रास्पबेरी CM3 + पर आधारित एक IoT प्रवेश द्वार का विकास

चित्र 1 - डिवाइस बोर्ड

औद्योगिक स्वचालन और प्रक्रिया नियंत्रण प्रणालियों के क्षेत्र में महान अनुभव, यह प्रतीत होता है, इस तथ्य में योगदान करना चाहिए कि समय के साथ मैंने पहले से ही बहुत सारी चीजें देखी हैं और बहुत सी चीजों को जाना है। लेकिन वहाँ यह था। यह पता चला है कि कभी-कभी कार्य और परियोजनाएं उत्पन्न हो सकती हैं जो मानक उपकरणों का उपयोग करके लागू करना मुश्किल हैं। इसलिए, एक कुख्यात संयंत्र एन के "क्लाउड" में निगरानी और प्रबंधन पर एक बड़ी परियोजना के तहत, उपयुक्त लोहा खोजने के लिए आवश्यक था। हालांकि, यह पता चला है कि रूस में, डिवाइस की शोर प्रतिरक्षा और सिस्टम के खुलेपन की आवश्यकताओं के अनुसार, उपयुक्त कुछ भी मौजूद नहीं है। विदेश से हमारे लिए आदर्श रूप से अनुकूल एक उपकरण का ऑर्डर देने का प्रयास विफल रहा, क्योंकि हमारे देश में औद्योगिक पैमाने पर "IoT" के रूप में चिह्नित उपकरणों को पेश करना बहुत मुश्किल है। अन्य आपूर्तिकर्ताओं ने छोटे वॉल्यूम और कीमत के साथ 12 सप्ताह की डिलीवरी अवधि की व्यवस्था नहीं की। इसलिए, मेरे सिर में मेरे डिवाइस को बनाने का विचार पैदा हुआ और दृढ़ता से बस गया। और ऐसा है कि यह सार्वभौमिक और उपयुक्त था न केवल विशेष रूप से इस एक परियोजना के लिए, बल्कि कई अन्य लोगों के लिए। नतीजतन, इस विचार को पैदा हुए, आपूर्तिकर्ताओं और मामले के चयन, बोर्ड के विकास, इसके डिबगिंग और परीक्षण, निर्देशों के लेखन और तकनीकी दस्तावेज़ीकरण के बाद से बहुत समय बीत चुका है। लेकिन अब मैं अपने हाथों में एक रोमांच के साथ पूरी तरह से तैयार और काम कर रहे डिवाइस को पकड़ता हूं, और मैं कह सकता हूं कि हमने यह किया!

रास्पबेरी क्यों?

रास्पबेरी पाई एक छोटा और सस्ता सार्वभौमिक माइक्रो कंप्यूटर है जिसे किसी भी कार्य के लिए लचीले रूप से कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। 2014 के बाद से, यह एक स्वतंत्र कम्प्यूट मॉड्यूल मॉड्यूल के रूप में जारी किया गया है, अर्थात्, विभिन्न इंटरफेस और कनेक्टर के साथ परिचित बोर्ड से, केवल सबसे महत्वपूर्ण अवशेष: एक प्रोसेसर, रोम और रैम। यह डिज़ाइन आपको किसी भी बोधगम्य और अकल्पनीय कार्यों के लिए इस उपकरण का उपयोग करने की अनुमति देता है, यह सब मॉड्यूल के चारों ओर एक हार्नेस बनाने के लिए कल्पना की संभावना पर निर्भर करता है। यह भी ध्यान देने योग्य है कि डिवाइस के पहले संस्करण की रिलीज के बाद से, मॉड्यूल के तीन संस्करण पहले ही जारी किए जा चुके हैं, और रास्पबेरी पाई 4 की रिलीज के बाद, आप शायद निकट भविष्य में चौथे संस्करण की उम्मीद कर सकते हैं। यह सब बताता है कि डेवलपर्स अपने उत्पाद को सक्रिय रूप से विकसित कर रहे हैं, इसकी शक्ति और गति को बढ़ा रहे हैं, और यह कि उनका उपकरण लोगों के बीच बहुत लोकप्रिय है। यह लोकप्रियता आधारहीन नहीं है: इस सभी समय के लिए उन्होंने खुद को विश्वसनीय उपकरणों के रूप में स्थापित किया है जो किसी भी स्थिति में विभिन्न स्तरों के कार्यों को सुलझाने में सक्षम हैं, यहां तक कि अंतरिक्ष में भी। रास्पबेरी पाई पर कार्यक्रम करना भी सशर्त रूप से सरल है, उनके पास दुनिया भर में बड़ी संख्या में इंटीग्रेटर्स हैं।

खुला लिनक्स ऑपरेटिंग सिस्टम आपको आवश्यक कार्य के आधार पर डिवाइस पर बिल्कुल किसी भी सॉफ़्टवेयर को स्थापित करने की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, स्मार्ट होम के क्षेत्र में समाधान के लिए, OpenHab, गृह सहायक, iRidiumMobile, NodeRed, आदि के साथ डॉकिंग संभव है (स्मार्ट घर के लिए डिवाइस का उपयोग करने का एक उदाहरण यहां पाया जा सकता है )। उद्योग के लिए, SCQA- सिस्टम को स्थापित करना संभव है, जैसे CODESYS, रैपिड SCADA, OpenSCADA को MQTT, http, REST API या CoAP प्रोटोकॉल का उपयोग करके डेटा को ऊपरी स्तर पर स्थानांतरित करने के लिए गेटवे के रूप में उपयोग करने की क्षमता है। विभिन्न क्लाउड सेवाओं के साथ एकीकरण भी संभव है।

इंटरफेस क्या हैं?

चित्र 2 - ऊपर और नीचे से बोर्ड का दृश्य

न्यूनतम निष्पादन में डिवाइस निम्नलिखित इंटरफेस का समर्थन करता है:

• RS485 x 2;
• RS232 x 1;
• कैनबस x 1;
• 1-वायर x 1;
• USB x 1;
• ईथरनेट x 1;
• एसएमए एक्स 2;
• सिम x 1;
• miniPCIe x 2;
• एचडीएमआई 4k x 1;
• माइक्रोयूएसबी एक्स 1;
• माइक्रोएसडी एक्स 1;
• GPIO x १।
• एलईडी एक्स 1 (प्रोग्राम करने योग्य);

उपरोक्त इंटरफ़ेस आपको किसी भी परियोजना में डिवाइस को लागू करने की अनुमति देता है। और तीसरे पक्ष के निर्माताओं से मिनी पीसीआई-ई स्लॉट में स्थापना के लिए अतिरिक्त हार्डवेयर मॉड्यूल डिवाइस पर संचार और इंटरनेट की उपलब्धता के साथ समस्या को हल करते हैं। हमने संचार मॉड्यूल स्थापित करने के साथ इस तरह का चयन नहीं किया, क्योंकि यूएसबी एडेप्टर (तथाकथित "सीटी") की उपस्थिति बहुत विश्वसनीय और उच्च गुणवत्ता वाला विकल्प नहीं है, और रॉबस्टेल R2000-3P जैसे औद्योगिक राउटर स्थापित करना महंगा है (लगभग 12 tr) ) .. इसलिए, हम मिनी पीसीआई-ई मॉड्यूल के लिए दो स्लॉट स्थापित करने पर बस गए, जिसका उपयोग किया जा सकता है:

• 3G, LTE, GPRS मॉड्यूल (HUAWEI MU709s-2, मूल्य: 2.5 tr);
• वाई-फाई मॉड्यूल के साथ एक दिशात्मक एंटीना को जोड़ने की क्षमता;
• एनबी-आईओटी मॉड्यूल;
• LoraWan मॉड्यूल इंटरनेट ऑफ थिंग्स नेटवर्क के निर्माण के लिए।

इस प्रकार, एक विशिष्ट कार्य के लिए सही संचार इंटरफेस चुनने में एक निश्चित परिवर्तनशीलता और लचीलापन है।

अतिरिक्त समाधान

• हार्डवेयर प्रहरी;
• वास्तविक समय हार्डवेयर घड़ी;
• गैर वाष्पशील मेमोरी EEPROM;
• धातु का मामला और कवर (3 मिमी एल्यूमीनियम);
• पावर रेंज 9-36 वी;
• तापमान रेंज -25 ... + 80 डिग्री सेल्सियस (दस्तावेजों के अनुसार, परीक्षण अभी तक नहीं किए गए हैं)।

चित्रा 3 - मामले में AntexGate डिवाइस

मैं विशेषज्ञों से प्रतिक्रिया प्राप्त करना चाहूंगा। और शायद कुछ सलाह या सुझाव सुने।