日常生活中的工業(yè)技術(shù)：助力智能生活的幕后力量

大多數(shù)人在想象工業(yè)應(yīng)用中的技術(shù)時(shí)，想到的是大型的機(jī)械和復(fù)雜的制造流程，這似乎與日常生活毫無關(guān)聯(lián)。然而通過實(shí)時(shí)控制，系統(tǒng)可以在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)收集、處理數(shù)據(jù)并自行更新。智能感應(yīng)可以檢測人員和機(jī)械，而邊緣人工智能 (AI) 可以快速、高效地做出決策。這些技術(shù)涵蓋從制造到物流的方方面面。它們就像超人一樣，從我們早上起床到晚上睡覺休息的這段時(shí)間里，在幕后悄悄地執(zhí)行著各種各樣的任務(wù)，讓我們的世界正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

對我們的日常生活來說，在工業(yè)應(yīng)用中使用的技術(shù)與智能手機(jī)一樣重要且有益。它們?yōu)槲覀児?jié)省了時(shí)間，增加了便利性；保護(hù)我們的家庭和基礎(chǔ)設(shè)施的安全；增強(qiáng)了我們以可持續(xù)方式生活的能力。

讓我們探討一下這三項(xiàng)改善我們生活的關(guān)鍵益處，以及技術(shù)是如何協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)這些益處的。

讓日常生活更便利

工業(yè)應(yīng)用正在提升便利性。以前我們需要去實(shí)體商店購物，而現(xiàn)在只需點(diǎn)擊幾下就可以在線下單。調(diào)節(jié)客廳溫度的決定同樣可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，讓我們無需費(fèi)心思考。智能檢測和邊緣人工智能等技術(shù)正日益融入我們的生活中，盡管這些技術(shù)的存在往往不是顯而易見的。

當(dāng)您在線下單時(shí)，配送中心的移動(dòng)機(jī)器人幾分鐘內(nèi)就可以在貨架上找出商品，并準(zhǔn)備好當(dāng)天發(fā)貨。這些機(jī)器人可以與員工協(xié)同工作，處理高重復(fù)性的任務(wù)。先進(jìn)的安全、感知和導(dǎo)航技術(shù)為這些機(jī)器人賦能，讓它們能夠以非凡的精度進(jìn)行智能化工作。

智能檢測技術(shù)讓我們的家更舒適。借助最新的半導(dǎo)體溫度傳感器，恒溫器現(xiàn)在能夠以 0.1 度的精度跟蹤溫度，這進(jìn)一步提升了便利性。使用毫米波 (mmWave) 技術(shù)，恒溫器可以檢測是否有人在家，并自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度以實(shí)現(xiàn)能源效率和舒適度之間的平衡。此外，毫米波技術(shù)使暖通空調(diào) (HVAC) 系統(tǒng)能夠檢測人員在房間內(nèi)的位置和活動(dòng)，精確引導(dǎo)氣流并動(dòng)態(tài)調(diào)整冷卻，營造最舒適的環(huán)境。

將來，人形機(jī)器人可以承擔(dān)清潔等任務(wù)，給我們的居家生活帶來更高的便利程度。這些機(jī)器人將與周圍環(huán)境開展智能互動(dòng)，并根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。隨著這些創(chuàng)新的不斷推進(jìn)，它們有望簡化我們的日常生活，助力打造更智能的未來世界。

重塑日常安全

工業(yè)應(yīng)用在提高安全性方面也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，而這些作用往往是我們難以即刻察覺的。邊緣人工智能和實(shí)時(shí)控制等技術(shù)能夠在不侵犯隱私的前提下，為我們提供家庭監(jiān)控功能。

在配送中心和倉庫中，由機(jī)器人自動(dòng)化和邊緣人工智能支持的安全系統(tǒng)，通過處理有潛在危險(xiǎn)的任務(wù)來保護(hù)工人。據(jù)估計(jì)，2019 年全球有 3.95 億工人遭遇工傷事故。對配備實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)和傳感器的機(jī)器人進(jìn)行編程，一旦在禁區(qū)內(nèi)檢測到人員活動(dòng)便立刻停止操作，從而減少工傷事故的發(fā)生。

在建筑安全方面，工業(yè)技術(shù)推動(dòng)了智能暖通空調(diào)系統(tǒng)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制氣流、溫度和濕度，以保持健康的室內(nèi)環(huán)境。通過整合機(jī)器學(xué)習(xí)和邊緣人工智能，暖通空調(diào)系統(tǒng)可以連續(xù)監(jiān)測電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸承的振動(dòng)、溫度和聲音信號。這種預(yù)測性維護(hù)可減少意外故障并延長電機(jī)壽命，為工人提供安全舒適的工作環(huán)境。

在光伏系統(tǒng)中，損壞的電線、松散的連接或因天氣原因磨損的外部組件可能會(huì)發(fā)生電弧故障，產(chǎn)生的高電流會(huì)帶來火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。配備電弧故障檢測技術(shù)的光伏逆變器可以持續(xù)監(jiān)測電路，識(shí)別電流中預(yù)示潛在電弧故障的危險(xiǎn)模式。先進(jìn)的傳感器和微處理器，結(jié)合集成的邊緣人工智能技術(shù)，可以準(zhǔn)確地區(qū)分正常的功率波動(dòng)和危險(xiǎn)的電弧故障。如果檢測到故障，系統(tǒng)會(huì)立即中斷電源，防止故障升級為火災(zāi)。

在所有這些領(lǐng)域中，工業(yè)應(yīng)用及其技術(shù)大多在幕后工作，卻直接為更安全的生活環(huán)境做出了重大貢獻(xiàn)。從管理基礎(chǔ)設(shè)施完整性到保護(hù)家庭安全，這些技術(shù)提供了一層深深嵌入我們?nèi)粘Ｉ畹陌踩Ｕ?，使現(xiàn)代生活更加方便、更加安全。

提高可持續(xù)性

隨著我們的未來變得更加可持續(xù)，太陽能和儲(chǔ)能系統(tǒng)等可再生能源解決方案對于降低日常能源成本和減少家庭碳足跡，以及使用電動(dòng)汽車進(jìn)行日常通勤至關(guān)重要。盡管家庭、企業(yè)和能源公司努力有效地利用、轉(zhuǎn)換和輸送能源，實(shí)現(xiàn)峰值功率轉(zhuǎn)換和智慧能源管理仍然是一項(xiàng)復(fù)雜的挑戰(zhàn)。對更高效率的需求推動(dòng)了實(shí)時(shí)控制和寬帶隙半導(dǎo)體等技術(shù)的不斷突破。

氮化鎵 (GaN) 等寬帶隙半導(dǎo)體技術(shù)是下一代電源開關(guān)技術(shù)的代表。GaN 半導(dǎo)體能夠在高電壓、高溫和高頻率下高效穩(wěn)定運(yùn)行，從而提高電源轉(zhuǎn)換器的效率，并極大限度地降低開關(guān)在阻斷狀態(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)之間切換時(shí)的損耗。

德州儀器的 C2000? 實(shí)時(shí)微控制器與 GaN 集成電路搭配使用，可幫助光伏逆變器和儲(chǔ)能系統(tǒng)以峰值效率運(yùn)行，提供更高的功率并降低開關(guān)損耗。這種組合不但減少了對電網(wǎng)電力的依賴，降低了電力成本，而且將可再生能源無縫地融入了我們的日常生活。

日常生活的幕后力量

雖然這些技術(shù)并不總是引人注目，但它們卻默默支撐著我們?nèi)粘Ｉ畹谋憷c安全。這些技術(shù)協(xié)同工作，共同維護(hù)我們每天使用的各類產(chǎn)品，優(yōu)化能源利用，加固著我們所依賴的基礎(chǔ)設(shè)施。隨著我們不斷邁向一個(gè)更可持續(xù)、更高效和安全的未來，工業(yè)應(yīng)用技術(shù)將繼續(xù)走在前列，默默地為我們的日常生活賦能。

本博客由德州儀器系統(tǒng)工程和市場總監(jiān)Ryan Wang撰寫。