工業物聯網 (IIoT) 應用預計將在未來十年大幅增長，推動石油和天然氣、食品和飲料、制藥、化工、能源和采礦等流程行業以及航空航天等離散行業的生產力和效率提升、半導體和制造業。

支持這種增長的新網絡物理系統的開發將依賴于使用高分辨率相機為機器視覺提供動力，高分辨率顯示器以實現豐富的用戶界面，以及優化的命令和控制界面以連接傳感器、執行器和其他成分。

本文解釋了開發人員如何利用在數十億移動設備中廣泛實施的 MIPI 規范來創建成功的設備設計、推動開發工作并降低許多 IIoT 應用程序的成本。

定義工業物聯網

IIoT 設想了高度數字化的工業流程，通過使用連接的機器和其他設備來收集和共享數據。通過實時分析，數據可用于更廣泛的工業流程，以主動解決生產和供應問題、提高效率、加強物流和響應新需求。

該市場的增長受到 5G、人工智能 (AI)、大數據分析、云計算、機器視覺和機器人技術等技術的推動。通過連接物理世界和數字世界，IIoT 可以監控和優化整個工業流程和更廣泛的供應鏈。

MIPI 規范在 IIoT 中的優勢

MIPI 聯盟開發連接電子設備內的嵌入式組件（相機、顯示器、傳感器、通信模塊）的接口。MIPI 規范、一致性測試套件、調試工具、軟件和其他資源允許開發人員創建創新的連接設備。

該組織的重點是設計和推廣硬件和軟件接口，以簡化設備中內置組件的集成，從天線和調制解調器到外圍設備和應用處理器。MIPI 聯盟制定了所有規范，以滿足移動設備所需的嚴格操作條件：高帶寬性能、低功耗和低電磁干擾 (EMI)。

MIPI 規范框架

MIPI 規范為 IIoT 應用程序提供以下好處：

工業機器等安全關鍵設備受益于 MIPI 功能安全的接口

低功耗設備受益于 MIPI 的省電功能

連接設備受益于 MIPI 的 5G 準備

尺寸受限的設備受益于 MIPI 的低引腳/線數和低 EMI

MIPI 的軟件和調試資源可加速設備設計和開發。

MIPI多媒體規范

MIPI 規范的使用

IIoT 解決方案將建立在廣泛的設備之上。我們重點介紹了一些示例，以展示 MIPI 規范對不同 IIoT 用例的適用性。

藥品質量控制

機器視覺對于制藥行業至關重要，被用于檢查包裝完整性、填充水平、安全密封完整性和標簽等關鍵檢查過程。機器視覺的使用對產品質量至關重要，也是生產力的關鍵驅動力。對于這些應用程序和其他基于視覺的 AI 功能，使用高分辨率相機至關重要。

支持機器視覺的 MIPI 規范包括：

MIPICSI-2 在 MIPI C-PHY、D-PHY 或 A-PHY 之上提供高度可擴展的協議來連接高分辨率相機，從而實現低功耗視覺推理

MIPI I3C 為相機和其他傳感器提供低復雜度的兩線命令和控制接口

自動化工業車輛

自動化車輛在許多工業流程中用于在場地周圍運輸材料，使用無線電信標、攝像頭和激光進行導航，遵循預先定義的路線。自動駕駛汽車可以包含數百個傳感器并生成大量數據。

支持自動駕駛汽車的 MIPI 規范包括：

MIPI CSI-2 over A-PHY 連接高分辨率相機（或激光雷達），實現視覺推理和機器視覺，讓車輛在工業現場導航

MIPI A-PHY 提供長距離 (≤15m)、超可靠的物理接口，用于在嘈雜的 EMI 環境中鏈接組件

MIPI I3C 提供低復雜度的兩線接口，用于連接車輛內的傳感器和執行器

車輛無線電通信模塊中的 MIPI RFFE，可實現與操作系統的無線連接

具有高級用戶界面的工業控制系統

機器控制系統變得越來越先進，將機器連接到更廣泛的工業過程，并提供豐富的用戶界面以允許操作員監視和控制。

支持機器控制系統的 MIPI 規范：

MIPI DSI-2 over C-PHY、D-PHY 或 A-PHY 驅動高分辨率顯示面板

MIPI Touch over MIPI I3C 支持基于觸摸屏的高級用戶界面

MIPI I3C 提供低復雜度的兩線接口，用于連接按鈕、LED 和蜂鳴器等用戶界面組件

有關 MIPI 規范如何與啟用 IIoT 相關的更多信息，請參閱白皮書“MIPI 聯盟：啟用物聯網機會”。

審核編輯 黃昊宇