko系列微控制器（MCU）。这些MCU属于Series 2产品线，专为节能型嵌入式应用设计。它们具备80 MHz的Cortex-M33核心、高达3200 KB的闪存和512 KB的RAM，以及丰富的模拟和通信外设，旨在为消费和工业应用提供业界领先的能效解决方案。

型号- EFM32PG26B300F2048IM68-B,EFM32PG26B100F512IL136-B,EFM32PG26,EFM32PG26B500F3200IM68-B,EFM32PG26B300F2048IL136-B,EFM32PG26B300F1024IM68-B,EFM32PG26B500F3200IL136-B,EFM32PG26B100F512IM68-B,EFM32PG26B300F2048IM68-AR,EFM32PG26B300F1024IL136-B

2024/8/1 - SILICON LABS - 数据手册 - Preliminary Rev. 0.3 代理服务技术支持采购服务查看更多版本

EFR32FG25 Gecko 无线 SoC 产品系列数据表

型号- EFR32FG25B111F1152IM56-B,EFR32FG25B222F1920IM56-B,EFR32FG25B121F1152IM56-B,EFR32FG25A111F1152IM56-B,EFR32FG25B221F1920IM56-B,EFR32FG25B222F1920IM56-BR,EFR32FG25B211F1920IM56-B,EFR32FG25A221F1920IM56-B,EFR32FG25A211F1920IM56-B,EFR32FG25A121F1152IM56-B,EFR32FG25 FAMILY,EFR32FG25B212F1920IM56-B,EFR32FG25

January, 2023 - SILICON LABS - 数据手册 - Rev. 1.0 代理服务技术支持采购服务