DigiKey 和 Würth Elektronik – 简化 IIoT

作者： Rolf Horn

随着工业物联网 (IIoT) 持续在各个行业掀起波澜，对能够无缝集成、可靠连接和高效部署的解决方案的需求也在持续增长。

为此， [DigiKey]和 [Würth Elektronik]携手提供旨在简化 IIoT 实施的广泛产品和工具。通过关注连接、开发资源和效率，企业将会找到实现运营轻松转型所需的支持。

本文将探讨一些关于物联网连接和传感器的解决方案、开发和部署工具，以及提高 IIoT 效率的策略。无论是实现云连接还是改造传统系统，DigiKey 和 Würth Elektronik 都能为用户提供构建互联未来的基石。

物联网连接和传感器

强大的连接能力和可靠的传感器技术是任何物联网生态系统的核心。为满足这些要求，DigiKey 和 Würth Elektronik 专门打造了一套全面的解决方案。从 Wi-Fi 和低功耗蓝牙 (BLE) 模块到先进的射频和多协议模块，该产品组合可实现跨多行业应用的无缝通信。

Würth Elektronik 的 BLE 系列被称为“智能蓝牙”，为要求长寿命和可靠性的小型低成本电池设备带来了蓝牙无线连接技术。这项技术对于实现医疗传感器、遥控器、手表等广泛的关键应用至关重要。例如， [Würth Elektronik 的 Proteus-I 智能蓝牙 4.2 模块 BLE]具有超低峰值、平均和空闲功耗，以及长达多年的电池寿命、低成本、多供应商互操作性和更大的覆盖范围。

图 1：Würth Elektronik 的 Proteus-I 智能蓝牙 4.2 模块 BLE (2608011024000)。（图片来源：Würth Elektronik）

如果 Wi-Fi 连接更为重要，那么 Würth Elektronik 的 [WLAN 模块 Calypso]就是您的最佳选择，这是一款基于 IEEE 802.11 b/g/n 的紧凑型 Wi-Fi 模块，具有功能齐全的 TCP/IP 堆栈。Calypso 凭借其齿状边缘、智能天线配置和易于使用的 AT 风格指令界面，可以轻松集成到任何嵌入式应用中。该模块还支持 IPv4 和 IPv6，同时还可实现现成的 SNTP、DHPv4、DHCPv6、mDNS、HPPT(S) 和 MQTT 等关键网络应用。Calypso Wi-Fi 模块专为工业应用而设计，提供六个安全插座以及安全启动、存储和 OTA 更新等高级安全功能。该模块还适合串行电缆更换和具有云连接功能的低功耗物联网应用。

图 2：Würth Elektronik 的 Calypso Wi-Fi 无线电模块 (2610011025000)。（图片来源： Würth Elektronik）

如果同时需要 Wi-Fi 和蓝牙功能，那么 Würth Elektronik 的多协议模块便是一个不错的选择。[WIRL-COMB：Würth Elektronik 的 Stephano-I 无线电模块]是一款专为物联网应用而设计的小型无线电模块，该模块将 Wi-Fi 和 BLE 功能整合到一个低功耗智能封装中。Stephano-I 模块尤其适用于需要无线通信功能的嵌入式系统，由于通过 UART 接口操作并通过 AT 指令进行控制，因此易于集成。

图 3：WIRL-COMB：Stephano-I 无线电模块 (2617011025000)。（图片来源：Würth Elektronik）

虽然该系列产品非常优秀，但有时特定的应用场所需要特定的方法。在这种情况下，Würth Elektronik 还提供固件可定制解决方案，例如 [Ophelia-III 无线电模块]。Würth Elektronik 的 Ophelia-III 模块专为诸如控制系统、遥控器和传感器等设备之间的无线通信而设计。Ophelia-III 无需预装固件，因此工程师们能够灵活地集成专有固件，或灵活地利用 Nordic nRF Connect SDK 开发 BLE、Zigbee 或 Thread 等定制应用。该模块包括一个集成的 PCB 天线，提供连接外部天线的选项以扩大覆盖范围。采用 nRF52840 芯片，兼具高性能和低功耗。Ophelia-III 无线电模块配备了额外引脚，可连接定制设备或传感器，使其用途广泛并可根据用户的项目进行定制。

图 4：Ophelia-III 无线电模块 (2611011022000)。（图片来源：Würth Elektronik）

MEMS（微机电系统）传感器用于监控和自动化领域的精确数据采集，与这些连接技术选项形成互补。所有这些共同构成了 IIoT 系统的基础，赋能企业轻松实现互联和数据驱动型运营，并具备可扩展性。

图 5：[WSEN-ITDS 3 轴加速度传感器] (2533020201601)。（图片来源：Würth Elektronik）

Würth Elektronik 提供丰富的 MEMS 传感器产品组合，完整产品信息参见 [DigiKey 网站]。这些 MEMS 传感器可用来测量温度、压力、加速度等，并全面支持 Würth Elektronik 提供的即用型 SDK 和评估板。

开发和部署工具

开发和部署 IIoT 解决方案通常是一个耗费资源的复杂过程。Würth Elektronik 通过其模块化 [FeatherWing 可堆叠板]，利用一系列开源 SDK 和评估板简化了这一过程。Würth Elektronik 的开源 SDK 采用 C 语言编写，完全可定制，可满足特定要求。这些 SDK 可实现各种传感器与 IIoT 系统的无缝集成，从而促进实时洞察，助力自动决策。

此外，云连接设计套件有助于简化与基于云的生态系统的集成，从而更快、更高效地部署物联网。这些工具旨在赋能开发人员，轻松实现从概念到实施的无缝衔接。

Würth Elektronik 的 FeatherWing 开发板与 Feather 外形完全兼容，开源且可堆叠，因此能够增加功能，增大原型设计的空间。这些开发板涵盖了广泛的应用，包括传感器、Wi-Fi、无线和电源。这些开发板还可以通过 Würth Elektronik 的其他 FeatherWings 或 Feather/QWIIC 外形设备进行扩展。

图 6：Würth Elektronik 的传感器 FeatherWing (2501000201291)。（图片来源：Würth Elektronik）

例如，Würth Elektronik 的 [Sensor FeatherWing]可用于其温度、湿度、加速度和绝对压力传感器，并通过共享的 I2C 总线进行连接。

图 7：Würth Elektronik 的 MagI3C 电源 FeatherWing (2601157101001)。（图片来源：Würth Elektronik）

如果重点关注电源应用，那么 Würth Elektronik 的 [MagI³C 电源 FeatherWing]是一个很好的解决方案。该板的工作输入电压为 9 V、12 V、15 V、18 V 和 24 V 工业电源轨，最大输入电压为 36 V，并配有一个额外 USB 接口提供 5 V 输入电压，可通过开关进行电压切换。

提高效率

效率是成功实施物联网的核心，无论是采用较新的系统还是释放传统系统的潜力。此处，改造是关键。Würth Elektronik 提供改造旧系统和优化工作流程所需的工具，能以最小的干扰实现最佳结果。这样，企业可以降低成本、提高生产力并最大限度地发挥联网技术的优势。

例如，如果一家公司拥有一台已有 15 年历史的 CNC 机床，该机床具有专有控制软件和与物联网不兼容的控制接口，那么第一反应可能是换台新机床跟上时代 — 特别是在该机床由于服务合同而无法改动并导致常见问题的情况下。

但是，如果我们不必花大价钱购买一台新机器，而是可以通过非侵入方式对旧机器进行改造，并且还能享受物联网的好处，结果会怎样呢？

在这种情况下，可以利用之前探索的无线模块，为 CNC 机床配备无线云连接，从而可以在云端从现有的控制系统收集机器数据，对机器进行远程控制。

此外，可以安装和连接上述各类传感器，以提高收集数据的质量。这些数据可以通过可视化方式进行改进，了解机器状态，或者与人工智能/机器学习 (AI/ML) 应用一起使用，实现预见性维护和流程优化。

这种方法可以延长旧机器的预期使用寿命，有助于数字化过程，减少对过时培训的需求，对环境产生更积极影响并提高效率。由于这些因素以及购买新机器的支出，企业可以在头几年内通过改造获得投资回报。您可以[在 DigiKey 网站上]查找 Würth Elektronik 广泛产品组合，以满足改造或新设计需求。

结语

Würth Elektronik 提供全面的连接解决方案、开发工具和提高效率的技术，以帮助企业自信而精确地应对 IIoT 的复杂性。

无论是集成先进的传感器、部署模块化开发板，还是为互联未来改造传统系统，他们的解决方案都能为优化工业运营提供清晰的途径。随着 IIoT 的不断发展，DigiKey 和 Würth Elektronik 将始终致力于支持企业实现目标，打造更智能、更高效、更可持续的工业生态系统。

审核编辑 黄宇