基于 Renesas MCU RA6M3 的工业物联网方案 电路方案

工业物联网是将具有监控能力的给中采集作用传感器有控制器,结合移动通信、智能分析等先进技术不断融入到工业生产过程的各个阶段,从而提升制造效率,提高产品质量,降低生产成本,最终目的是实现将传统工业提生到智能化阶段。工业物联网的应用,具有实时性高、自动化程度高、安全性高、信息互联性强等特点。 2017年我国工业物联规模达到2400亿元,在整个物联网产业中的占比约为19.8%。预计在国家相关政策推动及应用需求带动下,到2020年,工业物联在整个物联网产业中的占比将达到25%,规模将突破4400亿元。据GE发布的《工业互联网:打破智慧与机器的边界》,在未来15年内,几个关键的工业领域,1%的效率提高将带来巨大的收益。据安信证券计算,工业互联网在工业领域提升1%的效率相当于给我国带来2980亿元的经济增值。 (资料来源于:GE发布的《工业互联网:打破智慧与机器的边界》) 大联大世平集团,针对目前 工业物联网 市场,推出基于Renesas MCU RA6M3的工业物联网方案,该方案具有HMI、支持以太网传输、工业级传感数据采集等功能。本方案组成包含 MCU Board & Sensor Board。方案硬件设计说明1. MCU Board 本工业物联网应用方案的主控芯片采用的是 Renesas MCU RA6M3,具有 Cortex-M4 架构, 120MHz,具有低功耗、高性能的 特点,此芯片支持HMI & 以太网,内置 JEPG Codec编码解码器,2D Drawing Engine,支持加密功能,其他详细功能如下图所示 除此之外,MCU Board 还提供以太网、HMI、Arduino 、PMOD 接口,详细位置示意如下图 2. Sensor Board Pathfinder Sensor Board 集成了 OLED 显示屏、振动马达、RGB 彩灯、UV Sensor、H&T 温湿度 Sensor 、Light Sensor等功能,支持多种数据采集。与MCU Board 通过 Arduino接口连接。 方案原理图设计: 主控芯片原理图(部分) HMI 屏幕模式选择原理图(部分) 方案 Layout 设计: 方案采用两层板设计,如下面图片所示 TOP 层 Bottom 层 方案软件设计说明 e2studio 是 Renesas MCU 基于 Eclipse 的集成开发环境。 除 Eclipse 自带强大的代码编辑器外,e2studio 还提供了丰富的扩展功能。e2studio涵盖了全部所有开发过程,从示例代码的下载到调试。而瑞萨电子的 RA 灵活软件包 Flexible Software Package ( FSP ) 提供了一种快速且通用的方法,以使用瑞萨电子 RA 微控制器( MCU )系列构建安全的连接的物联网( IoT )设备。FSP 提供了可用于生产环境的外围设备驱动程序,Amazon FreeRTOS和中间件堆栈,以利用 FSP 生态系统。 e2studio开发环境下载与安装(部分) Step1. 登录 Renesas 官网:https://www2.renesas.cn/cn/zh/,选择“产品→RA MCU” Step2. 进入RA介绍页面后点击选择灵活软件包(FSP) Step3. 点击“下载最新版本”如下图: Step4. 点击下载包含的所有文件,包括 e2studio安装包以及FSP 软件包 Step5. 打开.exe安装程序,依据指引安装。安装完成,运行e2studio,并可查看FSP 用户手册,点击“OK”完成安装并运行,至此,安装结束,并可开始开发软件 场景应用图产品实体图展示板照片方案方块图演示板正面图片( MCU Board )演示板正面图片( Sensor Board )核心技术优势1. 具备 HMI 应用功能,支持TFT-LCD 屏幕、内置 JPEG Codec 编码解码器、2D Drawing Engine 2. 具备以太网接口功能 3. 支持加密功能如:AES (128/192/256)、SHA1/SHA224/SHA256、3DES/ARC4 4. 64KB DataFlash 用作资料储存(类似 EEPROM) 5. 最多有 21 PIN 支持 5V 电压输入输出方案规格1. 处理器:ARM Cortex M4 32位处理器,(R7FA6M3AH2CFB LQFP-144) 2. 工作温度:-40°C 至 + 85°C 3. 屏幕规格:2.4寸电阻式 TFT-LCD 屏幕 4. 屏幕分辨率:240 × 320 5. 支持接口:以太网接口、TFT-LCD 屏幕接口、Arduino 接口、PMOD 接口 6. 烧录方式:J-Link SWD 接口 7. 开发环境:Rene