扫地机器人

2023年10月12日,致力于亚太地区市场的国际领先半导体元器件分销商---大联大控股宣布,其旗下世平推出基于恩智浦(NXP)i.MX RT1010芯片的扫地机器人方案。

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图示1-大联大世平基于NXP产品的扫地机器人方案的实体图

在生活节奏日益加快的当下,消费者愈发希望从繁琐的家庭清洁事务中解脱出来,于是扫地机器人应运而生。作为一种家庭劳动机器人,能够准确感知周围坏境、并自主进行路径规划和导航是实现高效清洁的前提。为了能够提高机器人的感知能力,大联大世平基于NXP i.MX RT1010推出扫地机器人方案,该方案集成了高清摄像头模组和传感器板,能够准确识别周围环境,满足扫地机器人的应用需求。

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图示2-大联大世平基于NXP产品的扫地机器人方案的场景应用图

本方案分为Camera Board和Sensor Board两个部分。其中,Camera Board作为主控板,以i.MX RT1010 MCU为核心。i.MX RT1010 MCU基于Arm® Cortex®-M7内核,具有128KB SRAM和高达500MHz主频,并且集成丰富的外设资源,可以为开发者提供更大的设计空间。Camera Board可连接OV7670摄像头模块和LCD模块作为摄像头模组,来实现视频图像捕捉的应用需求。Sensor Board则集成包括气压、环境光、光谱、ToF等各种传感器,能够有效提高机器人的环境感知能力。

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图示3-大联大世平基于NXP产品的扫地机器人方案的方块图

随着智能家居不断渗透,扫地机器人的市场规模还将持续增长。在这种趋势下,大联大世平将继续联合原厂合作伙伴推出更多解决方案,提升扫地机器人的智能体验。

核心技术优势

高性能低成本RT1010跨界MCU可应对扫地机摄像头视频图像捕捉的应用需求,FlexIO模拟CSI最高支持120fps视频图像传输,具备性能和成本优势。

方案集成扫地机应用需要的各种传感器,可以通过I²C接口,获取气压、环境光、光谱、ToF数据。

方案集成LED Driver,可通过I²C驱动板载绿激光、紫外线,通过RGB接口可扩展控制6组RGB灯。

方案规格:

Camera Board:

搭配OV7670摄像头和2.4英寸240×320 RGB TFT LCD显示屏,最高支持30fps的帧率捕捉图像数据,并将图像数据显示到LCD屏上。

Sensor Board:

支持AW21024 LED Driver驱动PLT5 510绿激光光电二极管发射出绿激光;

支持AW21024 LED Driver控制6组RGB灯,产生各种灯光效果;

支持NSPGS2F035DT09气压传感器,测量当前环境的气压数据;

支持ToF TMF8801测距传感器,测量传感器距离前方物体的距离;

支持TMD2755接近和环境光传感器,测量前方物体距离传感器的接近程度,以及环境的光强和红外光强度;

支持TCS3440光谱传感器,具有8个可见光通道,能够计算得到环境光的色温和光强。

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关于大联大控股:

大联大控股是全球领先、亚太区最大的半导体元器件分销商*,总部位于台(TSE:3702)旗下拥有世平品佳诠鼎友尚员工人数约5,000人,代理产品供货商超250家,全球78个分销据点,2022年营业额达259.7亿美金大联大开创产业控股平台,专注于国际化营运规模与在地化弹性,长期深耕亚太市场,以「产业首选.通路标杆」为愿景,全面推行「团队、诚信、专业、效能」之核心价值观,连续22年蝉联「优秀国际品牌分销商奖」肯定。面临新制造趋势,大联大致力转型成数据驱动(Data-Driven)企业,建置在线数字化平台─「大大网」,并倡导智能物流服务(LaaS, Logistics as a Service)模式,协助客户共同面对智能制造的挑战。大联大从善念出发、以科技建立信任,期望与产业「拉邦结派」共建大竞合之生态系,并以「专注客户、科技赋能、协同生态、共创时代」十六字心法,积极推动数字化转型。(*市场排名依Gartner 2023年03月公布数据)

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据中研产业研究院《2023-2028年中国扫地机器人行业投资战略研究报告》数据显示,目前国内扫地机器人市场渗透率不足5%。扫地机器人作为具有高端智能制造和消费属性的产品,随着互联网以及人工智能技术的不断发展,市场化程度将逐渐提高。预计2024年我国扫地机器人零售量将达724万台,零售额将达129亿元,市场发展潜力巨大。

近年来,随着生活、商务场景的行为变化,新一代消费者对智能家居替代体力劳动的需求日趋迫切;另外在国家技术产业政策的积极推动下,智能扫地机器人将迎来更加智能化、自动化的技术变革,这也意味起着核心作用的主控芯片也将迎来性能的革新换代。

智能扫地机器人应用方案

极海智能扫地机器人应用方案,主控模块采用了APM32F407系列高性能MCU,该系列芯片拥有高主频、高性能、高集成、外设资源丰富等特点,结合GW8811系列低功耗蓝牙4.2芯片,可实现丰富、精准且高效的家居定位清扫功能。

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高性能 · 高效核芯保障

APM32F407基于Arm® Cortex®-M4F内核,主频达168MHz,内置16通道DMA、CRC计算模块和FPU浮点运算单元,提供强大运算处理能力,在信号速度与精度上更具优势;Flash高达1MB,可存入大量地图数据,节省客户硬件成本;拥有192+4KB SRAM,且支持外挂SDRAM,满足扫地机的软件运行需求。内置12位高速ADC和高精度PWM,有助于提升扫地机运行的灵敏性和精准度,保障扫地机对指令的及时处理以及对路线的精准规划。 

丰富外设 · 功能自由拓展

APM32F407集成RTC、PWM、SDIO等数字外设,提供丰富的信号连接功能,如RTC支持定时预约唤醒工作,双PWM输出可用于控制不同的直流电机以实现高效的吸尘清扫功能;SDIO供系统建立双向通讯连接等。内置CAN,U(S)ART,I2C,SPI,USB_OTG,以太网,DCI等多种通信接口,可供系统架设丰富的传感器与功能硬件,实现更全面的自动控制功能。

此外,通信模块采用GW8811系列低功耗蓝牙4.2芯片,集成高性能2.4GHz射频收发机、Flash 512KB,最大发射功率可达+4dBm,接收灵敏度-94dBm,集成UART,I2C,SPI,PWM等丰富的数字接口,支持外部蓝牙设备与内部MCU的实时通信,实现远程控制扫地机的开关;内置Balun及高效率DC-DC降压转换器,有利于缩小模块尺寸,降低产品成本;提供48位加密密钥并支持AES加密,保障产品通信安全。

低功耗 · 实现持久待机

APM32F407采用低功耗工艺,支持运行、待机、休眠三种超低功耗模式,可有效延长电池的使用寿命,实现持久待机,适应电池供电产品的低功耗应用需求。GW8811具有睡眠和深度睡眠两种模式,深度睡眠模式下电流低至1uA,在主控待机时自动切换模式,可有效优化智能扫地机器人的运行功耗。

面向高速发展的物联网及智能家居时代,极海此后也将持续推出更多高性能、高可靠及高性价比的各类通用及专用MCU产品,助力家电产业打造高端智能新生态。

来源:Geehy极海半导体

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当前生活节奏加快,消费不断升级,人们倾向于选择能够解放双手的产品来提高生活质量。扫地机器人由于可代替频繁日常扫地、拖地家务劳动,得到快速普及。随着底层技术的不断迭代,未来产品自清洁性能成熟,扫地机器人有望成为家庭标配,渗透率具有较大提升空间。

“国民技术通用MCU用“芯”赋能智能扫地机,室内垃圾一扫光!"

在实际使用过程中,许多扫地机经常遇到扫不干净和避障失灵的问题。例如:边刷电机控制不合理导致出现清扫不干净;扫地机行走路径规划策略的智能化程度较低,脱困能力弱,还时常需要人工干预,用户体验差。这些问题的解决,作为扫地机主要核心硬件的MCU芯片的作用尤为重要。

国民技术N32G455系列、N32G435系列、N32G030系列MCU芯片具有优异的电机控制技术和强大的处理性能、丰富的高速模拟与数字接口,已成功应用于多家标杆客户的扫地机产品中,作为智能主控、扫地电刷电机和行走电机的驱动芯片,助力客户完成创新设计,使扫地机功能更为强大与智能化。

应用于智能扫地机,国民技术通用MCU具有多个技术亮点:

● 强大运算与存储能力:可支持复杂路径规划、更快速的感知和测距,使得扫地机反应更加智慧敏捷,面对复杂环境、线路处理也更加利落,脱困能力更强。

● 多通道、高精度、高速实时采样与控制:内置多个独立的12bit 5Mps多通道ADC,PWM时钟及灵活的配置输出,实时反馈设备电压/电流/霍尔等模拟信号不失真,可同时满足高端扫地机激光雷达传感器等实时处理应用功能对高精度和高速度的要求。

● 单芯片多电机协同控制:单一芯片可同时支持多个电机运行,不仅提高了智能控制的灵活性,更可节省扫地机BOM成本。

● 集成丰富资源:芯片外设资源集成度非常高,具有丰富的UART、USART、I2C、SPI等多种拓展接口,可支持激光测距传感器、摄像头、陀螺仪、加速度计、WiFi、蓝牙等各种高端扫地机配置。

● 多管脚封装与低能耗:芯片最大支持LQFP100封装,可满足家电设备复杂功能设计对多Pin脚控制器的需求。业界领先的芯片动态运行功耗和静态功耗指标,满足家电对节能环保的极致追求。

● 硬件级安全:内置的密码算法硬件加速引擎还可为智能家电应用提供高安全能力保障。

“扫地机器人应用架构示意图"
扫地机器人应用架构示意图

在智能扫地机产品设计开发过程中,可根据实际情况选择包括N32G455系列、N32G435系列、N32G030系列在内的一颗或多颗MCU芯片,以满足不同功能配置扫地机的智能控制需求。

家电领域核心器件的全面覆盖与支撑

国民技术多年来持续以优质的产品及全面的方案助力合作伙伴拥抱智能化机遇。除了智能扫地机器人,国民技术在白色家电、黑色家电领域的核心器件都提供了全面覆盖与支撑能力,目前在电视机、变频空调、冰箱压缩机、高速吸尘器、抽油烟机、点火器、壁挂炉、咖啡机、净水器等家电产品中,国民技术家电通用MCU与电控解决方案都有优异的表现。

国民技术期待与更多业界伙伴携手,进一步扩大合作伙伴生态圈,通过科技创新共建更加智能、安全和环保的未来。

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关于国民技术

国民技术股份有限公司于2000年源于国家“909”集成电路专项工程成立,2010年创业板上市(股票代码:300077),是通用MCU、安全芯片领军企业和国家级高新技术企业,拥有博士后科研工作站。总部位于深圳,在北京、上海、武汉、西安、重庆、香港、新加坡、洛杉矶、日本等地设有分支机构。主营产品包括:通用MCU、安全芯片、可信计算芯片、智能卡芯片、非接读写芯片、蓝牙芯片、RCC创新产品等,广泛应用于网络安全认证、电子银行、电子证照、移动支付与移动安全、物联网、工业联网及工业控制、智能家电及智能家庭物联网终端、消费电子、电机驱动、电池及能源管理、智能表计、医疗电子、汽车电子、安防、生物识别、通讯、传感器、机器自动化等应用方向。

官网:www.nationstech.com

业务合作:

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来源:Nations加油站
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