Morse Micro Offers USB Route to Long-Range Connectivity for Industrial Devices

Morse Micro นำเสนอการเชื่อมต่อระยะไกลผ่าน USB สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม

ดีไซน์อ้างอิง USB MM8108 Wi-Fi HaLow รุ่นใหม่ของ Morse Micro เป็นโซลูชันที่ใช้งานได้จริงสำหรับเพิ่มการเชื่อมต่อย่านความถี่ต่ำกว่า 1 GHz ระยะไกลให้กับคอมพิวเต...

Morse Micro เปิดตัวดีไซน์อ้างอิงดองเกิล USB Wi‑Fi HaLow สองแบบ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้เพิ่มการเชื่อมต่อไร้สายระยะไกลลงในอุปกรณ์ที่ไม่เคยได้รับการออกแบบให้มีฮาร์ดแวร์ Wi‑Fi HaLow ในตัวได้ง่ายขึ้น

ทั้ง MM8108-RD09 และ MM8108-RD17 สร้างขึ้นบนซิสเต็มออนชิป MM8108 ของบริษัท และใช้ USB เป็นจุดเชื่อมต่อระหว่าง Wi‑Fi HaLow กับแพลตฟอร์มโฮสต์ที่มีอยู่ สำหรับผู้ใช้งานในภาคอุตสาหกรรม แนวทางนี้มีความสำคัญเพราะสร้างเส้นทางการอัปเกรดที่เป็นไปได้สำหรับคอมพิวเตอร์ หุ่นยนต์ และอุปกรณ์เอดจ์ โดยไม่จำเป็นต้องให้ผู้ผลิตออกแบบเมนบอร์ดโฮสต์ใหม่รอบวิทยุ HaLow โดยเฉพาะ

ดีไซน์อ้างอิง USB Wi‑Fi HaLow รุ่น MM8108 ของ Morse Micro สำหรับการเชื่อมต่อระยะไกลในภาคอุตสาหกรรม

รูปที่ 1. ดีไซน์อ้างอิง USB ของ MM8108 จาก Morse Micro นำเสนอแนวทางสองแบบในการเพิ่มการเชื่อมต่อ Wi‑Fi HaLow ให้กับอุปกรณ์ที่มีอยู่

เหตุใด USB จึงเปลี่ยนโจทย์การผสานรวม

โดยทั่วไป Wi‑Fi HaLow มักถูกพูดถึงในบริบทของอุปกรณ์ IoT รุ่นใหม่ ซึ่งสามารถออกแบบวิทยุให้ติดตั้งอยู่ในผลิตภัณฑ์ได้ตั้งแต่เริ่มต้น แต่สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมแตกต่างออกไป โรงงานแห่งหนึ่งอาจมีคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์เคลื่อนที่ หุ่นยนต์ หรือคอนโทรลเลอร์แบบฝังตัวที่ยังใช้งานได้อีกหลายปี แม้แพลตฟอร์มเหล่านั้นจะขาดเทคโนโลยีไร้สายที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันใหม่

การเปลี่ยนแพลตฟอร์มโฮสต์ทั้งหมดเพียงเพื่อให้ได้อินเทอร์เฟซไร้สายอีกแบบหนึ่งแทบไม่ใช่ทางเลือกที่น่าสนใจ การออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ใหม่รอบวิทยุรุ่นใหม่ก็อาจทำได้ยากไม่แพ้กัน เพราะนำมาซึ่งข้อพิจารณาด้านวิศวกรรม RF เฟิร์มแวร์ การรับรอง และโครงสร้างทางกล การใช้งานผ่าน USB ช่วยย้ายความซับซ้อนส่วนใหญ่ไปไว้ในดีไซน์อ้างอิงภายนอก และทำให้สถาปัตยกรรมโฮสต์เดิมยังคงเดิมเป็นส่วนใหญ่

นั่นไม่ได้ทำให้การผสานรวมเป็นแบบเสียบแล้วใช้งานได้ทันทีในทุกแอปพลิเคชัน แต่ช่วยเปลี่ยนจุดตั้งต้นทางวิศวกรรม แทนที่จะถามว่าจะออกแบบคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมใหม่เพื่อรองรับ Wi‑Fi HaLow อย่างไร นักพัฒนาสามารถเริ่มจากการถามว่าอินเทอร์เฟซ USB ที่มีอยู่สามารถให้การเชื่อมต่อที่ต้องการได้หรือไม่

Wi‑Fi HaLow มุ่งเป้าไปที่พื้นที่การสื่อสารไร้สายคนละแบบ

Wi‑Fi HaLow อ้างอิงมาตรฐาน IEEE 802.11ah และทำงานบนคลื่นความถี่ย่อยกิกะเฮิรตซ์ แทนย่านความถี่ 2.4 GHz, 5 GHz และ 6 GHz ที่ใช้กับ Wi‑Fi ทั่วไป ความถี่การทำงานที่ต่ำกว่ามีจุดประสงค์เพื่อให้ครอบคลุมระยะไกลขึ้นและมีคุณสมบัติการแพร่สัญญาณที่ดีขึ้นสำหรับแอปพลิเคชัน IoT พร้อมคงการเชื่อมต่อเครือข่าย IP แบบเนทีฟไว้

Morse Micro ระบุว่าการใช้งาน HaLow ของบริษัทสามารถให้การเชื่อมต่อเครือข่ายได้ในระยะประมาณหนึ่งกิโลเมตร แม้ว่าระยะการใช้งานจริงในภาคอุตสาหกรรมจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านความถี่ของแต่ละภูมิภาค เสาอากาศ กำลังส่ง สิ่งกีดขวาง สัญญาณรบกวน และสภาพแวดล้อมทางกายภาพเสมอ

ทำให้เทคโนโลยีนี้น่าสนใจสำหรับสถานที่ที่การครอบคลุมด้วย Wi-Fi แบบทั่วไปทำได้ยากหรือจำเป็นต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานจำนวนมาก โกดัง พื้นที่กระบวนการผลิตกลางแจ้ง ลานโลจิสติกส์ โรงงานเกษตร และทรัพย์สินอุตสาหกรรมแบบกระจายตัว ล้วนมีระยะทางที่ยากต่อการครอบคลุมด้วยแนวคิดการใช้งานเครือข่ายไร้สายภายในอาคารแบบทั่วไป

จุดเด่นไม่ได้มีเพียงระยะครอบคลุมสูงสุดเท่านั้น Wi-Fi HaLow ยังได้รับการออกแบบมาสำหรับการทำงานของ IoT ที่ใช้พลังงานต่ำ ขณะเดียวกันก็ยังคงใช้เครือข่ายบน IP ที่คุ้นเคยได้ ซึ่งอาจช่วยลดความจำเป็นในการแปลงโพรโทคอลระหว่างลิงก์ไร้สายกับโครงสร้างพื้นฐานอีเทอร์เน็ตหรือ IP แบบทั่วไป

RD09 ขยาย Wi-Fi HaLow สู่โครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่มีอยู่

MM8108-RD09 ได้รับการออกแบบให้ทำงานได้ทั้งในรูปแบบแอ็กเซสพอยต์และสถานี Morse Micro รองรับ OpenWrt ซึ่งช่วยให้เราเตอร์และแอ็กเซสพอยต์ที่เข้ากันได้และมีการเชื่อมต่อ USB สามารถอัปเกรดให้รองรับ Wi-Fi HaLow ได้

ด้วยเหตุนี้ RD09 จึงมีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษกับนักพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานและผู้ผสานรวมระบบ แพลตฟอร์มเราเตอร์ที่มีอยู่แล้วอาจรองรับการกำหนดเส้นทางอีเทอร์เน็ต ไฟร์วอลล์ การจัดการ และฟังก์ชันเครือข่ายอื่น ๆ ขณะที่การออกแบบอ้างอิงแบบ USB จะเพิ่มชั้นวิทยุ HaLow เข้ามา

การออกแบบเดียวกันนี้ยังรองรับอุปกรณ์ไคลเอนต์ได้ด้วย Morse Micro ระบุว่ารองรับไดรเวอร์แบบเนทีฟสำหรับ Windows และ Linux รวมถึงมีแอปพลิเคชันสำหรับ macOS ทำให้คอมพิวเตอร์ทั่วไปสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่าย Wi-Fi HaLow ผ่านอุปกรณ์ USB ได้

จากมุมมองของการผสานรวมระบบอุตสาหกรรม นี่เป็นสถาปัตยกรรมที่ค่อนข้างคุ้นเคย ระบบปฏิบัติการจะเข้าใจอะแดปเตอร์ไร้สายผ่านซอฟต์แวร์เฉพาะ และโฮสต์สามารถโต้ตอบกับเครือข่าย HaLow ในรูปแบบอินเทอร์เฟซเครือข่าย

RD17 ใช้แนวทางที่น่าสนใจกว่าสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม

MM8108-RD17 แก้ปัญหาที่แตกต่างออกไป แทนที่จะให้โฮสต์ต้องทำความเข้าใจกับอะแดปเตอร์ Wi-Fi HaLow เฉพาะทางและไดรเวอร์ที่เกี่ยวข้อง ดองเกิลจะแสดงตัวเป็นอินเทอร์เฟซอีเทอร์เน็ต CDC-NCM มาตรฐาน

ดังนั้น สำหรับโฮสต์ การเชื่อมต่อนี้จึงดูคล้ายอินเทอร์เฟซเครือข่ายแบบทั่วไปมากกว่าเดิม Morse Micro อธิบายว่า RD17 เป็นอุปกรณ์ที่ไม่ต้องใช้ไดรเวอร์ เนื่องจากอุปกรณ์ที่รองรับอินเทอร์เฟซ CDC-NCM มาตรฐานไม่จำเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์ Wi-Fi HaLow เฉพาะของ Morse Micro บนโฮสต์

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญในระบบอุตสาหกรรมที่สภาพแวดล้อมซอฟต์แวร์อาจถูกควบคุมอย่างเข้มงวด คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมอาจใช้อิมเมจระบบปฏิบัติการที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว ซึ่งผู้ปฏิบัติงานไม่ต้องการแก้ไข นอกจากนี้ ตัวควบคุมหุ่นยนต์หรือแพลตฟอร์มแบบฝังตัวอาจรองรับ USB แต่มีความยืดหยุ่นเพียงเล็กน้อยในการเพิ่มไดรเวอร์เคอร์เนลจากผู้ผลิตภายนอก

การย้ายส่วนการทำงานเฉพาะของ HaLow ออกจากโฮสต์มากขึ้นอาจช่วยขยายขอบเขตอุปกรณ์ที่สามารถใช้เทคโนโลยีไร้สายนี้ได้ Morse Micro ระบุโดยเฉพาะว่าคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมและหุ่นยนต์เป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันเป้าหมาย เช่นเดียวกับเครื่องปลายทาง ณ จุดขาย และอุปกรณ์ Android หรือ iOS

ไม่ต้องใช้ไดรเวอร์ไม่ได้หมายความว่าไม่ต้องกำหนดค่า

คำว่า “ไม่ต้องใช้ไดรเวอร์” อาจทำให้เข้าใจได้ง่ายว่าไม่จำเป็นต้องทำงานด้านการผสานรวมใด ๆ ในทางปฏิบัติ ประเด็นสำคัญมีขอบเขตแคบกว่านั้น นั่นคือโฮสต์ไม่จำเป็นต้องใช้ไดรเวอร์ Wi-Fi HaLow เฉพาะ หากรองรับอินเทอร์เฟซ Ethernet มาตรฐาน CDC-NCM อยู่แล้ว

ยังคงต้องพิจารณาการกำหนดค่าเครือข่าย การยืนยันตัวตน การกำหนดแอดเดรส และการสื่อสารระดับแอปพลิเคชัน วิศวกรอุตสาหกรรมยังต้องประเมินด้วยว่าเส้นทางไร้สายใหม่นี้จะทำงานร่วมกับการแบ่งส่วนเครือข่าย นโยบายความปลอดภัยทางไซเบอร์ และแนวทางการจัดการอุปกรณ์ที่มีอยู่อย่างไร

RD17 รองรับ Wi-Fi Easy Connect หรือที่เรียกอีกชื่อว่า Device Provisioning Protocol พร้อมปุ่มจับคู่สำหรับการยืนยันตัวตนอุปกรณ์ ฟังก์ชันนี้ช่วยให้การนำอุปกรณ์เข้าสู่ระบบง่ายขึ้น เมื่อเทียบกับการจัดเตรียมข้อมูลรับรองเครือข่ายไร้สายด้วยตนเองผ่านแอปพลิเคชันเฉพาะของโฮสต์

สำหรับองค์กรที่ดูแลอุปกรณ์แบบกระจายจำนวนมาก การเริ่มนำอุปกรณ์เข้าสู่ระบบมักมีความสำคัญไม่แพ้ประสิทธิภาพของวิทยุสื่อสาร ลิงก์ไร้สายที่มีความสามารถสูงอาจบริหารจัดการได้ยากเมื่อขยายการใช้งาน หากปลายทางแต่ละตัวต้องใช้ขั้นตอนการจัดเตรียมระบบที่แตกต่างกัน

คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมเดิมเป็นกรณีการใช้งานที่เห็นได้ชัด

พีซีอุตสาหกรรมมักยังคงใช้งานได้นานกว่าอุปกรณ์คอมพิวเตอร์สำหรับผู้บริโภคมาก โปรเซสเซอร์ อินเทอร์เฟซ I/O และซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์เหล่านี้อาจยังตอบสนองข้อกำหนดของแอปพลิเคชันได้ แม้ตัวเลือกเครือข่ายเดิมจะไม่สอดคล้องกับสถาปัตยกรรมโรงงานแบบใหม่อีกต่อไป

อินเทอร์เฟซ HaLow แบบ USB เป็นหนึ่งในแนวทางที่ช่วยยืดอายุการใช้งานระบบเหล่านั้นได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น พีซีอุตสาหกรรมที่ใช้ตรวจสอบอุปกรณ์ระยะไกลอาจเชื่อมต่อผ่าน HaLow ได้ ขณะเดียวกันก็ยังคงใช้ซอฟต์แวร์เดิมและสแต็กแอปพลิเคชันที่อิงกับ Ethernet ได้

เรื่องนี้มีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษกับแพลตฟอร์ม HMI และคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม ซึ่งโดยมากฮาร์ดแวร์จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าวงจรชีวิตของเทคโนโลยีการสื่อสารแต่ละรุ่น

แนวคิดเดียวกันนี้ใช้กับระบบเอดจ์คอมพิวติงด้วย อุปกรณ์เอดจ์อาจรวบรวมข้อมูลจากเซนเซอร์ ประมวลผลวิเคราะห์ภายในเครื่อง หรือรันการอนุมานด้วยแมชชีนเลิร์นนิงใกล้กับกระบวนการทำงาน หากการเชื่อมต่อเครือข่ายเดิมไม่สามารถครอบคลุมระยะทางที่ต้องการได้อย่างคุ้มค่า การเพิ่มอินเทอร์เฟซวิทยุอีกตัวอาจทำได้ง่ายกว่าการออกแบบแพลตฟอร์มเอดจ์ใหม่ทั้งหมด

หุ่นยนต์มีข้อกำหนดด้านการเชื่อมต่อที่แตกต่างออกไป

หุ่นยนต์และอุปกรณ์อุตสาหกรรมอัตโนมัติเป็นอีกพื้นที่หนึ่งที่แนวทาง USB อาจมีประโยชน์ แม้ข้อกำหนดด้านการเชื่อมต่อจะแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละการใช้งาน ไม่ควรย้ายลิงก์การสื่อสารของหุ่นยนต์ทุกประเภทไปยังเครือข่ายไร้สายระยะไกล โดยเฉพาะในกรณีที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมแบบกำหนดเวลาได้แน่นอนหรือการสื่อสารที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัย

อย่างไรก็ตาม ยังมีการรับส่งข้อมูลรองอีกมากที่ไม่จำเป็นต้องให้เครือข่ายไร้สายทำหน้าที่ปิดวงจรควบคุมการเคลื่อนไหวหลัก ข้อมูลการวินิจฉัย ข้อมูลสถานะอุปกรณ์ สถานะการผลิต การจัดการซอฟต์แวร์ และข้อมูลเซนเซอร์บางส่วน ล้วนเป็นตัวเลือกสำหรับการเชื่อมต่อแยกต่างหากได้

หุ่นยนต์เคลื่อนที่ที่ทำงานทั่วทั้งโรงงานขนาดใหญ่อาจเคลื่อนที่ออกนอกพื้นที่ครอบคลุมที่ใช้งานได้จริงของจุดเข้าถึงแบบทั่วไปเพียงจุดเดียว การขยายการเชื่อมต่อผ่านเครือข่ายไร้สายย่านความถี่ต่ำกว่า 1 GHz อาจช่วยลดข้อจำกัดด้านพื้นที่ครอบคลุมบางประการได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผังพื้นที่และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ

ดังนั้น คำถามทางวิศวกรรมจึงไม่ใช่ว่า Wi-Fi HaLow ควรเข้ามาแทนที่เทคโนโลยีไร้สายอุตสาหกรรมที่มีอยู่ทั้งหมดหรือไม่ แต่คือการพิจารณาว่าการผสานกันระหว่างระยะการสื่อสาร เครือข่าย IP และการทำงานที่ใช้พลังงานต่ำ เหมาะกับเส้นทางการสื่อสารเฉพาะใดมากกว่าทางเลือกอื่นหรือไม่

ระยะไกลช่วยลดโครงสร้างพื้นฐานได้ แต่การวางแผน RF ยังคงมีความสำคัญ

ข้อกำหนดระยะการสื่อสารระดับกิโลเมตรนั้นน่าสนใจ แต่สถานที่อุตสาหกรรมแทบไม่เหมือนสภาพแวดล้อมการทดสอบในห้องปฏิบัติการแบบเปิด โครงสร้างเหล็ก เครื่องจักร ชั้นวางจัดเก็บ ถังในกระบวนการผลิต และผนังเสริมเหล็กล้วนส่งผลต่อการแพร่กระจายของคลื่น RF ได้ ขณะที่อุปกรณ์ใกล้เคียงอาจก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าและการรบกวนระหว่างสัญญาณ

ด้วยเหตุนี้ ประโยชน์เชิงปฏิบัติของ HaLow อาจอยู่ที่การใช้จุดเข้าถึงน้อยลงหรือมีพื้นที่ครอบคลุมที่ดีขึ้นในบริเวณที่มีข้อจำกัด มากกว่าการมุ่งให้ได้ระยะทางสูงสุดตามที่โฆษณาไว้เพียงอย่างเดียว การสำรวจพื้นที่และการทดสอบการติดตั้งจริงยังคงมีความสำคัญทุกครั้งที่เครือข่ายไร้สายต้องส่งข้อมูลที่สำคัญต่อการปฏิบัติงาน

ย่านความถี่การทำงานต่ำกว่า 1 GHz ยังแตกต่างกันไปในแต่ละภูมิภาค ซึ่งหมายความว่าต้องพิจารณาการกำหนดค่าผลิตภัณฑ์และข้อกำหนดด้านกฎระเบียบเมื่อนำอุปกรณ์ไปใช้งานในระดับนานาชาติ ผู้ผลิตอุปกรณ์อุตสาหกรรม (OEM) ที่วางแผนใช้แพลตฟอร์มเดียวในหลายตลาดไม่สามารถสันนิษฐานได้ว่าพารามิเตอร์วิทยุจะเหมือนกันทุกแห่ง

IP โดยกำเนิดช่วยลดความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมเครือข่าย

คุณลักษณะที่สำคัญประการหนึ่งของ Wi-Fi HaLow สำหรับการผสานรวมในภาคอุตสาหกรรมคือการเชื่อมต่อ IP โดยกำเนิด เทคโนโลยี IoT ระยะไกลบางประเภทได้รับการปรับให้เหมาะกับเครือข่ายเซนเซอร์ที่มีอัตราการส่งข้อมูลต่ำโดยเฉพาะ และอาศัยเกตเวย์ในการแปลข้อมูลระหว่างโพรโทคอลวิทยุกับเครือข่าย IP มาตรฐาน

HaLow ใช้แนวทางที่แตกต่างออกไป อุปกรณ์สามารถเข้าร่วมเครือข่าย IP ได้โดยตรง ซึ่งอาจทำให้การผสานรวมคุ้นเคยมากขึ้นสำหรับทีมที่ดูแลโครงสร้างพื้นฐาน Ethernet และ Wi-Fi อยู่แล้ว

สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีเกตเวย์ ไฟร์วอลล์ หรือการกำหนดเส้นทางในกรณีที่สถาปัตยกรรมต้องใช้ เพียงหมายความว่าการแปลโปรโตคอลไม่จำเป็นต้องเป็นส่วนพื้นฐานของการเชื่อมต่อทุกจุด

สำหรับวิศวกรที่ทำงานกับระบบ การสื่อสารและเครือข่ายอุตสาหกรรม ความคุ้นเคยดังกล่าวอาจช่วยลดงานผสานรวมซอฟต์แวร์บางส่วนที่มักเกี่ยวข้องกับการเพิ่มเทคโนโลยีวิทยุระยะไกลเฉพาะทาง

MM8108 มีขีดความสามารถสำรองมากกว่าการเชื่อมต่อเซนเซอร์แบบง่าย

MM8108 คือ SoC Wi-Fi HaLow รุ่นที่สองของ Morse Micro บริษัทระบุว่าอัตราข้อมูล PHY สูงสุดอยู่ที่ประมาณ 43.3 Mbps ภายใต้เงื่อนไขการทำงานที่รองรับ ทำให้อุปกรณ์นี้มีประสิทธิภาพสูงกว่าความต้องการด้านอัตราการรับส่งข้อมูลของแอปพลิเคชันเทเลเมทรีพื้นฐานจำนวนมาก

ไม่ได้หมายความว่าการติดตั้งในภาคอุตสาหกรรมจะทำอัตรา PHY สูงสุดได้อย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะในระยะไกล อัตราการรับส่งข้อมูลจริงของแอปพลิเคชันได้รับผลกระทบจากสภาพช่องสัญญาณ การมอดูเลต โอเวอร์เฮดของโปรโตคอล และการออกแบบเครือข่าย

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ช่วยอธิบายว่าเหตุใด Morse Micro จึงวางตำแหน่งการออกแบบ USB ใหม่สำหรับ Edge AI ควบคู่ไปกับการเชื่อมต่อ IoT แบบทั่วไป ระบบ Edge แบบกระจายสามารถสร้างข้อมูลได้มากกว่าเซนเซอร์วัดอุณหภูมิหรือความดันแบบง่ายอย่างมาก โดยเฉพาะเมื่อแอปพลิเคชันเกี่ยวข้องกับการวินิจฉัยเครื่องจักร รูปภาพ หรือชุดข้อมูลการปฏิบัติงานที่มีรายละเอียดมากขึ้น

USB ยังช่วยเร่งการทำต้นแบบได้อีกด้วย

คุณค่าของการออกแบบอ้างอิงไม่ได้จำกัดอยู่แค่การปรับปรุงอุปกรณ์สำหรับการผลิต ฮาร์ดแวร์ USB ยังช่วยให้การประเมินในระยะแรกทำได้ง่ายขึ้น เพราะนักพัฒนาไม่จำเป็นต้องตัดสินใจทันทีว่าจะใช้บอร์ดวิทยุแบบกำหนดเอง

ผู้รวมระบบสามารถทดสอบพื้นที่ครอบคลุม อัตราการรับส่งข้อมูล และพฤติกรรมของแอปพลิเคชันโดยใช้โฮสต์ที่มีอยู่ ก่อนตัดสินใจว่าการออกแบบสำหรับการผลิตในภายหลังควรคงการใช้งาน USB ไว้ หรือนำ MM8108 ไปผสานรวมโดยตรงมากขึ้น

สิ่งนี้ช่วยลดอุปสรรคในการตอบคำถามสำคัญที่สุดในระยะแรก นั่นคือ Wi-Fi HaLow แก้ปัญหาการเชื่อมต่อ ณ สถานที่นี้ได้จริงหรือไม่

หากคำตอบคือไม่ ทีมวิศวกรรมก็หลีกเลี่ยงงานพัฒนาฮาร์ดแวร์ที่มีขอบเขตมากได้ หากคำตอบคือใช่ การวัดที่เก็บรวบรวมระหว่างขั้นต้นแบบสามารถใช้เป็นข้อมูลประกอบการจัดวางเสาอากาศ โทโพโลยีเครือข่าย และการออกแบบผลิตภัณฑ์ในอนาคต

การออกแบบอ้างอิงสองแบบตอบโจทย์เส้นทางการอัปเกรดที่แตกต่างกันสองแนวทาง

ท้ายที่สุดแล้ว ความแตกต่างระหว่าง RD09 และ RD17 มีความสำคัญมากกว่าข้อเท็จจริงที่ว่าผลิตภัณฑ์ทั้งสองใช้ USB โดย RD09 ผสาน HaLow เป็นอินเทอร์เฟซไร้สายแบบเนทีฟ และเหมาะเป็นพิเศษสำหรับเราเตอร์ จุดเข้าถึง และคอมพิวเตอร์ที่สามารถรองรับซอฟต์แวร์เฉพาะได้

RD17 แยกภาระการผสานรวมออกจากโฮสต์ได้มากขึ้น โดยทำงานเสมือนอินเทอร์เฟซอีเทอร์เน็ต CDC-NCM มาตรฐาน จึงอาจเหมาะกับอุปกรณ์อุตสาหกรรมและระบบฝังตัวมากกว่า ในกรณีที่ไม่ต้องการหรือไม่สามารถติดตั้งไดรเวอร์ไร้สายเพิ่มเติมได้

แนวทางทั้งสองตอบโจทย์ปัญหาเดียวกันในภาพรวม นั่นคือ อุปกรณ์จำนวนมากที่ติดตั้งใช้งานอยู่ได้รับการออกแบบก่อนที่ Wi-Fi HaLow จะวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ และการเปลี่ยนอุปกรณ์เหล่านั้นเพียงเพื่อเพิ่มเทคโนโลยีวิทยุอีกประเภทหนึ่งเป็นเรื่องยากที่จะให้เหตุผลด้านความคุ้มค่า

โอกาสที่ยิ่งใหญ่กว่าคือการเชื่อมต่อโดยไม่ต้องออกแบบเครื่องจักรใหม่

ดังนั้น ความสำคัญในภาคอุตสาหกรรมของการออกแบบอ้างอิงใหม่จาก Morse Micro จึงไม่ได้อยู่ที่ขั้วต่อ USB เพียงอย่างเดียว แต่อยู่ที่สิ่งที่ขั้วต่อนี้ช่วยหลีกเลี่ยง อุปกรณ์ที่มีอยู่เดิมอาจเข้าถึงเครือข่ายย่านความถี่ต่ำกว่า 1 GHz ระยะไกลได้โดยไม่ต้องออกแบบโฮสต์ใหม่ทั้งหมด ขณะที่นักพัฒนาสามารถประเมิน HaLow บนแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่คุ้นเคยอยู่แล้ว

สิ่งนี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม หุ่นยนต์ อุปกรณ์เอดจ์ และโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่กระจายอยู่ทั่วโรงงานขนาดใหญ่ ซึ่งการขยายพื้นที่ครอบคลุมของ Wi-Fi แบบดั้งเดิมทำได้ยากหรือมีค่าใช้จ่ายสูง RD17 มีความโดดเด่นเป็นพิเศษ เนื่องจากการนำเสนอผ่านอีเทอร์เน็ตมาตรฐานช่วยลดการพึ่งพาไดรเวอร์ไร้สายเฉพาะโฮสต์ และขจัดอุปสรรคทั่วไปประการหนึ่งในระบบรุ่นเก่าและระบบฝังตัว

Wi-Fi HaLow จะไม่เข้ามาแทนที่เครือข่ายอุตสาหกรรมทุกประเภท และไม่ควรมองว่าเครือข่ายไร้สายระยะไกลเป็นสิ่งทดแทนโครงสร้างพื้นฐานควบคุมแบบกำหนดเวลาแน่นอน บทบาทที่โดดเด่นที่สุดของ Wi-Fi HaLow อาจเป็นการเติมเต็มช่องว่างระหว่าง Wi-Fi แบบดั้งเดิมระยะสั้นกับเครือข่าย IoT เฉพาะทางที่มีอัตราข้อมูลต่ำ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่อุปกรณ์ต้องการการเชื่อมต่อ IP โดยตรงครอบคลุมพื้นที่ทางกายภาพขนาดใหญ่

สำหรับวิศวกรอุตสาหกรรม การออกแบบ USB รุ่นใหม่ช่วยให้ทดสอบตัวเลือกดังกล่าวได้ง่ายขึ้น แทนที่จะเริ่มต้นด้วยโครงการเมนบอร์ด โมดูลวิทยุ และการผสานรวมซอฟต์แวร์ใหม่ทั้งหมด การทดลองครั้งแรกอาจเริ่มต้นได้จากพอร์ต USB ที่มีอยู่

เกี่ยวกับผู้เขียน

ฝ่ายบรรณาธิการ PLC Pro Tech | การเชื่อมต่ออุตสาหกรรมและระบบเอดจ์

ทีมบรรณาธิการครอบคลุมด้านเครือข่ายอุตสาหกรรม การเชื่อมต่อไร้สาย เอดจ์คอมพิวติ้ง สถาปัตยกรรม PLC และโครงสร้างพื้นฐานระบบอัตโนมัติสำหรับงานการผลิตและกระบวนการอุตสาหกรรม

Morse Micro นำเสนอการเชื่อมต่อระยะไกลผ่าน USB สำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม

ดีไซน์อ้างอิง USB MM8108 Wi-Fi HaLow รุ่นใหม่ของ Morse Micro เป็นโซลูชันที่ใช้งานได้จริงสำหรับเพิ่มการเชื่อมต่อย่านความถี่ต่ำกว่า 1 GHz ระยะไกลให้กับคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม หุ่นยนต์ และอุปกรณ์เครือข่...

Morse Micro เปิดตัวดีไซน์อ้างอิงดองเกิล USB Wi‑Fi HaLow สองแบบ โดยมีเป้าหมายเพื่อให้เพิ่มการเชื่อมต่อไร้สายระยะไกลลงในอุปกรณ์ที่ไม่เคยได้รับการออกแบบให้มีฮาร์ดแวร์ Wi‑Fi HaLow ในตัวได้ง่ายขึ้น

ทั้ง MM8108-RD09 และ MM8108-RD17 สร้างขึ้นบนซิสเต็มออนชิป MM8108 ของบริษัท และใช้ USB เป็นจุดเชื่อมต่อระหว่าง Wi‑Fi HaLow กับแพลตฟอร์มโฮสต์ที่มีอยู่ สำหรับผู้ใช้งานในภาคอุตสาหกรรม แนวทางนี้มีความสำคัญเพราะสร้างเส้นทางการอัปเกรดที่เป็นไปได้สำหรับคอมพิวเตอร์ หุ่นยนต์ และอุปกรณ์เอดจ์ โดยไม่จำเป็นต้องให้ผู้ผลิตออกแบบเมนบอร์ดโฮสต์ใหม่รอบวิทยุ HaLow โดยเฉพาะ

ดีไซน์อ้างอิง USB Wi‑Fi HaLow รุ่น MM8108 ของ Morse Micro สำหรับการเชื่อมต่อระยะไกลในภาคอุตสาหกรรม

รูปที่ 1. ดีไซน์อ้างอิง USB ของ MM8108 จาก Morse Micro นำเสนอแนวทางสองแบบในการเพิ่มการเชื่อมต่อ Wi‑Fi HaLow ให้กับอุปกรณ์ที่มีอยู่

เหตุใด USB จึงเปลี่ยนโจทย์การผสานรวม

โดยทั่วไป Wi‑Fi HaLow มักถูกพูดถึงในบริบทของอุปกรณ์ IoT รุ่นใหม่ ซึ่งสามารถออกแบบวิทยุให้ติดตั้งอยู่ในผลิตภัณฑ์ได้ตั้งแต่เริ่มต้น แต่สภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมแตกต่างออกไป โรงงานแห่งหนึ่งอาจมีคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์เคลื่อนที่ หุ่นยนต์ หรือคอนโทรลเลอร์แบบฝังตัวที่ยังใช้งานได้อีกหลายปี แม้แพลตฟอร์มเหล่านั้นจะขาดเทคโนโลยีไร้สายที่จำเป็นสำหรับแอปพลิเคชันใหม่

การเปลี่ยนแพลตฟอร์มโฮสต์ทั้งหมดเพียงเพื่อให้ได้อินเทอร์เฟซไร้สายอีกแบบหนึ่งแทบไม่ใช่ทางเลือกที่น่าสนใจ การออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ใหม่รอบวิทยุรุ่นใหม่ก็อาจทำได้ยากไม่แพ้กัน เพราะนำมาซึ่งข้อพิจารณาด้านวิศวกรรม RF เฟิร์มแวร์ การรับรอง และโครงสร้างทางกล การใช้งานผ่าน USB ช่วยย้ายความซับซ้อนส่วนใหญ่ไปไว้ในดีไซน์อ้างอิงภายนอก และทำให้สถาปัตยกรรมโฮสต์เดิมยังคงเดิมเป็นส่วนใหญ่

นั่นไม่ได้ทำให้การผสานรวมเป็นแบบเสียบแล้วใช้งานได้ทันทีในทุกแอปพลิเคชัน แต่ช่วยเปลี่ยนจุดตั้งต้นทางวิศวกรรม แทนที่จะถามว่าจะออกแบบคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมใหม่เพื่อรองรับ Wi‑Fi HaLow อย่างไร นักพัฒนาสามารถเริ่มจากการถามว่าอินเทอร์เฟซ USB ที่มีอยู่สามารถให้การเชื่อมต่อที่ต้องการได้หรือไม่

Wi‑Fi HaLow มุ่งเป้าไปที่พื้นที่การสื่อสารไร้สายคนละแบบ

Wi‑Fi HaLow อ้างอิงมาตรฐาน IEEE 802.11ah และทำงานบนคลื่นความถี่ย่อยกิกะเฮิรตซ์ แทนย่านความถี่ 2.4 GHz, 5 GHz และ 6 GHz ที่ใช้กับ Wi‑Fi ทั่วไป ความถี่การทำงานที่ต่ำกว่ามีจุดประสงค์เพื่อให้ครอบคลุมระยะไกลขึ้นและมีคุณสมบัติการแพร่สัญญาณที่ดีขึ้นสำหรับแอปพลิเคชัน IoT พร้อมคงการเชื่อมต่อเครือข่าย IP แบบเนทีฟไว้

Morse Micro ระบุว่าการใช้งาน HaLow ของบริษัทสามารถให้การเชื่อมต่อเครือข่ายได้ในระยะประมาณหนึ่งกิโลเมตร แม้ว่าระยะการใช้งานจริงในภาคอุตสาหกรรมจะขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านความถี่ของแต่ละภูมิภาค เสาอากาศ กำลังส่ง สิ่งกีดขวาง สัญญาณรบกวน และสภาพแวดล้อมทางกายภาพเสมอ

ทำให้เทคโนโลยีนี้น่าสนใจสำหรับสถานที่ที่การครอบคลุมด้วย Wi-Fi แบบทั่วไปทำได้ยากหรือจำเป็นต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานจำนวนมาก โกดัง พื้นที่กระบวนการผลิตกลางแจ้ง ลานโลจิสติกส์ โรงงานเกษตร และทรัพย์สินอุตสาหกรรมแบบกระจายตัว ล้วนมีระยะทางที่ยากต่อการครอบคลุมด้วยแนวคิดการใช้งานเครือข่ายไร้สายภายในอาคารแบบทั่วไป

จุดเด่นไม่ได้มีเพียงระยะครอบคลุมสูงสุดเท่านั้น Wi-Fi HaLow ยังได้รับการออกแบบมาสำหรับการทำงานของ IoT ที่ใช้พลังงานต่ำ ขณะเดียวกันก็ยังคงใช้เครือข่ายบน IP ที่คุ้นเคยได้ ซึ่งอาจช่วยลดความจำเป็นในการแปลงโพรโทคอลระหว่างลิงก์ไร้สายกับโครงสร้างพื้นฐานอีเทอร์เน็ตหรือ IP แบบทั่วไป

RD09 ขยาย Wi-Fi HaLow สู่โครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่มีอยู่

MM8108-RD09 ได้รับการออกแบบให้ทำงานได้ทั้งในรูปแบบแอ็กเซสพอยต์และสถานี Morse Micro รองรับ OpenWrt ซึ่งช่วยให้เราเตอร์และแอ็กเซสพอยต์ที่เข้ากันได้และมีการเชื่อมต่อ USB สามารถอัปเกรดให้รองรับ Wi-Fi HaLow ได้

ด้วยเหตุนี้ RD09 จึงมีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษกับนักพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานและผู้ผสานรวมระบบ แพลตฟอร์มเราเตอร์ที่มีอยู่แล้วอาจรองรับการกำหนดเส้นทางอีเทอร์เน็ต ไฟร์วอลล์ การจัดการ และฟังก์ชันเครือข่ายอื่น ๆ ขณะที่การออกแบบอ้างอิงแบบ USB จะเพิ่มชั้นวิทยุ HaLow เข้ามา

การออกแบบเดียวกันนี้ยังรองรับอุปกรณ์ไคลเอนต์ได้ด้วย Morse Micro ระบุว่ารองรับไดรเวอร์แบบเนทีฟสำหรับ Windows และ Linux รวมถึงมีแอปพลิเคชันสำหรับ macOS ทำให้คอมพิวเตอร์ทั่วไปสามารถเชื่อมต่อกับเครือข่าย Wi-Fi HaLow ผ่านอุปกรณ์ USB ได้

จากมุมมองของการผสานรวมระบบอุตสาหกรรม นี่เป็นสถาปัตยกรรมที่ค่อนข้างคุ้นเคย ระบบปฏิบัติการจะเข้าใจอะแดปเตอร์ไร้สายผ่านซอฟต์แวร์เฉพาะ และโฮสต์สามารถโต้ตอบกับเครือข่าย HaLow ในรูปแบบอินเทอร์เฟซเครือข่าย

RD17 ใช้แนวทางที่น่าสนใจกว่าสำหรับอุปกรณ์อุตสาหกรรม

MM8108-RD17 แก้ปัญหาที่แตกต่างออกไป แทนที่จะให้โฮสต์ต้องทำความเข้าใจกับอะแดปเตอร์ Wi-Fi HaLow เฉพาะทางและไดรเวอร์ที่เกี่ยวข้อง ดองเกิลจะแสดงตัวเป็นอินเทอร์เฟซอีเทอร์เน็ต CDC-NCM มาตรฐาน

ดังนั้น สำหรับโฮสต์ การเชื่อมต่อนี้จึงดูคล้ายอินเทอร์เฟซเครือข่ายแบบทั่วไปมากกว่าเดิม Morse Micro อธิบายว่า RD17 เป็นอุปกรณ์ที่ไม่ต้องใช้ไดรเวอร์ เนื่องจากอุปกรณ์ที่รองรับอินเทอร์เฟซ CDC-NCM มาตรฐานไม่จำเป็นต้องติดตั้งไดรเวอร์ Wi-Fi HaLow เฉพาะของ Morse Micro บนโฮสต์

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญในระบบอุตสาหกรรมที่สภาพแวดล้อมซอฟต์แวร์อาจถูกควบคุมอย่างเข้มงวด คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมอาจใช้อิมเมจระบบปฏิบัติการที่ผ่านการตรวจสอบแล้ว ซึ่งผู้ปฏิบัติงานไม่ต้องการแก้ไข นอกจากนี้ ตัวควบคุมหุ่นยนต์หรือแพลตฟอร์มแบบฝังตัวอาจรองรับ USB แต่มีความยืดหยุ่นเพียงเล็กน้อยในการเพิ่มไดรเวอร์เคอร์เนลจากผู้ผลิตภายนอก

การย้ายส่วนการทำงานเฉพาะของ HaLow ออกจากโฮสต์มากขึ้นอาจช่วยขยายขอบเขตอุปกรณ์ที่สามารถใช้เทคโนโลยีไร้สายนี้ได้ Morse Micro ระบุโดยเฉพาะว่าคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมและหุ่นยนต์เป็นหนึ่งในแอปพลิเคชันเป้าหมาย เช่นเดียวกับเครื่องปลายทาง ณ จุดขาย และอุปกรณ์ Android หรือ iOS

ไม่ต้องใช้ไดรเวอร์ไม่ได้หมายความว่าไม่ต้องกำหนดค่า

คำว่า “ไม่ต้องใช้ไดรเวอร์” อาจทำให้เข้าใจได้ง่ายว่าไม่จำเป็นต้องทำงานด้านการผสานรวมใด ๆ ในทางปฏิบัติ ประเด็นสำคัญมีขอบเขตแคบกว่านั้น นั่นคือโฮสต์ไม่จำเป็นต้องใช้ไดรเวอร์ Wi-Fi HaLow เฉพาะ หากรองรับอินเทอร์เฟซ Ethernet มาตรฐาน CDC-NCM อยู่แล้ว

ยังคงต้องพิจารณาการกำหนดค่าเครือข่าย การยืนยันตัวตน การกำหนดแอดเดรส และการสื่อสารระดับแอปพลิเคชัน วิศวกรอุตสาหกรรมยังต้องประเมินด้วยว่าเส้นทางไร้สายใหม่นี้จะทำงานร่วมกับการแบ่งส่วนเครือข่าย นโยบายความปลอดภัยทางไซเบอร์ และแนวทางการจัดการอุปกรณ์ที่มีอยู่อย่างไร

RD17 รองรับ Wi-Fi Easy Connect หรือที่เรียกอีกชื่อว่า Device Provisioning Protocol พร้อมปุ่มจับคู่สำหรับการยืนยันตัวตนอุปกรณ์ ฟังก์ชันนี้ช่วยให้การนำอุปกรณ์เข้าสู่ระบบง่ายขึ้น เมื่อเทียบกับการจัดเตรียมข้อมูลรับรองเครือข่ายไร้สายด้วยตนเองผ่านแอปพลิเคชันเฉพาะของโฮสต์

สำหรับองค์กรที่ดูแลอุปกรณ์แบบกระจายจำนวนมาก การเริ่มนำอุปกรณ์เข้าสู่ระบบมักมีความสำคัญไม่แพ้ประสิทธิภาพของวิทยุสื่อสาร ลิงก์ไร้สายที่มีความสามารถสูงอาจบริหารจัดการได้ยากเมื่อขยายการใช้งาน หากปลายทางแต่ละตัวต้องใช้ขั้นตอนการจัดเตรียมระบบที่แตกต่างกัน

คอมพิวเตอร์อุตสาหกรรมเดิมเป็นกรณีการใช้งานที่เห็นได้ชัด

พีซีอุตสาหกรรมมักยังคงใช้งานได้นานกว่าอุปกรณ์คอมพิวเตอร์สำหรับผู้บริโภคมาก โปรเซสเซอร์ อินเทอร์เฟซ I/O และซอฟต์แวร์ของอุปกรณ์เหล่านี้อาจยังตอบสนองข้อกำหนดของแอปพลิเคชันได้ แม้ตัวเลือกเครือข่ายเดิมจะไม่สอดคล้องกับสถาปัตยกรรมโรงงานแบบใหม่อีกต่อไป

อินเทอร์เฟซ HaLow แบบ USB เป็นหนึ่งในแนวทางที่ช่วยยืดอายุการใช้งานระบบเหล่านั้นได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น พีซีอุตสาหกรรมที่ใช้ตรวจสอบอุปกรณ์ระยะไกลอาจเชื่อมต่อผ่าน HaLow ได้ ขณะเดียวกันก็ยังคงใช้ซอฟต์แวร์เดิมและสแต็กแอปพลิเคชันที่อิงกับ Ethernet ได้

เรื่องนี้มีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษกับแพลตฟอร์ม HMI และคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม ซึ่งโดยมากฮาร์ดแวร์จะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าวงจรชีวิตของเทคโนโลยีการสื่อสารแต่ละรุ่น

แนวคิดเดียวกันนี้ใช้กับระบบเอดจ์คอมพิวติงด้วย อุปกรณ์เอดจ์อาจรวบรวมข้อมูลจากเซนเซอร์ ประมวลผลวิเคราะห์ภายในเครื่อง หรือรันการอนุมานด้วยแมชชีนเลิร์นนิงใกล้กับกระบวนการทำงาน หากการเชื่อมต่อเครือข่ายเดิมไม่สามารถครอบคลุมระยะทางที่ต้องการได้อย่างคุ้มค่า การเพิ่มอินเทอร์เฟซวิทยุอีกตัวอาจทำได้ง่ายกว่าการออกแบบแพลตฟอร์มเอดจ์ใหม่ทั้งหมด

หุ่นยนต์มีข้อกำหนดด้านการเชื่อมต่อที่แตกต่างออกไป

หุ่นยนต์และอุปกรณ์อุตสาหกรรมอัตโนมัติเป็นอีกพื้นที่หนึ่งที่แนวทาง USB อาจมีประโยชน์ แม้ข้อกำหนดด้านการเชื่อมต่อจะแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละการใช้งาน ไม่ควรย้ายลิงก์การสื่อสารของหุ่นยนต์ทุกประเภทไปยังเครือข่ายไร้สายระยะไกล โดยเฉพาะในกรณีที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมแบบกำหนดเวลาได้แน่นอนหรือการสื่อสารที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัย

อย่างไรก็ตาม ยังมีการรับส่งข้อมูลรองอีกมากที่ไม่จำเป็นต้องให้เครือข่ายไร้สายทำหน้าที่ปิดวงจรควบคุมการเคลื่อนไหวหลัก ข้อมูลการวินิจฉัย ข้อมูลสถานะอุปกรณ์ สถานะการผลิต การจัดการซอฟต์แวร์ และข้อมูลเซนเซอร์บางส่วน ล้วนเป็นตัวเลือกสำหรับการเชื่อมต่อแยกต่างหากได้

หุ่นยนต์เคลื่อนที่ที่ทำงานทั่วทั้งโรงงานขนาดใหญ่อาจเคลื่อนที่ออกนอกพื้นที่ครอบคลุมที่ใช้งานได้จริงของจุดเข้าถึงแบบทั่วไปเพียงจุดเดียว การขยายการเชื่อมต่อผ่านเครือข่ายไร้สายย่านความถี่ต่ำกว่า 1 GHz อาจช่วยลดข้อจำกัดด้านพื้นที่ครอบคลุมบางประการได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับผังพื้นที่และข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ

ดังนั้น คำถามทางวิศวกรรมจึงไม่ใช่ว่า Wi-Fi HaLow ควรเข้ามาแทนที่เทคโนโลยีไร้สายอุตสาหกรรมที่มีอยู่ทั้งหมดหรือไม่ แต่คือการพิจารณาว่าการผสานกันระหว่างระยะการสื่อสาร เครือข่าย IP และการทำงานที่ใช้พลังงานต่ำ เหมาะกับเส้นทางการสื่อสารเฉพาะใดมากกว่าทางเลือกอื่นหรือไม่

ระยะไกลช่วยลดโครงสร้างพื้นฐานได้ แต่การวางแผน RF ยังคงมีความสำคัญ

ข้อกำหนดระยะการสื่อสารระดับกิโลเมตรนั้นน่าสนใจ แต่สถานที่อุตสาหกรรมแทบไม่เหมือนสภาพแวดล้อมการทดสอบในห้องปฏิบัติการแบบเปิด โครงสร้างเหล็ก เครื่องจักร ชั้นวางจัดเก็บ ถังในกระบวนการผลิต และผนังเสริมเหล็กล้วนส่งผลต่อการแพร่กระจายของคลื่น RF ได้ ขณะที่อุปกรณ์ใกล้เคียงอาจก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าและการรบกวนระหว่างสัญญาณ

ด้วยเหตุนี้ ประโยชน์เชิงปฏิบัติของ HaLow อาจอยู่ที่การใช้จุดเข้าถึงน้อยลงหรือมีพื้นที่ครอบคลุมที่ดีขึ้นในบริเวณที่มีข้อจำกัด มากกว่าการมุ่งให้ได้ระยะทางสูงสุดตามที่โฆษณาไว้เพียงอย่างเดียว การสำรวจพื้นที่และการทดสอบการติดตั้งจริงยังคงมีความสำคัญทุกครั้งที่เครือข่ายไร้สายต้องส่งข้อมูลที่สำคัญต่อการปฏิบัติงาน

ย่านความถี่การทำงานต่ำกว่า 1 GHz ยังแตกต่างกันไปในแต่ละภูมิภาค ซึ่งหมายความว่าต้องพิจารณาการกำหนดค่าผลิตภัณฑ์และข้อกำหนดด้านกฎระเบียบเมื่อนำอุปกรณ์ไปใช้งานในระดับนานาชาติ ผู้ผลิตอุปกรณ์อุตสาหกรรม (OEM) ที่วางแผนใช้แพลตฟอร์มเดียวในหลายตลาดไม่สามารถสันนิษฐานได้ว่าพารามิเตอร์วิทยุจะเหมือนกันทุกแห่ง

IP โดยกำเนิดช่วยลดความซับซ้อนของสถาปัตยกรรมเครือข่าย

คุณลักษณะที่สำคัญประการหนึ่งของ Wi-Fi HaLow สำหรับการผสานรวมในภาคอุตสาหกรรมคือการเชื่อมต่อ IP โดยกำเนิด เทคโนโลยี IoT ระยะไกลบางประเภทได้รับการปรับให้เหมาะกับเครือข่ายเซนเซอร์ที่มีอัตราการส่งข้อมูลต่ำโดยเฉพาะ และอาศัยเกตเวย์ในการแปลข้อมูลระหว่างโพรโทคอลวิทยุกับเครือข่าย IP มาตรฐาน

HaLow ใช้แนวทางที่แตกต่างออกไป อุปกรณ์สามารถเข้าร่วมเครือข่าย IP ได้โดยตรง ซึ่งอาจทำให้การผสานรวมคุ้นเคยมากขึ้นสำหรับทีมที่ดูแลโครงสร้างพื้นฐาน Ethernet และ Wi-Fi อยู่แล้ว

สิ่งนี้ไม่ได้ทำให้ไม่จำเป็นต้องมีเกตเวย์ ไฟร์วอลล์ หรือการกำหนดเส้นทางในกรณีที่สถาปัตยกรรมต้องใช้ เพียงหมายความว่าการแปลโปรโตคอลไม่จำเป็นต้องเป็นส่วนพื้นฐานของการเชื่อมต่อทุกจุด

สำหรับวิศวกรที่ทำงานกับระบบ การสื่อสารและเครือข่ายอุตสาหกรรม ความคุ้นเคยดังกล่าวอาจช่วยลดงานผสานรวมซอฟต์แวร์บางส่วนที่มักเกี่ยวข้องกับการเพิ่มเทคโนโลยีวิทยุระยะไกลเฉพาะทาง

MM8108 มีขีดความสามารถสำรองมากกว่าการเชื่อมต่อเซนเซอร์แบบง่าย

MM8108 คือ SoC Wi-Fi HaLow รุ่นที่สองของ Morse Micro บริษัทระบุว่าอัตราข้อมูล PHY สูงสุดอยู่ที่ประมาณ 43.3 Mbps ภายใต้เงื่อนไขการทำงานที่รองรับ ทำให้อุปกรณ์นี้มีประสิทธิภาพสูงกว่าความต้องการด้านอัตราการรับส่งข้อมูลของแอปพลิเคชันเทเลเมทรีพื้นฐานจำนวนมาก

ไม่ได้หมายความว่าการติดตั้งในภาคอุตสาหกรรมจะทำอัตรา PHY สูงสุดได้อย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะในระยะไกล อัตราการรับส่งข้อมูลจริงของแอปพลิเคชันได้รับผลกระทบจากสภาพช่องสัญญาณ การมอดูเลต โอเวอร์เฮดของโปรโตคอล และการออกแบบเครือข่าย

อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ช่วยอธิบายว่าเหตุใด Morse Micro จึงวางตำแหน่งการออกแบบ USB ใหม่สำหรับ Edge AI ควบคู่ไปกับการเชื่อมต่อ IoT แบบทั่วไป ระบบ Edge แบบกระจายสามารถสร้างข้อมูลได้มากกว่าเซนเซอร์วัดอุณหภูมิหรือความดันแบบง่ายอย่างมาก โดยเฉพาะเมื่อแอปพลิเคชันเกี่ยวข้องกับการวินิจฉัยเครื่องจักร รูปภาพ หรือชุดข้อมูลการปฏิบัติงานที่มีรายละเอียดมากขึ้น

USB ยังช่วยเร่งการทำต้นแบบได้อีกด้วย

คุณค่าของการออกแบบอ้างอิงไม่ได้จำกัดอยู่แค่การปรับปรุงอุปกรณ์สำหรับการผลิต ฮาร์ดแวร์ USB ยังช่วยให้การประเมินในระยะแรกทำได้ง่ายขึ้น เพราะนักพัฒนาไม่จำเป็นต้องตัดสินใจทันทีว่าจะใช้บอร์ดวิทยุแบบกำหนดเอง

ผู้รวมระบบสามารถทดสอบพื้นที่ครอบคลุม อัตราการรับส่งข้อมูล และพฤติกรรมของแอปพลิเคชันโดยใช้โฮสต์ที่มีอยู่ ก่อนตัดสินใจว่าการออกแบบสำหรับการผลิตในภายหลังควรคงการใช้งาน USB ไว้ หรือนำ MM8108 ไปผสานรวมโดยตรงมากขึ้น

สิ่งนี้ช่วยลดอุปสรรคในการตอบคำถามสำคัญที่สุดในระยะแรก นั่นคือ Wi-Fi HaLow แก้ปัญหาการเชื่อมต่อ ณ สถานที่นี้ได้จริงหรือไม่

หากคำตอบคือไม่ ทีมวิศวกรรมก็หลีกเลี่ยงงานพัฒนาฮาร์ดแวร์ที่มีขอบเขตมากได้ หากคำตอบคือใช่ การวัดที่เก็บรวบรวมระหว่างขั้นต้นแบบสามารถใช้เป็นข้อมูลประกอบการจัดวางเสาอากาศ โทโพโลยีเครือข่าย และการออกแบบผลิตภัณฑ์ในอนาคต

การออกแบบอ้างอิงสองแบบตอบโจทย์เส้นทางการอัปเกรดที่แตกต่างกันสองแนวทาง

ท้ายที่สุดแล้ว ความแตกต่างระหว่าง RD09 และ RD17 มีความสำคัญมากกว่าข้อเท็จจริงที่ว่าผลิตภัณฑ์ทั้งสองใช้ USB โดย RD09 ผสาน HaLow เป็นอินเทอร์เฟซไร้สายแบบเนทีฟ และเหมาะเป็นพิเศษสำหรับเราเตอร์ จุดเข้าถึง และคอมพิวเตอร์ที่สามารถรองรับซอฟต์แวร์เฉพาะได้

RD17 แยกภาระการผสานรวมออกจากโฮสต์ได้มากขึ้น โดยทำงานเสมือนอินเทอร์เฟซอีเทอร์เน็ต CDC-NCM มาตรฐาน จึงอาจเหมาะกับอุปกรณ์อุตสาหกรรมและระบบฝังตัวมากกว่า ในกรณีที่ไม่ต้องการหรือไม่สามารถติดตั้งไดรเวอร์ไร้สายเพิ่มเติมได้

แนวทางทั้งสองตอบโจทย์ปัญหาเดียวกันในภาพรวม นั่นคือ อุปกรณ์จำนวนมากที่ติดตั้งใช้งานอยู่ได้รับการออกแบบก่อนที่ Wi-Fi HaLow จะวางจำหน่ายเชิงพาณิชย์ และการเปลี่ยนอุปกรณ์เหล่านั้นเพียงเพื่อเพิ่มเทคโนโลยีวิทยุอีกประเภทหนึ่งเป็นเรื่องยากที่จะให้เหตุผลด้านความคุ้มค่า

โอกาสที่ยิ่งใหญ่กว่าคือการเชื่อมต่อโดยไม่ต้องออกแบบเครื่องจักรใหม่

ดังนั้น ความสำคัญในภาคอุตสาหกรรมของการออกแบบอ้างอิงใหม่จาก Morse Micro จึงไม่ได้อยู่ที่ขั้วต่อ USB เพียงอย่างเดียว แต่อยู่ที่สิ่งที่ขั้วต่อนี้ช่วยหลีกเลี่ยง อุปกรณ์ที่มีอยู่เดิมอาจเข้าถึงเครือข่ายย่านความถี่ต่ำกว่า 1 GHz ระยะไกลได้โดยไม่ต้องออกแบบโฮสต์ใหม่ทั้งหมด ขณะที่นักพัฒนาสามารถประเมิน HaLow บนแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ที่คุ้นเคยอยู่แล้ว

สิ่งนี้อาจเป็นประโยชน์สำหรับคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม หุ่นยนต์ อุปกรณ์เอดจ์ และโครงสร้างพื้นฐานเครือข่ายที่กระจายอยู่ทั่วโรงงานขนาดใหญ่ ซึ่งการขยายพื้นที่ครอบคลุมของ Wi-Fi แบบดั้งเดิมทำได้ยากหรือมีค่าใช้จ่ายสูง RD17 มีความโดดเด่นเป็นพิเศษ เนื่องจากการนำเสนอผ่านอีเทอร์เน็ตมาตรฐานช่วยลดการพึ่งพาไดรเวอร์ไร้สายเฉพาะโฮสต์ และขจัดอุปสรรคทั่วไปประการหนึ่งในระบบรุ่นเก่าและระบบฝังตัว

Wi-Fi HaLow จะไม่เข้ามาแทนที่เครือข่ายอุตสาหกรรมทุกประเภท และไม่ควรมองว่าเครือข่ายไร้สายระยะไกลเป็นสิ่งทดแทนโครงสร้างพื้นฐานควบคุมแบบกำหนดเวลาแน่นอน บทบาทที่โดดเด่นที่สุดของ Wi-Fi HaLow อาจเป็นการเติมเต็มช่องว่างระหว่าง Wi-Fi แบบดั้งเดิมระยะสั้นกับเครือข่าย IoT เฉพาะทางที่มีอัตราข้อมูลต่ำ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่อุปกรณ์ต้องการการเชื่อมต่อ IP โดยตรงครอบคลุมพื้นที่ทางกายภาพขนาดใหญ่

สำหรับวิศวกรอุตสาหกรรม การออกแบบ USB รุ่นใหม่ช่วยให้ทดสอบตัวเลือกดังกล่าวได้ง่ายขึ้น แทนที่จะเริ่มต้นด้วยโครงการเมนบอร์ด โมดูลวิทยุ และการผสานรวมซอฟต์แวร์ใหม่ทั้งหมด การทดลองครั้งแรกอาจเริ่มต้นได้จากพอร์ต USB ที่มีอยู่

เกี่ยวกับผู้เขียน

ฝ่ายบรรณาธิการ PLC Pro Tech | การเชื่อมต่ออุตสาหกรรมและระบบเอดจ์

ทีมบรรณาธิการครอบคลุมด้านเครือข่ายอุตสาหกรรม การเชื่อมต่อไร้สาย เอดจ์คอมพิวติ้ง สถาปัตยกรรม PLC และโครงสร้างพื้นฐานระบบอัตโนมัติสำหรับงานการผลิตและกระบวนการอุตสาหกรรม

แสดงความคิดเห็น

โปรดทราบว่าความคิดเห็นจะต้องได้รับการอนุมัติก่อนที่จะได้รับการเผยแพร่