隨著物聯網和人工智能在工業領域的不斷滲透,誕生了工業4.0,它正在徹底改變公司制造,改進和分銷產品的方式。
工業4.0這種數字技術可提供自動化、狀態監測、預測性維護、流程改進等諸多優勢。基于狀態的監測和預測性維護這兩種策略,可以優化設備效率并減少設備生命周期中維護時間和維護成本。狀態監測是對多個參數(如設備的振動和溫度)的監測,以識別潛在問題,如偏離或軸承故障。
預測性維護以狀態監測、異常檢測和分類算法為基礎,集成了預測模型,而該模型可以根據檢測到的異常來估計機器的剩余運行時間,從而做到提前備件,提前維護,減少異常停機帶來的損失。智能傳感器節點是預測分析的關鍵推動力。這些節點收集并記錄經過預處理的安全數據,而這些數據將在可視化工具中顯示并在其他處理算法中使用。智能傳感器節點還可以通過減少計算延遲來處理數據并檢測異常。
我們今天介紹的開發板,就是這樣一款智能傳感器節點,它是由STMicroelectronics公司生產的STEVAL-STWINBX1。
1開發板介紹
圖1:開發板結構框圖
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開發板簡介STWIN.box(STEVAL-STWINBX1)是一款開發套件,同時也是一款參考設計,可用于簡化物聯網背景下先進工業檢測應用的原型設計和測試,如狀態監測和預測性維護等。
該套件是STWIN套件(STEVAL-STWINKT1B)的升級版本,可靠性和振動測量的機械精度更高。該套件對BOM進行了更新,采用了最新推出的優質MCU和工業傳感器。此外,它還具有一個易于使用的接口,用于連接外部附加組件。STWIN.box套件包括一個STWIN.box核心系統、一塊480mAh LiPo電池、一個用于ST-LINK調試器的適配器、一個塑料外殼、一個用于DIL 24傳感器的適配器板及一條柔性電纜。套件中包含許多板載工業級傳感器和超低功率MCU,可實現具有以下特性的應用:超低功率、9DoF運動檢測、寬頻振動分析、音頻和超聲聲學檢測、極其精確的局部溫度和環境監測。該套件具有以源代碼形式提供的豐富軟件包。優化固件庫和完整的配套云應用程序,有助于縮短端到端解決方案開發所需的設計周期。該套件支持多種連接選項,包括內置RS485收發器、BLE、Wi-Fi和NFC連接等。STWIN.box還包括一個34針擴展連接器,用于連接與STM32系列相關的小尺寸子板,如STEVAL-C34KAT1振動計和溫度傳感器擴展板。STWIN.box適用于對使用STMicroelectronics軟件和第三方軟件的工業物聯網應用進行現場試驗、演示和概念驗證(PoC)。
該開發套件的具體功能如下:
圖2
圖3
圖4
2開發板體驗
官方提供了兩種方式來做功能演示。
一、使用官方提供的APP(BLESensor)做應用演示:
首先下載官方提供的下載工具及相應固件,共三個:
1.STM32CubeProgrammer
2.en.fp-sns-stbox1
3.STM32CubeFunctionPack_DATALOG2_V1.2.0
使用CubeProgrammer下載固件:
1.關機狀態下,按住USR按鍵,將USB線插入開發板后松開
2.打開CubeProgrammer
3.選擇右上角的USB連接,點擊connect連接設備
圖5
4.打開“擦除和編程”頁面,在界面中選擇需要燒錄的bin文件,這里我們選擇一個傳感器演示固件,目錄為:.en.fp-sns-stbox1 STM32CubeFunctionPack_STBOX1_V1.5.0ProjectsSTWIN.boxApplicationsBLESensorsPnPLBinary.bin 5.選好后,點擊開始燒錄,即可完成燒錄。重啟后應用程序會自動運行。燒錄重啟完成后,打開下載的APP,STBLESensor。連接后,即可進行功能演示。
二、使用PC機工具,演示傳感器數據采集,音頻FFT分析兩個應用:
1.首先安裝python 3.10
2.進入:
STM32CubeFunctionPack_DATALOG2_V1.2.0UtilitiesHSDPython_SDK
執行HSDPython_SDK_install以安裝python需要的庫。
3.首先演示下基于麥克風獲取噪聲后,進行FFT變換的例子。
4.通過programmer安裝:
STM32CubeFunctionPack_DATALOG2_V1.2.0ProjectsSTWIN.boxApplicationsUltrasoundFFTBinaryUltrasoundFFT_Release.bin
5.打開ultrasound_fft_app.py界面如下圖6所示。
6.點擊Start Log即可開啟應用。
圖6
還有更多有趣的示例程序,如狀態機、人工智能相關的應用,大家可自行探索。 3開發板點評這款開發板主要應用于狀態監測和可預測性維護領域。
4開發板總結
該開發板集成了眾多傳感器和常用的無線通信方式,把狀態監測和預測性維護可能用到的傳感器全部集成了進來,這些傳感器可以靈活組合為性能、成本不同的應用,同時官方提供了非常多的演示應用程序,從APP到PC端再到固件端,極大地方便了用戶的原型設計及評估。
不過,該開發板的APP不是太穩定,經常會出現數據不更新的情況。
如果你對這款開發板感興趣,
可以點此到貿澤電子官網購買。
圖7
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原文標題:【開箱視頻】STEVAL-STWINBX1開發套件評測
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