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              進博會專題
              電子元件

              瑞芯微工業級芯片,助力工控行業智能化革新

                2022年03月09日  

                工控技術的出現和推廣帶來了第三次工業革命,使生產速度和效率提高了三倍以上。據Wind發布數據顯示,2020年中國工控行業市場空間超2000億元,其中產品市場近1400億元,除外資主導的60%外,國產本土空間仍超過千億元。同時,工業智能化的需求正促使工控行業不斷壯大,隨著人工智能、大數據和半導體技術的發展,工控涵蓋的范圍越來越廣。

                驅動工業智能化的主導力量大致可分為三類:第一類是傳統智能化改造;第二類是國產化需求,包括采用國產芯片、操作系統、設備以及集成系統;第三類是人工智能,用機器提高生產力效率以及降低運營成本。

              圖 | 驅動工業智能化的三大主導力量

                工控領域的智能化發展帶來了“工業芯片”的發展機遇, 據Gartner數據顯示,全球工業芯片市場預計2022年達705億美元,2019-2022年復合增長率在13%左右。然而,不是所有的芯片都能當工業芯片使用。

                以工控大腦——控制芯片為例,工業級控制芯片需要長期運行在極高/低溫、高濕、強鹽霧和電磁輻射的惡劣環境中,所以在穩定性、可靠性和安全性方面要求會比消費級高。瑞芯微作為走在國際化路線的國產品牌,這幾年已經在技術、服務和生態上有了很大的突破。下面舉例瑞芯微芯片整體解決方案在工控領域的應用案例。

              案例一:工業/邊緣計算網關設備

                芯片:RK3588M/RK3358J/RK3568J/RK3399

              圖 | 聯想邊緣計算網關搭載LeapIOT平臺示意圖

                1,印刷廠智能化網關設備

                作為深耕行業數十年的老牌印刷設備制造企業,高斯(中國)的工業設備分散在全國各地,設備調試、故障診斷及修復嚴重依賴現場人工;且運維人員無法掌握一手數據,造成運維管理成本高、效率較低、響應速度慢等問題。

                聯想為高斯(中國)量身打造了一套解決方案,基于瑞芯微RK3399主控的ECG工業網關設備和Leap IoT工業物聯網平臺,將設備運行的數據經過實時傳輸、整合與呈現,生成可追溯的數據記錄,幫助高斯(中國)實現精細化的印刷生產管理,達到降本增效的目的。

                瑞芯微RK3399主控芯片,支持多系統,實時性強,接口充足可以擴充行為監測;驅動力強,可以使得操作界面流暢快速。幫助客戶降低50%設備腹脹率,縮減65%的售后維護成本,高斯的客戶滿意度提升80%。

                全新旗艦芯RK3588M可以更強的性能賦能復雜場景的智能化升級,8nm工藝,八核CPU,高達6Tops的NPU算力,將可以滿足更多類型的AI功能需求;支持多屏互動,提升運營管理效率;具備豐富的高速接口支持各類外設擴展,可適應復雜工作環境中的設備整合和拓展。

              圖 | 聯想工業網關示意圖

                2,遠程巡檢網關設備

                某大型國有企業在全國各地部署有百萬級別的機房和設備,部署在戶外的機房和設備需要人員定期進行巡檢和維護。

                聯想采用瑞芯微RK3568J為計算核心的聯想邊緣計算網關,可提供1Tops基礎算力,并可擴展至4Tops算力,對攝像頭采集的視頻圖像數據進行AI解析,可實現人員身份識別,煙火告警等功能,搭配聯想Lenovo Edge AI平臺可實現異常情況智能化預警上報,容器化算法部署,遠程升級等服務。幫助客戶極大優化人員現場巡檢的人力投入,同時可對設備及周邊環境進行實時無縫監控,提升了對設備運行的可靠性。新一代旗艦芯片RK3588M可支持對算力有更高要求的設備,提供高達6Tops算力,助力全面升級和拓展AI 功能。

              案例二:餐飲業 全球知名連鎖餐廳 能耗管理物聯網關+廚房智慧觸控終端

                芯片:RK3568J/RK3399

              圖 | 邊緣計算網關

                全球知名的餐飲品牌擁有超37,000家餐廳,遍及全球100多個國家和地區。該連鎖餐廳門店數量眾多,原材料和運營成本不斷提升,希望通過對所有門店進行監管,實時獲取運營數據對能耗進行采集和分析,降低店面運營成本。

                聯想提供了采用瑞芯微RK3399芯片的邊緣計算網關+智慧廚房觸控產品,采用無風扇散熱,機體結構密封,有效抵抗廚房油煙,提高產品壽命。隨著AI智能化的提升,瑞芯微RK3568J芯片將成為產品升級的首選,助力AI類應用,自帶獨立1TOPS 算力NPU,可為客戶后期提升運營效率、降低成本貢獻巨大價值。

              案例三:智慧交通 地鐵出入閘機+地鐵智慧車窗

                芯片:RK3568J/RK3288

              圖 | 地鐵出入口閘機及智慧車窗

                城市地鐵線路的發展,需要實現地鐵全面智能化升級,人臉識別閘機和車內的智能設備必不可少,技術層面的需求:國產化平臺、強大處理能力和穩定性、平臺具備可擴展性。

                1,智能出入口閘機

                立功科技與瑞芯微RK3568J平臺作為新一代閘機的方案商,可快速實現活體識別,ID身份認證等快速安檢功能。RK3568J擁有四核A55高性能架構,內置獨立的1Tops算力NPU,支持兩路MIPI攝像頭并帶有HDR功能ISP,人像采集清晰且識別處理速度快;并且RK3568J擁有雙以太網、CAN接口、高速mini PCIE接口,擁有強大的擴展能力,可為地鐵閘機類產品提供各類擴展需求。

                2,地鐵智慧車窗

                瑞芯微與研華科技聯合打造RK3288及RK3568J地鐵智慧車窗方案,目前已在深圳地鐵投入使用。RK3288及RK3568J具備強性能,能夠驅動觸摸高清大屏,并且接口豐富,可擴展性強,RK3568J具備獨立的AI算力還可增添更多交互體驗。

              案例四:智慧樓宇社區 3D人臉識別+體溫檢測

                芯片:RK3358J/RK3399

              圖 | 研華方案的活體識別功能示意圖

                在疫情期間,企業學校復產復課急需部署人臉及測溫監測閘機,需要快速識別人體體溫及口罩臉識別的應用需求。

                研華科技采用瑞芯微RK3399主控,以其高性能CPU,算法效率高,移植部署快,接口豐富易擴展,寬溫支持等特點,滿足在戶外進行活體識別的工作場景。

              案例五:建筑行業 吊塔中控顯示屏

                芯片:RK3568J

              圖 | 建筑行業吊塔中控顯示方案示意圖

                某建筑工地的系統吊鉤球機視頻常出現卡頓,系統顯示屏人機界面交互不友好,缺乏吊塔精準的力矩曲線管理,建筑公司因此引入了全新的吊塔中控顯示屏。

                智微智能吊塔中控顯示屏方案選用瑞芯微RK3568J芯片,確保了操作界面流暢快速;其4K視頻解碼能力,可有效防止視頻接入解析出現的卡頓現象;3路CAN及10路UART接口,可充分滿足外部傳感器接入的需求;外加內置1Tops 算力NPU,可擴充各類行為監測。

                該吊塔中控顯示屏經驗收后,有效地替代了原有老舊型號機器,用戶體驗得到大大提升。鑒于RK3568J一套方案多用途的特色,客戶將在后續智慧工地中繼續將芯片拓展運用于門禁管理、升降機監控、人員定位、安全帽監測等場景。

              案例六:醫療行業 PCR核酸檢測設備

                芯片:RK3568J/ RK3399

              圖 | 聚合酶鏈式反應技術設備(PCR)

                針對核酸檢測,其檢測效果不僅取決于高質量的試劑盒,還有一樣十分關鍵的檢測設備——實時熒光定量聚合酶鏈式反應(PCR)核酸檢測儀器,可大大提高了核酸檢測的準確率。

                醫用PCR及小型PCR設備適用于醫院、社區、海關等應用場景,其設備更加注重便攜式考量,設備尺寸小巧,功能豐富,測試精度要求較高,并且對功耗以及外設接口要求較高。

                研華科技推出的基于瑞芯微RK3399 及RK3568J處理器的嵌入式單板電腦,作為核酸設備的核心主控。在常態化疫情防控的今天,大型PCR工作站、醫用PCR設備以及小型一體式PCR設備針對不同使用場景都得到了廣泛的應用。

              案例七:工業自動化HMI人機界面

                芯片:RK3358J/RK3568J

              圖 | 工控HMI示意圖

                HMI(人機界面)是工業自動化中最前沿的解決方案,可以實時監控PLC、I/O模塊的運行,并在HMI上形象地顯示出來,同時操作者可以通過HMI向自動化設備發出控制信號,使得自動化設備可以按照操縱者的意圖運行。

                立功科技的HMI方案,采用RK3568J芯片,具備工業級產品的可靠性,可提供HMI與各種自控設備的高效數據交互能力,同時,在接口方面可支持雙千兆以太網、CAN接口、高速mini PCIE接口以及高清屏幕顯示接口;此外,方案的系統兼容性強,可支持不同客戶的開發需求。

              案例八:智慧農業 機器人

                芯片:RK3588M/RK3568J/ RK3399Pro

              圖 | 農業無人車機器人

                在農業領域,機器人的出現代替了人工農藥噴灑、播種等體力消耗大的工作,同時也解決了偏遠山區勞動力不足的問題。

                在此領域,立功科技和瑞芯微攜手合作推出了農業機器人,基于瑞芯微RK3399Pro芯片。此外,瑞芯微的新一代RK3568J芯片亦可為機器人提供高效圖像識別處理功能,其內置獨立的NPU,可提供1T算力,確保后端設備數據處理的穩定性及高效性。

                通過機器人的準確計算,可合理進行播種、施肥,提高農耕效率的同時,降低農業成本。并且該芯片擁有的豐富接口,也可使其根據客戶的個性化需求,進行定制化產品開發,滿足其它農耕需求。

                而新一代旗艦芯RK3588M更是主打AIoT領域,采用4xA76+4xA53的八核架構,自帶獨立NPU,擁有高達6Tops的算力,可極大的滿足工業、農業、快遞業等慢速機器人的需求。

              案例九:電力行業 采集器+繼電器保護

                芯片:RK3358J/RK3568J

                在電力行業,數據的采集端需要配置更多的接口及較高的算力,以完成龐大客戶端數據的收集,對主控芯片CPU的算力性能要求在多核以上,RK3358J采用4核A35架構,具有較高算力及豐富接口的特性,非常適合電力采集器設備。

                而電力行業繼電器保護設備,除了需要多接口、多網口外,對高可靠性的需求更加明顯,RK3568J具備全鏈路CPU Catch到DDR ECC,大大提升該類產品的可靠性。RK3568J具有PCIE3.0等高速擴展接口,能夠滿足網口、算力、5G等的擴展需求。

              【總結】

                如下表所示,瑞芯微工業級芯片深入工控領域的千行百業,不同的產品線對應不同的需求,如:PX30系列的RK3358J更適合顯示觸控和工業集采領域,RK3568系列和RK3588系列的RK3568J和RK3588M更適合工控、網關和AI視覺應用領域。

              圖 | 瑞芯微工業應用系列芯片

                值得一提的是,瑞芯微工業級芯片產品除了擁有高擴展性、品質保障、可靠性及壽命保障等硬性優勢外,還具有軟件保障、強大的生態保障以及服務經驗優勢等雄厚的軟實力,可以很好地服務于有工業類應用需求的各類客戶。

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