الشكل 1 - لوحة الجهازيبدو أن الخبرة العظيمة في مجال الأتمتة الصناعية والتحكم في العمليات ، ينبغي أن تسهم في حقيقة أنني مع مرور الوقت رأيت بالفعل الكثير من الأشياء وأعرف الكثير من الأشياء. ولكن كان هناك. اتضح أنه في بعض الأحيان قد تنشأ بعض المهام والمشاريع التي يصعب تنفيذها باستخدام الأدوات القياسية. لذلك ، في إطار مشروع كبير حول المراقبة والإدارة في "السحابة" لمصنع واحد سيء السمعة ، كان من الضروري العثور على الحديد المناسب. ومع ذلك ، اتضح أنه في روسيا ، وفقا لمتطلبات الحصانة الضوضاء للجهاز وانفتاح النظام ، لا يوجد شيء مناسب. فشلت محاولة لطلب جهاز مناسب بشكل مثالي لنا من الخارج ، لأنه من الصعب للغاية إدخال معدات تحمل علامة "إنترنت الأشياء" في إقليم بلدنا على نطاق صناعي. لم يرتب موردون آخرون فترات تسليم مدتها 12 أسبوعًا بأحجام صغيرة وأسعار منخفضة. لذلك ، ولدت في رأسي فكرة إنشاء جهازي واستقرت بحزم. وهذا كان عالميًا ومناسبًا ليس فقط لهذا المشروع على وجه التحديد ، ولكن للعديد من المشاريع الأخرى. ونتيجة لذلك ، مر الكثير من الوقت منذ اللحظة التي ولدت فيها الفكرة ، واختيار الموردين والحالة ، وتطوير اللوحة ، وتصحيح الأخطاء والاختبار ، وتعليمات الكتابة والوثائق الفنية. لكنني الآن أمتلك مع يدي جهازًا تامًا يعمل بالكامل ، ويمكنني القول أننا فعلنا ذلك!
لماذا توت العليق؟
Raspberry Pi هو كمبيوتر صغير عالمي صغير ورخيص يمكن تهيئته بمرونة لأي مهمة. منذ عام 2014 ، تم إصدارها كوحدة حوسبة Compute Module مستقلة ، أي من اللوحة المألوفة مع واجهات وموصلات مختلفة ، تبقى فقط الأكثر أهمية: معالج و ROM و RAM. يتيح لك هذا التصميم استخدام هذا الجهاز لأية مهام يمكن تصوره ولا يمكن تصوره ، كل هذا يتوقف على إمكانية الخيال لإنشاء تسخير حول الوحدة. تجدر الإشارة أيضًا إلى أنه منذ إصدار الإصدار الأول من الجهاز ، تم بالفعل إصدار ثلاثة إصدارات من الوحدات ، وبعد إصدار Raspberry Pi 4 ، يمكنك توقع الإصدار الرابع في المستقبل القريب. كل هذا يشير إلى أن المطورين يطورون بنشاط منتجاتهم ، مما يزيد من قوتها وسرعتها ، وأن أجهزتهم تحظى بشعبية كبيرة بين الناس. هذه الشعبية ليست بلا أساس: طوال هذا الوقت ، أثبتوا أنفسهم كأجهزة موثوق بها قادرة على حل المهام من مختلف المستويات في أي ظرف ، حتى
في الفضاء . من السهل أيضًا برمجة البرنامج على Raspberry Pi ، ولديهم عدد كبير من الدمج في جميع أنحاء العالم.
يتيح لك نظام التشغيل Linux المفتوح تثبيت أي برنامج على الجهاز تمامًا ، اعتمادًا على المهمة المطلوبة. على سبيل المثال ، للحصول على حلول في مجال المنزل الذكي ، يمكن الالتحام باستخدام OpenHab ، أو Home Assistant ، أو iRidiumMobile ، أو NodeRed ، وما إلى ذلك (يمكن العثور على مثال لاستخدام جهاز للمنزل الذكي
هنا ). بالنسبة للصناعة ، يمكن تثبيت أنظمة SCADA ، مثل CODESYS أو Rapid SCADA أو OpenSCADA مع إمكانية استخدام الجهاز كبوابة لنقل البيانات إلى المستوى العلوي باستخدام بروتوكولات MQTT أو http أو REST API أو CoAP. التكامل مع مختلف الخدمات السحابية هو ممكن أيضا.
ما هي واجهات؟
الشكل 2 - عرض اللوحة من أعلى وأسفليدعم الجهاز في الحد الأدنى من التنفيذ الواجهات التالية:
- RS485 × 2 ؛
- RS232 × 1 ؛
- CanBus × 1 ؛
- 1 سلك × 1 ؛
- USB × 1 ؛
- إيثرنت × 1 ؛
- SMA × 2 ؛
- سيم × 1 ؛
- miniPCIe × 2 ؛
- HDMI 4 كيلو × 1 ؛
- MicroUSB × 1 ؛
- MicroSD × 1 ؛
- GPIO × 1.
- الصمام × 1 (للبرمجة) ؛
تسمح لك الواجهات أعلاه بتنفيذ الجهاز في أي مشروع. وحدات الأجهزة الإضافية للتثبيت في فتحات Mini PCI-e من الشركات المصنعة لجهة خارجية تحل المشكلة مع توفر الاتصالات والإنترنت على الجهاز. لم نختار هذه الطريقة مع تثبيت وحدات الاتصالات ، لأن وجود محولات USB (ما يسمى "صفارات") ليس خيارًا موثوقًا به وعالي الجودة ، وتثبيت أجهزة التوجيه الصناعية مثل Robustel R2000-3P باهظ الثمن (حوالي 12 طن ) .. لذلك ، قررنا تثبيت فتحتين لوحدات Mini PCI-e ، والتي يمكن استخدامها حسب الرغبة:
- 3G، LTE، GPRS module (HUAWEI MU709s-2، price: 2.5 tr)؛
- وحدة Wi-Fi مع إمكانية توصيل هوائي اتجاهي به ؛
- وحدة NB-IoT ؛
- وحدة LoraWan لبناء شبكة إنترنت الأشياء.
وبالتالي ، هناك بعض التباين والمرونة في اختيار واجهات الاتصال المناسبة لمهمة محددة.
حلول إضافية
- الوكالة الدولية للطاقة
- في الوقت الحقيقي على مدار الساعة الأجهزة.
- ذاكرة غير متقلبة EEPROM ؛
- حالة وأغطية معدنية (3 مم الألومنيوم) ؛
- نطاق القدرة 9-36 فولت ؛
- نطاق درجة الحرارة -25 ... + 80 درجة مئوية (وفقا للوثائق ، لم تجر الاختبارات بعد).
الشكل 3 - الجهاز AntexGate في القضيةأرغب في تلقي تعليقات من الخبراء. وربما تسمع بعض النصائح أو الاقتراحات.