低成本國(guó)產(chǎn)HMI應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方案：工業(yè)、醫(yī)療、商業(yè)多場(chǎng)景應(yīng)用

HMI是操作者與機(jī)器/系統(tǒng)間資訊傳遞和交換的主要橋梁。HMI系統(tǒng)通常能提供豐富的資訊，例如溫度、壓力、制造流程步驟以及材料的計(jì)量數(shù)據(jù)。還能顯示設(shè)備中物料的確切位置或儲(chǔ)存槽內(nèi)的液位數(shù)據(jù)等訊息。無(wú)論是在工業(yè)自動(dòng)化還是醫(yī)療、商業(yè)等重要行業(yè)領(lǐng)域，HMI都扮演著實(shí)現(xiàn)精確控制和監(jiān)控的核心角色。

Model3核心板與Model4核心板是根據(jù)市場(chǎng)HMI需求，分別基于Model3和Model4芯片設(shè)計(jì)的一組高性能HMI應(yīng)用的核心板，支持多種顯示、音頻接口，能夠滿足多場(chǎng)景下的人機(jī)交互和圖像采集需求。其中，Model4核心板支持H.264/AVC解碼器，可支持1080P分辨率的硬件編解碼，讓人機(jī)交互界面更絢麗友好、更出色。

本篇文章將從醫(yī)療、工控、商業(yè)等領(lǐng)域列舉較為典型的HMI應(yīng)用實(shí)現(xiàn)方案，幫助有相關(guān)終端開發(fā)需求的工程師更好進(jìn)行主控選型。

醫(yī)療IVD設(shè)備HMI

IVD（體外診斷設(shè)備）是醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域中占據(jù)廣泛市場(chǎng)的一類產(chǎn)品，除了一些小型手持IVD外，傳統(tǒng)的便攜式、中、大型IVD均配有用于操作產(chǎn)品及顯示功能的HMI，以往ARM架構(gòu)處理器作為HMI的主控是許多醫(yī)療設(shè)備企業(yè)的慣例，但芯片“卡脖子”CPU被限制后，國(guó)產(chǎn)化不斷普及。Model3和Model4核心板全部采用RISC-V架構(gòu)的國(guó)產(chǎn)平頭哥內(nèi)核，性能更穩(wěn)定安全可靠。

因此，本文將以IVD HMI為示例介紹國(guó)產(chǎn)HMI方案：

• 顯示：Model3和Model4核心板皆支持MIPI、LVDS、RGB、QSPI顯示接口，可靈活適配多種型號(hào)顯示屏；
• 音頻：兩款核心板皆支持兩通道數(shù)字麥克風(fēng)（DMIC）接口輸入、一路Audio ADC、兩路 I2S，支持輸入輸出，可進(jìn)行聲音輸入輸出；
• 接口：兩款核心板皆支持八路UART，兼容工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)165500，波特率達(dá)5Mbps，可用于連接下位機(jī)及格串口打印機(jī)、掃碼器等等；1路USB接口，可連接外設(shè)方便外部通信；
• 通信：支持RS485/CAN/串口，支持一路1路EMAC-100M以太網(wǎng)接口使得設(shè)備能夠接入網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制

Model3和Model4核心板均配備2D加速，RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，能夠流暢運(yùn)行各種上層應(yīng)用和圖形界面；其工業(yè)級(jí)板卡設(shè)計(jì)可降低IVD設(shè)備EMC型式試驗(yàn)難度，因此可廣泛適用于熒光免疫分析儀、血液分析儀、PCR基因擴(kuò)增儀、核酸檢測(cè)儀等IVD的HMI開發(fā)。

工控設(shè)備HMI

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不斷發(fā)展，人們對(duì)工控設(shè)備的HMI功能要求越來越高。傳統(tǒng)工控人機(jī)界面多由實(shí)體按鍵和鍵盤加鼠標(biāo)的操作方式，操作復(fù)雜程度和界面美觀程度都不理想，基于RISC-V架構(gòu)的觸屏工控人機(jī)界面可以很好地提升人機(jī)交互體驗(yàn)以及界面美觀程度。同時(shí)工控現(xiàn)場(chǎng)需要產(chǎn)品運(yùn)行的絕對(duì)穩(wěn)定，所以對(duì)于硬件品質(zhì)要求很高。

采用Model3/Model4核心板進(jìn)行工控設(shè)備HMI開發(fā)，能夠在實(shí)現(xiàn)高性能人機(jī)交互的同時(shí)滿足工控設(shè)備的各種狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和采集。

• 通過以太網(wǎng)、WIFI、藍(lán)牙等通信方式進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)；
• 支持RS485/ RS485\CAN、串口、以太網(wǎng)口，可以滿足多節(jié)點(diǎn)PLC/CNC的連接；
• 采用88Pin 1.1mm引腳間距設(shè)計(jì)，尺寸小巧，僅27.3mm*27.3mm，郵票孔封裝高度集成；
• 工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，支持工業(yè)寬溫、過流保護(hù)、過壓、過熱保護(hù)等安全機(jī)制，具備強(qiáng)大的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

商業(yè)自助終端HMI

近年來，自助售貨機(jī)、自助售票機(jī)、自助繳費(fèi)終端等各類自助終端已在生活中無(wú)處不在。這些設(shè)備的一個(gè)共性便是其都需要交互友好的HMI。在自助終端競(jìng)爭(zhēng)激烈迭代快的市場(chǎng)背景下，降低成本，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性和易開發(fā)成為產(chǎn)品開發(fā)選型關(guān)鍵。所以，Model3和Model4核心板可作為自助終端HMI幫助設(shè)備廠家實(shí)現(xiàn)以上需求。

Model3、Model4核心板支持LVGL、8ms多種UI開發(fā)工具，方便工程師開發(fā)人機(jī)交互圖形界面，提升用戶人機(jī)交互體驗(yàn)。兩款核心板均支持RS485、多路UART、可實(shí)現(xiàn)掃碼支付、投幣支付多種支付方式。

尾聲

Model3和Model4兩款核心板均支持開發(fā)資料全開源，并且啟明智顯擁有在線實(shí)時(shí)技術(shù)溝通群聊，為開發(fā)人員提供強(qiáng)大的技術(shù)支持保障，解決開發(fā)過程中遇到的問題，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。