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ADI系统级创新方案深度赋能工业智能化与能源安全

2025-04-03 13:58 来源:中华工控网

在全球制造业迈向智能化、数字化转型的浪潮中,传感器作为感知物理世界的“触角”,其重要性日益凸显。尤其在中国,工业自动化、物联网及新能源等领域对高性能传感器的需求持续旺盛,推动传感器技术朝着高精度、多模态融合、边缘智能化的方向加速发展。在近日举行的2025深圳国际传感器技术与应用展览会(Sensor Shenzhen)上,全球领先的半导体企业ADI携一系列前沿传感解决方案亮相,全面展示了其在赋能产业升级方面的深厚积淀。

与以往侧重单品不同,ADI此次更聚焦于系统级解决方案,旨在帮助客户更高效地应对机器人、工业物联网、能源安全等关键领域的挑战,加速智能化进程。正如ADI中国区工业市场总监蔡振宇在展会上所强调:“ADI拥有约7万多种产品,我们不再仅仅介绍单一器件的功能,而是从客户的应用场景出发,提供更具针对性的系统级方案,帮助他们解决具体问题,加速产品上市时间。”

赋能机器人进化:从精密控制到智能感知

中国机器人产业正经历爆发式增长,同时对机器人的运动灵活性、环境适应能力和人机交互体验也提出了更高要求。ADI针对机器人对高性能传感与互联的迫切需求,展示了多款创新方案,助力机器人从单一重复操作向自适应协作进化。

ADMT4000单芯片角度与多圈编码器

这款首次实物展出的产品是机器人关节控制领域的重大突破。它不仅实现了高精度的角度测量(±0.25°),更具备独特的无源多圈记忆功能(支持46圈,0°至16,560°)。其最核心的特性在于,即使在断电状态下也能跟踪并记录位置变化。“以人形机器人为例,传统方案断电后无法识别电机位置,复电后手臂需要旋转一圈才能复位。而ADI的方案可以在断电时记忆位置信号,电机重新驱动后手臂可直接从静止位置复位,解决了‘盲转’的痛点。”蔡振宇解释道。这项ADI独有的技术省去了传统方案所需的电池或复杂齿轮结构,显著降低了系统尺寸、重量和成本,已获得多家人形及传统机器人厂商的高度关注。他透露,ADI后续将持续升级这一产品,以满足重型机器人上百圈的转动需求。

GMSL高速互连方案

源于汽车领域成熟应用的GMSL技术,正加速向工业、医疗等领域延伸。该技术允许通过单根同轴电缆或双绞线高速传输视频、音频、控制信号及电源,具备低延迟、强抗干扰和ASIL-B功能安全认证。“摄像头的速率不断提高,传统以太网已难满足需求,GMSL的高速率能很好地支持高清摄像头。”蔡振宇表示。对于诸如人形机器人的多维感知、AMR/AGV的视觉导航、高速工业检测等需要部署多个高清摄像头的应用,GMSL能极大简化线缆架构,减少线束重量和成本。ADI展出的Demo则展示了其同时连接4路高达8MP摄像头并进行数据聚合传输的能力,满足了机器人等复杂系统对高速数据传输的需求。

基于ToF的三维物体测量方案

ADI的飞行时间(Time-of-Flight)技术通过高分辨率3D深度检测和精确的图像拼接算法,能对大型或不规则物体进行准确尺寸标注。与依赖双目视觉的方案不同,ADI的iToF方案采用单个摄像头模块,通过纳秒级光脉冲主动探测深度信息,因此不依赖环境光照,即使在“黑灯工厂”也能可靠工作。其在物流领域可用于精确计算包裹体积;在机器人领域,能实现精准的视觉识别与抓取操作,系统可编程决定抓取角度与力度。“这更适用于工厂自动化的场景,”蔡振宇说。ADI提供模组化方案,通过USB接口直接输出距离信号,方便客户集成开发。

构筑工业物联网:从智能监测到数字化转型

工业物联网是企业数字化转型的核心。ADI凭借其在高性能模拟和混合信号领域的积累,提供关键技术支撑,助力企业实现更精细化的管理和更高效的运营。

Voyager4无线振动监测模块

该方案集成了ADI最新的无线互联和振动传感技术,实现了设备状态的在线智能监控。其核心优势在于双MEMS传感器策略:采用超低功耗的ADXL367进行运动唤醒和低幅度振动监测,当振动变大时无缝切换至宽频带、高G值范围的ADXL380/382(最高达8kHz, 60G)进行精确测量。“这样设计是为了平衡性能与功耗,保护电池,”蔡振宇解释道,该方案可实现长达2年的电池待机寿命。同时,内置基于MAX78000 AI Edge SOC的边缘AI引擎,可在端侧对振动数据进行初步分析,判断设备基本状态,减少对云端的依赖。数据通过基于BLE5的MAX32666 SOC进行无线传输。ADI提供包含完整硬件和支持Python算法训练的集成化模块,已在水泵、煤矿、水泥厂等关键设备的预测性维护中得到应用。

压力变送器集成芯片及工厂校准系统

针对工业压力测量,ADI推出了高集成度的芯片方案,如集成AFE的小封装芯片MAX40109,以及集成24位高精度ADC和HART Modem的SOC MAX32675C。更关键的是,ADI认识到压力传感器出厂前必须校准的行业痛点,为此全栈自研并提供了配套的工厂校准系统。该系统以工业标准机箱形式提供,支持多通道(最多384通道)并行校准,与PC机校准程序配合使用,支持4-20mA电流环、比例电压输出及I2C等接口。这一“芯片+校准系统”的完整方案,大大简化了客户的生产线设置,缩短了产品上市时间,体现了ADI提供“增值服务”、赋能客户的理念。

多维感知预警锂电池热失控

随着电动汽车和储能电站的普及,锂电池安全成为重中之重。ADI利用其多传感器融合技术,为锂电池热失控监控提供了创新方案。

ADI展示的多传感器融合探测与无线预警方案核心是紧凑型烟雾传感器ADPD188BI,其小体积使其能方便地嵌入电池包内部。更重要的是,方案融合了烟雾、压力、温度等多种传感器信号,能更早、更可靠地探测到热失控前的多种征兆。“该方案可帮助电动大巴等司机及早察觉异常,满足安全规程中的疏散预警要求,”蔡振宇表示。探测到的数据通过ADI自有的SmartMesh(基于DUST协议)无线网络实时传输至主机,该网络具有极高的可靠性,确保关键报警信息不丢失。方案还可联动化学粉末灭火装置,提升安全性。该技术可灵活应用于电动汽车、储能电站、大功率充电桩等场景,市场需求正快速增长。

系统思维与本土化策略:赋能客户加速创新

贯穿ADI此次展示的核心思路,是从提供单一芯片向提供整合了硬件、软件、算法乃至配套工具的系统级解决方案转变。蔡振宇形象地将其比喻为提供“预制菜”:“我们帮客户把雏形搭好,有些坑我们已经蹚过了,客户在这上面能够做出更多附加值的东西,能够更快地让客户的产品上市。”

面对AI与传感器融合的趋势,蔡振宇认为前景广阔,ADI也在边缘计算和云端协作方面均有布局。同时,ADI密切关注中国市场的快速发展和独特需求,“为了更好地服务中国市场,我们会专注于为中国市场设计和定制开发产品。”

而对于目前火热的人形机器人,蔡振宇表示尽管还处于早期阶段,面临续航、精度、智能等多重挑战,但未来商业潜力巨大。他透露ADI将会在明年推出更多人形机器人相关的产品和应用。

未来,ADI将继续以客户需求为导向,凭借其深厚的技术积累和前瞻性的系统级解决方案,持续赋能中国及全球客户在智能化浪潮中加速创新,共同塑造更加智能、高效、安全的未来。

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