철도 운송 운영 및 유지보수 시스템에서 차량 내 상태 모니터링은 열차 안전을 확보하고 예측 유지보수를 가능하게 하는 핵심 데이터 소스입니다. 온도, 진동, 전류, 속도 등의 센서가 차량에 설치되어 주행 장치, 견인 모터, 제동 시스템과 같은 주요 구성 요소에서 실시간 작동 데이터를 수집합니다. 차량 내 데이터 수집 장비를 통해 처리된 데이터는 지상 분석 플랫폼으로 업로드되어 고장 경고 및 장비 상태 관리를 지원합니다.
여러 차례의 제품 평가와 엄격한 현장 검증을 거쳐 고객은 APQ E5M 저전력 멀티시리얼 임베디드 산업용 PC를 철도 운송 차량 탑재 센서 데이터 수집 시스템의 핵심 장치로 선정했습니다.
고객 과제
여러 센서 유형의 동시 연결:각 캐리지에는 온도, 진동, 전류, 속도 및 변위 센서를 포함한 여러 유형의 센서를 동시에 연결해야 합니다. 따라서 산업용 PC는 충분한 직렬 포트 리소스와 RS-232 및 RS-485 통신 프로토콜 간의 유연한 전환 기능을 필요로 합니다.
초저전력 및 팬리스 설계:탑재 장비는 열 방출이 제한적이고 먼지가 불가피한 밀폐된 운송 환경에서 장시간 작동합니다. 따라서 팬 고장으로 인한 시스템 다운타임을 방지하기 위해 극도로 낮은 전력 소비와 팬이 없는 수동 냉각 방식이 필요합니다.
컴팩트한 크기와 유연한 설치:열차 장비실 내부 공간은 극히 제한적입니다. 산업용 PC는 소형이어야 하며, 다양한 차량 설계에 맞춰 벽면 장착 및 VESA 마운트를 포함한 여러 장착 방식을 지원해야 합니다.
광범위한 온도 범위, 전압 범위 및 견고한 설계:열차 운행 환경은 상당한 온도 변화와 잦은 진동을 수반합니다. 따라서 시스템은 -20°C ~ 60°C의 작동 온도 범위, 12~28VDC의 광범위한 입력 전압, 그리고 IEC 규격에 부합하는 진동 및 충격 저항을 지원해야 합니다.
APQ 솔루션
6개의 직렬 포트를 통해 여러 센서를 동시에 연결할 수 있습니다.:E5M은 2개의 RS-232/485 전환 포트와 4개의 RS-232 포트를 포함하여 총 6개의 온보드 COM 포트를 제공합니다. 이러한 풍부한 직렬 포트 구성은 온도, 진동, 속도, 전류 및 기타 직렬 센서의 동시 연결을 지원하여 주요 주행 장치 부품의 상태 모니터링을 위한 다중 소스 데이터 수집 요구 사항을 충족합니다. 고속 RS-232 모드는 센서 데이터의 실시간 및 정확한 전송을 지원합니다.
밀폐형 온보드 환경을 위한 초저전력 팬리스 설계:E5M은 TDP가 10W에 불과한 Intel® Celeron® J1900 초저전력 프로세서로 구동됩니다. 이 시스템은 팬리스 패시브 쿨링 방식을 채택하여 움직이는 팬 부품이 없어 고장률을 크게 줄였습니다. 열 방출이 제한적인 밀폐형 온보드 케이스에서 팬리스 설계는 먼지 축적이나 팬 손상으로 인한 냉각 고장을 방지하고, 작동 소음을 줄이며, 온보드 전원 공급 장치의 부하를 낮춥니다. 전체 알루미늄 방열판과 아연 도금 강철 섀시는 열 효율성과 구조적 강도의 균형을 제공합니다.
광범위한 온도 범위, 넓은 전압 범위, 그리고 까다로운 철도 환경에 견딜 수 있는 견고함:E5M은 -20°C ~ 60°C의 작동 온도 범위와 -40°C ~ 80°C의 보관 온도 범위를 지원합니다. 12~28VDC의 광범위한 전원 입력은 다양한 열차 모델의 차량 전원 시스템과 호환됩니다. 이 시스템은 3Grms 진동 시험과 30G 충격 시험을 통과하여 고속철도 운행의 고주파 진동 환경에서도 장기간 안정적인 작동을 보장합니다.
컴팩트한 디자인과 유연한 장착 방식으로 공간 제약이 있는 설치 환경에 적합:E5M은 크기가 293.5mm × 149.5mm × 54.5mm에 불과하고 순중량은 약 2.1kg입니다. VESA 마운트, 벽걸이형, 데스크탑 설치를 지원하여 소형 온보드 캐비닛에 유연하게 설치할 수 있고 귀중한 설치 공간을 절약할 수 있습니다.
안정적인 데이터 업로드를 위한 듀얼 기가비트 이더넷 및 무선 확장 기능:E5M에는 두 개의 Intel® 기가비트 이더넷 포트가 통합되어 있습니다. 하나는 온보드 스위치 및 열차 제어 시스템과의 통신용이고, 다른 하나는 백엔드 모니터링 플랫폼과의 데이터 교환용입니다. 내장된 Mini PCIe 슬롯(PCIe 2.0 + USB 2.0, Nano SIM 슬롯 포함)은 실시간 모니터링 데이터 업로드를 위한 옵션 4G 모듈을 지원합니다. M.2 Key-M 슬롯은 로컬 데이터 캐싱을 위한 SATA SSD 확장을 지원합니다.
다양한 주변 장치를 위한 풍부한 I/O:E5M은 전면에 USB 3.0 포트 1개와 USB 2.0 포트 3개, 그리고 후면에 USB 2.0 포트 4개를 포함하여 총 8개의 USB 인터페이스를 제공합니다. VGA 및 HDMI 출력은 듀얼 디스플레이 구성을 지원합니다. 내장된 16비트 GPIO는 다양한 센서 및 액추에이터와의 연결을 용이하게 합니다. 또한, APQ 고유의 MXM 확장 모듈을 지원하여 애플리케이션별 맞춤 설정을 위해 COM 또는 GPIO 기능을 유연하게 추가할 수 있습니다.
가치 있는 성과:
단일 시스템에 다중 센서 통합:6개의 시리얼 포트(RS-232/485 2개 + RS-232 4개)와 듀얼 기가비트 이더넷을 통해 주행 장치에 온도, 진동, 속도, 전류 등의 센서를 직접 연결할 수 있습니다. 추가 확장 모듈 없이 완벽한 데이터 수집 아키텍처를 구축할 수 있어 온보드 캐비닛 내부의 장치 수와 배선 복잡성을 크게 줄일 수 있습니다.
밀폐된 환경에서의 장기적인 신뢰성:10W의 초저전력 플랫폼과 팬리스 패시브 쿨링 방식은 취약한 팬 부품으로 인한 고장 위험을 제거하여 밀폐되고 먼지가 많은 열차 환경에서도 24시간 내내 안정적인 데이터 수집을 가능하게 합니다. 고장률은 기존 팬 냉각 시스템보다 훨씬 낮습니다.
까다로운 환경에서도 안정적인 작동:-20°C ~ 60°C의 넓은 온도 범위 작동, 12~28VDC의 광범위한 입력 전압, 3G 진동 저항 및 30G 충격 저항을 통해 고속 열차 및 지하철 차량의 고속 운행, 온도 변화 및 선로 진동 환경에서도 센서 데이터를 지속적으로 수집하여 예측 유지보수를 위한 끊김 없는 데이터 소스를 제공합니다.
컴팩트한 크기로 기내 공간을 절약할 수 있습니다.293.5mm × 149.5mm × 54.5mm의 컴팩트한 크기와 VESA, 벽걸이, 데스크탑 설치 옵션을 통해 차량 내부 캐비닛에 유연하게 통합할 수 있으며, 다른 기능 모듈을 위한 추가 공간을 확보할 수 있습니다.
맞춤형 요구사항에 맞춘 유연한 확장성:SIM을 지원하는 Mini PCIe 슬롯은 4G/Wi-Fi 무선 확장을 가능하게 하고, MXM 모듈은 애플리케이션별 COM/GPIO 확장을 지원하며, M.2 Key-M 슬롯은 SSD 용량 확장을 지원하여 다양한 열차 모델과 모니터링 프로젝트의 요구 사항을 충족합니다.
