基于 Renesas MCU RA6M3 的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是將具有監(jiān)控能力的給中采集作用傳感器有控制器，結(jié)合移動(dòng)通信、智能分析等先進(jìn)技術(shù)不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)過程的各個(gè)階段，從而提升制造效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，最終目的是實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)工業(yè)提生到智能化階段。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，具有實(shí)時(shí)性高、自動(dòng)化程度高、安全性高、信息互聯(lián)性強(qiáng)等特點(diǎn)。

2017年我國工業(yè)物聯(lián)規(guī)模達(dá)到2400億元，在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的占比約為19.8%。預(yù)計(jì)在國家相關(guān)政策推動(dòng)及應(yīng)用需求帶動(dòng)下，到2020年，工業(yè)物聯(lián)在整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)中的占比將達(dá)到25%，規(guī)模將突破4400億元。據(jù)GE發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：打破智慧與機(jī)器的邊界》，在未來15年內(nèi)，幾個(gè)關(guān)鍵的工業(yè)領(lǐng)域，1%的效率提高將帶來巨大的收益。據(jù)安信證券計(jì)算，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域提升1%的效率相當(dāng)于給我國帶來2980億元的經(jīng)濟(jì)增值。

（資料來源于：GE發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)：打破智慧與機(jī)器的邊界》）

大聯(lián)大世平集團(tuán)，針對目前 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 市場，推出基于Renesas MCU RA6M3的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)方案，該方案具有HMI、支持以太網(wǎng)傳輸、工業(yè)級傳感數(shù)據(jù)采集等功能。本方案組成包含 MCU Board & Sensor Board。

方案硬件設(shè)計(jì)說明1. MCU Board

本工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方案的主控芯片采用的是 Renesas MCU RA6M3，具有 Cortex-M4 架構(gòu), 120MHz，具有低功耗、高性能的 特點(diǎn)，此芯片支持HMI & 以太網(wǎng)，內(nèi)置 JEPG Codec編碼解碼器，2D Drawing Engine，支持加密功能，其他詳細(xì)功能如下圖所示

除此之外，MCU Board 還提供以太網(wǎng)、HMI、Arduino 、PMOD 接口，詳細(xì)位置示意如下圖
2. Sensor Board

Pathfinder Sensor Board 集成了 OLED 顯示屏、振動(dòng)馬達(dá)、RGB 彩燈、UV Sensor、H&T 溫濕度 Sensor 、Light Sensor等功能，支持多種數(shù)據(jù)采集。與MCU Board 通過 Arduino接口連接。

方案原理圖設(shè)計(jì):

主控芯片原理圖（部分）

HMI 屏幕模式選擇原理圖（部分）

方案 Layout 設(shè)計(jì)：

方案采用兩層板設(shè)計(jì)，如下面圖片所示
TOP 層

Bottom 層

方案軟件設(shè)計(jì)說明

e2studio 是 Renesas MCU 基于 Eclipse 的集成開發(fā)環(huán)境。 除 Eclipse 自帶強(qiáng)大的代碼編輯器外，e2studio 還提供了豐富的擴(kuò)展功能。e2studio涵蓋了全部所有開發(fā)過程，從示例代碼的下載到調(diào)試。而瑞薩電子的 RA 靈活軟件包 Flexible Software Package ( FSP ) 提供了一種快速且通用的方法，以使用瑞薩電子 RA 微控制器（ MCU ）系列構(gòu)建安全的連接的物聯(lián)網(wǎng)（ IoT ）設(shè)備。FSP 提供了可用于生產(chǎn)環(huán)境的外圍設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，Amazon FreeRTOS和中間件堆棧，以利用 FSP 生態(tài)系統(tǒng)。

e2studio開發(fā)環(huán)境下載與安裝（部分）
Step1. 登錄 Renesas 官網(wǎng)：https://www2.renesas.cn/cn/zh/，選擇“產(chǎn)品→RA MCU”

Step2. 進(jìn)入RA介紹頁面后點(diǎn)擊選擇靈活軟件包（FSP）

Step3. 點(diǎn)擊“下載最新版本”如下圖：

Step4. 點(diǎn)擊下載包含的所有文件，包括 e2studio安裝包以及FSP 軟件包

Step5. 打開.exe安裝程序，依據(jù)指引安裝。安裝完成，運(yùn)行e2studio，并可查看FSP 用戶手冊，點(diǎn)擊“OK”完成安裝并運(yùn)行，至此，安裝結(jié)束，并可開始開發(fā)軟件

場景應(yīng)用圖