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GD32联手卓晟互联推出JOSH工业互联网解决方案

工业数字化是未来工业的核心价值,工业互联网则是推动工业经济数字化转型的实现形式和必经之路。工业互联网是把工业生产过程中的人、数据和机器连接起来,使工业生产流程数字化、自动化、智能化和网络化,实现“数据的流通”,提升生产效率、降低生产成本。总体来讲,工业互联网是要实现“人、机、物”的全面互联,是物联网和互联网的交叉网络系统,同时也是自动化与信息化深度融合的突破口。


近期相关部署已频频展开。2020年6月30日,中央全面深化改革委员会第十四次会议审议通过了《关于深化新一代信息技术与制造业融合发展的指导意见》等文件,要求以智能制造为主攻方向,加快工业互联网创新发展,加快制造业生产方式和企业形态根本性变革。工信部表示今年也将加快重点工业企业、重点设备上云的步伐;培育一批基础性、行业通用的工业APP等。



据统计资料显示,2018年中国工业互联网市场规模达到5313.04亿元,同比增长13.6%。2019年中国工业互联网市场规模突破6000亿元,同比增长为13.32%。预计2020年中国工业互联网市场规模将接近7000亿元,同比增长14%。中国是全球制造业和产业发展的大国,新兴经济体的工艺体系快速发展将为工业物联网领域的发展提供持续不断的动能。随着产业政策逐渐落地,市场空间将有望加速。中国的工业互联网企业在赋能制造业、电力、能源、汽车行业、智慧城市、物流航运业、行政管理的前景巨大。市场规模有望达到万亿市场。


▲中国工业互联网市场规模及发展预测


工业互联网主要包含了设备和网络、平台及软件三大核心要素。设备和网络,即传感器网络和机器人等信息的采集和执行机构,及与之配套的无线传输、光纤网络和NB-IoT、5G。平台,指大数据存储和云计算平台。软件,则包含了操作系统、支持业务运行和应用创新的APP和Saas软件服务。


兆易创新已经面向工业互联网全面布局。业界领先的GD32 MCU和传感器sensor产品已广泛应用于智能化行业设备的主控和数据采集。存储器和DRAM产品则为网络通信和数据中心添砖加瓦。从而以高效可靠的数据流为工业互联网的联网终端增添扩展潜力,并可以直接连通至亚马逊AWS、阿里云等商业云平台。还联合多家合作伙伴,支持各种类型的嵌入式操作系统和中间件,打造强大的生态系统并提供完整的软件和服务解决方案。


卓晟互联的JOSH操作系统,就是为工业物联网(IIoT)定制的小型化、高效率、更安全的“Android”。在兆易创新GD32 MCU上使用JOSH,就可以像“安卓”一样开发互联网应用。


▲JOSH智能操作系统应用框图


✔  告别传统的嵌入开发方式,不再依赖编译器、寄存器,使用标准的Java语言、Eclipse IDE编写程序


✔  软硬件解耦,敏捷开发,应用程序在模拟器上与硬件同时进行开发,加速产品上线,快速迭代,通过应用工厂(JOSH_Cloud)后向更新、安装IIoT APP


✔  极为强大的安全架构,在没有MMU的Cortex-M MCU芯片上提供完整的沙箱,隔离应用程序空间和操作系统空间,让OTA可以随时“不掉电”回滚


✔  快速实现超级细分,为每个客户、每个场景定制功能和应用


✔  软件、SDK高度复用,建立统一的产品和品牌形象


✔  开发者通过JOSH技术像“Android”一样在设备上开发物联网应用


✔  快速实现云服务、第三方平台的对接


✔  建立IoT的根入口,安装第三方软件和服务,上线新的功能


 JOSH和Android的区别在于虚拟化技术的实现不同,JOSH是为异构的、小型化、低成本的物联网硬件而设计:


✔  JOSH可以在多种类型的GD32 MCU上(包括Arm和RISC-V内核)运行


✔  JOSH操作系统内核精简,JOSH核心只需要80KB的SRAM和128K的Flash


✔  JOSH极为高效,可以在时钟频率为20 MHz的处理器上运行,启动时间<25ms


✔  JOSH可以在任何嵌入式RTOS(实时操作系统) / OS上运行,甚至可以在Bare metal(裸片)上直接运行


▲JOSH操作系统已支持GD32系列MCU


以GD32F4系列MCU为例已经适配了JOSH操作系统。GD32F4面向工业自动化应用需求,采用了业界领先的55nm低功耗工艺制程,整合了强大的运算效能和出色的功耗效率,具备了优异的静电防护(ESD)和电磁兼容(EMC)能力,并符合工业级高可靠性和温度标准。JOSH系统支持多个APP独立并行运行,在GD32上通过沙箱把APP空间与系统空间隔离、APP与APP之间隔离,确保OTA更新APP、安装新的APP的操作不掉电的回滚。JOSH与GD32在软硬件两方面为工业互联网的终端设备提供了极佳的安全性、可靠性和扩展性。现在起,使用GD32 MCU搭载Josh操作系统,为工业互联网快速构建开发应用生态。


▲在GD450开发板上快速评估JOSH应用开发


l  硬件平台:使用GD32450I-EVAL全功能开发板

l  开发环境:即插即用的开发工具JOSH_Studio

l  支持的功能:

l  标准Java语言的应用编写

l  GPIO、Uart、I2C、LCD显示

l  多APP运行

l  沙箱


JOSH与Android使用相同的虚拟化标准(虚拟机技术),已运行在工控DTU、边缘计算网关等工业互联网场景。并已有诸多成功的工控行业用户部署案例。


▲工控DTU行业部署


使得传统工控DTU更智能,将协议转换、边缘计算、数据压缩、数据清洗以及远程控制等功能,通过Java语言编程实现,大大丰富了传统DTU的功能,并且实现了软件功能的随时在线更新。


边缘计算网关行业部署


通过标准、开放、可编程的智能硬件平台,把物联网和工业现场的数据进行本地化处理、计算和分析。实现故障预警、数据可视化等功能,降低传输成本,实时处理现场数据流。


搭载JOSH的智能锁具,改变传统联网智能车锁、门锁等硬件的应用开发方式,使得应用开发跟硬件不再耦合,硬件设计生产团队不必再关心设备的软件功能。运营团队可随时改变、更新硬件的业务逻辑,甚至赋予硬件全新的功能。搭载JOSH的安防监控模组,通过分析外接监控传感器监测数据,并直接通过GSM网络发送到云端,可以不需要网关进行独立部署,随时更新功能。产品用于智能楼宇、闯入报警、行为分析等场景。


工业互联网的发展将极大的促进社会生产力的提升,例如电力行业就是我国工业互联网实现大面积应用的第一个领域。在新格局正在塑造的时候,找寻到未来驱动工业自动化市场的最佳应用场景是数据分析落地的重要抓手,这对于正在加速制造业升级的中国显然会产生巨大的需求。兆易创新GD32 MCU将携手卓晟互联JOSH操作系统推出更多的工业互联网解决方案,把软硬解耦、应用后装的移动应用开发方式共同带给工业互联网产业。



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