Morse Micro Menawarkan Sambungan USB kepada Kesalinghubungan Jarak Jauh untuk Peranti Industri

Morse Micro telah memperkenalkan dua reka bentuk rujukan dongel USB Wi-Fi HaLow yang bertujuan memudahkan penambahan ketersambungan tanpa wayar jarak jauh pada peralatan yang tidak pernah direka dengan perkakasan Wi-Fi HaLow terbina dalam.

Dibina berasaskan sistem pada cip MM8108 syarikat tersebut, MM8108-RD09 dan MM8108-RD17 kedua-duanya menggunakan USB sebagai titik sambungan antara Wi-Fi HaLow dengan platform hos sedia ada. Bagi pengguna industri, pendekatan ini penting kerana ia mewujudkan laluan naik taraf yang berpotensi untuk komputer, robot dan peranti pinggir tanpa memerlukan pengeluar mereka bentuk semula papan induk hos di sekitar radio HaLow khusus.

Rajah 1. Reka bentuk rujukan USB MM8108 Morse Micro menyediakan dua pendekatan berbeza untuk menambahkan ketersambungan Wi-Fi HaLow pada peranti sedia ada.

Mengapa USB Mengubah Masalah Integrasi

Wi-Fi HaLow biasanya dibincangkan dalam konteks peralatan IoT baharu, yang membolehkan radio direka bentuk ke dalam produk sejak awal. Persekitaran industri berbeza. Sesebuah loji mungkin sudah mempunyai komputer, peralatan mudah alih, robot atau pengawal terbenam yang masih berbaki tempoh perkhidmatan berguna selama bertahun-tahun, walaupun platform tersebut tidak mempunyai teknologi tanpa wayar yang diperlukan untuk aplikasi baharu.

Menggantikan keseluruhan platform hos semata-mata untuk mendapatkan antara muka tanpa wayar yang lain jarang menarik. Mereka bentuk semula elektronik di sekitar radio baharu juga boleh menjadi sama sukarnya kerana ia melibatkan kejuruteraan RF, perisian tegar, pensijilan dan pertimbangan mekanikal. Pelaksanaan USB memindahkan sebahagian besar kerumitan itu ke dalam reka bentuk rujukan luaran dan membiarkan seni bina hos sedia ada sebahagian besarnya kekal.

Hal itu tidak menjadikan integrasi benar-benar pasang dan guna dalam setiap aplikasi, tetapi ia mengubah titik permulaan kejuruteraan. Daripada bertanya cara mereka bentuk semula komputer industri untuk Wi-Fi HaLow, pembangun boleh bermula dengan bertanya sama ada antara muka USB sedia ada dapat menyediakan ketersambungan yang diperlukan.

Wi-Fi HaLow Menyasarkan Ruang Tanpa Wayar yang Berbeza

Wi-Fi HaLow berasaskan IEEE 802.11ah dan beroperasi dalam spektrum sub-GHz, bukannya jalur 2.4 GHz, 5 GHz dan 6 GHz yang dikaitkan dengan Wi-Fi arus perdana. Frekuensi operasi yang lebih rendah ini bertujuan memberikan capaian yang lebih jauh dan ciri perambatan yang lebih baik untuk aplikasi IoT, sambil mengekalkan rangkaian IP asli.

Morse Micro menyatakan bahawa pelaksanaan HaLownya boleh menyediakan sambungan rangkaian pada jarak kira-kira satu kilometer, walaupun jarak sebenar dalam persekitaran industri sentiasa bergantung pada peraturan frekuensi serantau, antena, kuasa pemancaran, halangan, gangguan dan persekitaran fizikal.

Hal ini menjadikan teknologi tersebut menarik untuk tapak yang liputan Wi-Fi konvensionalnya sukar dicapai atau memerlukan banyak infrastruktur. Gudang, kawasan proses luar, halaman logistik, kemudahan pertanian dan aset industri yang tersebar semuanya boleh melibatkan jarak yang sukar diliputi menggunakan andaian wayarles dalaman biasa.

Daya tarikannya bukan sekadar jarak maksimum. Wi-Fi HaLow juga direka untuk operasi IoT berkuasa rendah sambil mengekalkan rangkaian berasaskan IP yang biasa. Hal ini boleh mengurangkan keperluan untuk penterjemahan protokol antara pautan wayarles dengan infrastruktur Ethernet atau IP konvensional.

RD09 Memperluas Wi-Fi HaLow ke Dalam Infrastruktur Rangkaian Sedia Ada

MM8108-RD09 direka untuk beroperasi dalam aplikasi titik akses dan stesen. Morse Micro menyediakan sokongan OpenWrt yang membolehkan penghala dan titik akses serasi dengan sambungan USB dinaik taraf dengan keupayaan Wi-Fi HaLow.

Hal ini menjadikan RD09 amat relevan kepada pembangun infrastruktur dan penyepadu sistem. Platform penghala sedia ada mungkin sudah menyediakan penghalaan Ethernet, tembok api, pengurusan dan fungsi rangkaian lain, manakala reka bentuk rujukan USB menambah lapisan radio HaLow.

Reka bentuk yang sama juga boleh menyokong peranti klien. Morse Micro menyenaraikan sokongan pemacu asli untuk Windows dan Linux, bersama-sama aplikasi macOS, yang membolehkan komputer konvensional bersambung ke rangkaian Wi-Fi HaLow melalui peranti USB.

Dari perspektif integrasi industri, ini ialah seni bina yang agak biasa: sistem pengendalian memahami penyesuai wayarles melalui perisian khusus, dan hos boleh berinteraksi dengan rangkaian HaLow sebagai antara muka rangkaian.

RD17 Mengambil Pendekatan Lebih Menarik untuk Peralatan Industri

MM8108-RD17 menangani masalah yang berbeza. Daripada memerlukan hos memahami penyesuai Wi-Fi HaLow khusus dan pemacu yang sepadan, dongel itu tampil sebagai antara muka Ethernet CDC-NCM standard.

Bagi hos, sambungan itu kelihatan lebih seperti antara muka rangkaian konvensional. Morse Micro menerangkan RD17 sebagai tanpa pemacu kerana peranti yang menyokong antara muka CDC-NCM standard tidak memerlukan pemacu Wi-Fi HaLow khusus Morse Micro dipasang pada hos.

Perbezaan ini penting dalam sistem industri yang persekitaran perisiannya mungkin dikawal dengan ketat. Komputer industri mungkin menjalankan imej sistem pengendalian yang telah disahkan dan tidak mahu diubah oleh pengendali. Pengawal robot atau platform terbenam juga mungkin menyediakan sokongan USB sambil menawarkan fleksibiliti yang terhad untuk menambah pemacu kernel pihak ketiga.

Dengan mengalihkan lebih banyak pelaksanaan khusus HaLow daripada hos, RD17 berpotensi meluaskan julat peralatan yang boleh menggunakan teknologi wayarles tersebut. Morse Micro secara khusus menyenaraikan komputer industri dan robotik antara aplikasi sasarannya, di samping terminal tempat jualan serta peranti Android atau iOS.

Tanpa Pemacu Tidak Bermaksud Tanpa Konfigurasi

Istilah “tanpa pemacu” boleh dengan mudah menimbulkan tanggapan bahawa tiada kerja integrasi diperlukan. Dalam amalan, perkara pentingnya lebih khusus: hos tidak memerlukan pemacu Wi-Fi HaLow khusus jika hos tersebut sudah menyokong antara muka Ethernet CDC-NCM standard.

Konfigurasi rangkaian, pengesahan, pengalamatan dan komunikasi peringkat aplikasi masih perlu dipertimbangkan. Jurutera industri juga mesti menilai cara laluan wayarles baharu berinteraksi dengan pembahagian rangkaian, dasar keselamatan siber dan amalan pengurusan peranti sedia ada.

RD17 menyokong Wi-Fi Easy Connect, yang juga dikenali sebagai Protokol Peruntukan Peranti, dengan butang gandingan yang tersedia untuk pengesahan peranti. Ini dapat memudahkan proses penyertaan berbanding memperuntukkan bukti kelayakan wayarles secara manual melalui aplikasi khusus hos.

Bagi organisasi yang menguruskan banyak peranti teragih, proses penyertaan sering sama pentingnya dengan prestasi radio. Pautan wayarles yang berkeupayaan dari segi teknikal menjadi sukar untuk dikendalikan pada skala besar jika setiap titik akhir memerlukan aliran kerja peruntukan yang berbeza.

Komputer Industri Sedia Ada Merupakan Kes Penggunaan yang Jelas

PC industri sering terus digunakan jauh lebih lama berbanding peralatan pengkomputeran pengguna. Pemproses, antara muka I/O dan perisian mereka mungkin terus memenuhi keperluan aplikasi walaupun pilihan rangkaian asal tidak lagi sepadan dengan seni bina loji baharu.

Antara muka HaLow berasaskan USB menawarkan satu cara yang berpotensi untuk memanjangkan penggunaan sistem tersebut tanpa menggantikan komputer. Sebagai contoh, PC industri yang digunakan untuk memantau peralatan jauh berpotensi untuk disambungkan melalui HaLow sambil mengekalkan perisian sedia ada dan susunan aplikasi berasaskan Ethernet.

Hal ini amat relevan untuk platform HMI dan Pengkomputeran Industri, yang jangka hayat bergunanya sering melebihi kitar hayat teknologi komunikasi individu.

Idea yang sama terpakai pada sistem pengkomputeran pinggir. Peranti pinggir mungkin mengumpulkan maklumat sensor, menjalankan analitik setempat atau melaksanakan inferens pembelajaran mesin berhampiran proses. Jika sambungan rangkaian sedia ada tidak dapat meliputi jarak yang diperlukan secara ekonomik, menambahkan antara muka radio lain mungkin lebih mudah daripada mereka bentuk semula keseluruhan platform pinggir.

Robotik Mengemukakan Keperluan Sambungan yang Berbeza

Robot dan peranti industri autonomi ialah satu lagi bidang yang mungkin mendapat manfaat daripada pendekatan USB, walaupun keperluan sambungan berbeza dengan ketara mengikut aplikasi. Tidak semua pautan komunikasi robot patut dipindahkan ke rangkaian tanpa wayar jarak jauh, khususnya apabila kawalan deterministik atau komunikasi berkaitan keselamatan terlibat.

Walau bagaimanapun, terdapat banyak aliran data sekunder yang tidak memerlukan rangkaian tanpa wayar untuk menutup gelung kawalan gerakan utama. Maklumat diagnostik, data kesihatan peralatan, status pengeluaran, pengurusan perisian dan maklumat sensor terpilih semuanya boleh menjadi calon untuk sambungan berasingan.

Robot mudah alih yang beroperasi merentasi kemudahan besar juga mungkin bergerak melampaui kawasan liputan praktikal satu titik akses konvensional. Melanjutkan sambungan melalui komunikasi tanpa wayar sub-GHz boleh mengurangkan sesetengah cabaran liputan, bergantung pada susun atur tapak dan keperluan prestasi.

Oleh itu, persoalan kejuruteraan bukanlah sama ada Wi-Fi HaLow patut menggantikan setiap teknologi tanpa wayar industri sedia ada. Persoalannya ialah sama ada gabungan jarak, rangkaian IP dan operasi berkuasa rendahnya lebih sesuai untuk laluan komunikasi tertentu berbanding alternatif.

Jarak Jauh Boleh Mengurangkan Infrastruktur, tetapi Perancangan RF Tetap Penting

Spesifikasi jarak berskala kilometer memang menarik, tetapi tapak industri jarang menyerupai persekitaran ujian makmal terbuka. Struktur keluli, mesin, rak penyimpanan, bejana proses dan dinding bertetulang semuanya boleh mempengaruhi perambatan RF, manakala peralatan berdekatan mungkin menyumbang hingar elektrik dan gangguan.

Atas sebab itu, manfaat praktikal HaLow mungkin berupa pengurangan bilangan titik akses atau liputan yang lebih baik di kawasan sukar, bukannya sekadar mencapai jarak maksimum yang diiklankan. Tinjauan tapak dan ujian pemasangan sebenar kekal penting setiap kali rangkaian tanpa wayar akan membawa data yang penting untuk operasi.

Jalur operasi sub-GHz juga berbeza mengikut rantau, yang bermaksud konfigurasi produk dan keperluan kawal selia perlu dipertimbangkan apabila peralatan digunakan di peringkat antarabangsa. OEM industri yang merancang satu platform untuk beberapa pasaran tidak boleh menganggap parameter radio adalah sama di semua tempat.

IP Asli Memudahkan Seni Bina Rangkaian

Salah satu ciri Wi-Fi HaLow yang lebih penting untuk penyepaduan industri ialah kesalinghubungan IP asli. Sesetengah teknologi IoT jarak jauh sengaja dioptimumkan untuk rangkaian penderia kadar data rendah dan bergantung pada get laluan untuk menterjemahkan antara protokol radio dengan rangkaian IP standard.

HaLow mengambil pendekatan yang berbeza. Peranti boleh mengambil bahagian secara langsung dalam rangkaian IP, yang boleh menjadikan penyepaduan lebih mudah difahami oleh pasukan yang sudah mengurus infrastruktur Ethernet dan Wi-Fi.

Ini tidak menghapuskan keperluan terhadap get laluan, tembok api atau penghalaan apabila seni bina memerlukannya. Ini cuma bermakna penterjemahan protokol tidak perlu menjadi sebahagian asas bagi setiap sambungan.

Bagi jurutera yang mengendalikan sistem Komunikasi dan Rangkaian Industri, kebiasaan itu mungkin mengurangkan sebahagian kerja penyepaduan perisian yang biasanya berkaitan dengan penambahan teknologi radio jarak jauh khusus.

MM8108 Menawarkan Lebih Banyak Ruang Lebihan Berbanding Kesalinghubungan Penderia Mudah

MM8108 ialah SoC Wi-Fi HaLow generasi kedua Morse Micro. Syarikat itu menyatakan kadar data PHY yang mencecah kira-kira 43.3 Mbps dalam keadaan operasi yang disokong, sekali gus meletakkan peranti ini jauh melebihi keperluan daya pemprosesan banyak aplikasi telemetri asas.

Ini tidak bermakna pemasangan industri akan mencapai kadar PHY maksimum secara berterusan, khususnya pada jarak yang jauh. Daya pemprosesan aplikasi sebenar dipengaruhi oleh keadaan saluran, modulasi, overhed protokol dan reka bentuk rangkaian.

Walau bagaimanapun, ia membantu menjelaskan sebab Morse Micro memposisikan reka bentuk USB baharu untuk AI tepi serta kesalinghubungan IoT konvensional. Sistem teragih di tepi boleh menjana lebih banyak maklumat berbanding penderia suhu atau tekanan mudah, terutamanya apabila aplikasi melibatkan diagnosis mesin, imej atau set data operasi yang lebih kaya.

USB Juga Boleh Mempercepat Prototaip

Nilai reka bentuk rujukan tidak terhad kepada pengubahsuaian peralatan pengeluaran. Perkakasan USB juga boleh memudahkan penilaian awal kerana pembangun tidak perlu terus komited kepada papan radio tersuai.

Penyepadu sistem boleh menguji liputan, daya pemprosesan dan tingkah laku aplikasi menggunakan hos sedia ada sebelum memutuskan sama ada reka bentuk pengeluaran pada peringkat seterusnya patut mengekalkan pelaksanaan USB atau mengintegrasikan MM8108 dengan lebih langsung.

Ini mengurangkan halangan untuk menjawab soalan awal yang paling penting: adakah Wi-Fi HaLow benar-benar menyelesaikan masalah kesalinghubungan di tapak ini?

Jika jawapannya tidak, pasukan kejuruteraan telah mengelakkan usaha pembangunan perkakasan yang besar. Jika jawapannya ya, pengukuran yang dikumpulkan semasa peringkat prototaip boleh membantu menentukan penempatan antena, topologi rangkaian dan reka bentuk produk masa hadapan.

Dua Reka Bentuk Rujukan Menangani Dua Laluan Naik Taraf Berbeza

Perbezaan antara RD09 dan RD17 akhirnya lebih penting daripada hakikat bahawa kedua-dua produk menggunakan USB. RD09 mengintegrasikan HaLow sebagai antara muka wayarles natif dan amat sesuai untuk penghala, titik akses serta komputer yang sokongan perisian khusus boleh dilaksanakan.

RD17 mengabstrakkan lebih banyak aspek integrasi itu daripada hos dengan muncul sebagai antara muka Ethernet CDC-NCM standard. Ini menjadikannya berpotensi lebih sesuai untuk peralatan industri dan terbenam yang pemasangan pemacu wayarles tambahan tidak diingini atau mustahil.

Kedua-dua pendekatan menangani masalah lebih luas yang sama: sebahagian besar peralatan yang dipasang telah direka sebelum Wi-Fi HaLow tersedia secara komersial, dan menggantikan peralatan tersebut semata-mata untuk mendapatkan teknologi radio lain sukar untuk dipertahankan.

Peluang Lebih Besar ialah Kesalinghubungan Tanpa Mereka Bentuk Semula Mesin

Oleh itu, kepentingan perindustrian reka bentuk rujukan baharu Morse Micro ini bukanlah semata-mata tentang penyambung USB itu sendiri, tetapi lebih kepada perkara yang dielakkan oleh penyambung tersebut. Peralatan sedia ada mungkin mendapat akses kepada rangkaian sub-GHz jarak jauh tanpa reka bentuk semula hos yang lengkap, manakala pembangun boleh menilai HaLow menggunakan platform perkakasan yang sudah mereka fahami.

Ini boleh berguna untuk komputer industri, robot, peranti pinggir dan infrastruktur rangkaian yang tersebar di seluruh kemudahan besar, apabila liputan Wi-Fi konvensional sukar atau mahal untuk diperluas. RD17 amat menarik kerana persembahan Ethernet piawainya mengurangkan kebergantungan pada pemacu wayarles khusus hos, sekali gus menghapuskan satu halangan lazim dalam sistem legasi dan terbenam.

Wi-Fi HaLow tidak akan menggantikan setiap rangkaian industri, dan wayarles jarak jauh juga tidak seharusnya dianggap sebagai pengganti infrastruktur kawalan deterministik. Sebaliknya, peranan terkuatnya mungkin mengisi ruang antara Wi-Fi konvensional jarak dekat dan rangkaian IoT khusus kadar data rendah, terutamanya apabila peralatan memerlukan sambungan IP natif merentasi kawasan fizikal yang lebih luas.

Bagi jurutera industri, reka bentuk USB baharu memudahkan pilihan itu diuji. Daripada bermula dengan projek papan induk, modul radio dan integrasi perisian yang baharu, eksperimen pertama kini boleh dimulakan dengan port USB yang tersedia.