APQ E5M lavstrøms multiseriell innebygd industriell PC-løsning for jernbanetransport
I systemer for drift og vedlikehold av jernbanetransport er tilstandsovervåking om bord den primære datakilden for å sikre togsikkerhet og muliggjøre prediktivt vedlikehold. Temperatur-, vibrasjons-, strøm-, hastighets- og andre sensorer er installert om bord for å samle inn sanntids driftsdata fra viktige komponenter som understell, trekkmotorer og bremsesystemer. Etter behandling av datainnsamlingsutstyret om bord lastes dataene opp til en bakkebasert analyseplattform for å støtte feilvarsler og håndtering av utstyrets tilstand.
Etter flere runder med produktevaluering og grundig validering på stedet, valgte kunden den innebygde industri-PC-en APQ E5M med lavt strømforbruk og flere serielle kretser som kjerneenhet for sitt datainnsamlingssystem for sensorer om bord i jernbanetransport.
Kundeutfordring
Samtidig tilkobling av flere sensortyper:Hver vogn må koble til flere typer sensorer samtidig, inkludert temperatur-, vibrasjons-, strøm-, hastighets- og forskyvningssensorer. Industri-PC-en krever derfor rikelig med serielle portressurser og fleksibel veksling mellom kommunikasjonsprotokollene RS-232 og RS-485.
Ultralavt strømforbruk og vifteløs design:Innebygd utstyr opererer over lengre perioder i lukkede vognmiljøer med begrenset varmespredning og uunngåelig støv. Enheten trenger derfor ekstremt lavt strømforbruk og vifteløs passiv kjøling for å unngå systemnedetid forårsaket av viftesvikt.
Kompakt størrelse og fleksibel installasjon:Plassen i togets utstyrsrom er ekstremt begrenset. Industri-PC-en må være kompakt og støtte flere monteringsmetoder, inkludert veggmontering og VESA-montering, for å passe til ulike kjøretøydesign.
Bred temperatur, bred spenning og robust design:Togdriftsmiljøer innebærer betydelige temperaturendringer og hyppig vibrasjon. Systemet må støtte et driftstemperaturområde på -20 °C til 60 °C, en 12–28 VDC bredt inngangsområde og IEC-kompatibel vibrasjons- og støtmotstand.
APQ-løsning
Seks serielle porter for samtidig tilkobling av flere sensorer:E5M har seks innebygde COM-porter, inkludert to valgbare RS-232/485-porter og fire RS-232-porter. Denne omfattende serielle konfigurasjonen støtter samtidig tilkobling av temperatur-, vibrasjons-, hastighets-, strøm- og andre serielle sensorer, og oppfyller krav til datainnsamling fra flere kilder for tilstandsovervåking av kritiske komponenter i understellet. Høyhastighets RS-232-modus støtter sanntids og nøyaktig overføring av sensordata.
Ultralavt strømforbruk, vifteløs design for lukkede innebygde miljøer:E5M drives av en Intel® Celeron® J1900 prosessor med ultralavt strømforbruk og en TDP på bare 10 W. Systemet bruker vifteløs passiv kjøling og inneholder ingen sårbare bevegelige viftekomponenter, noe som reduserer feilraten betydelig. I forseglede innebygde kabinetter med begrenset varmespredning unngår den vifteløse designen kjølefeil forårsaket av støvopphopning eller vifteskader, reduserer driftsstøy og senker belastningen på den innebygde strømforsyningen. En kjøleribbe i helaluminium kombinert med et chassis i galvanisert stål balanserer termisk effektivitet og strukturell styrke.
Bred temperatur, bred spenning og robust for krevende jernbaneforhold:E5M støtter et driftstemperaturområde på -20 °C til 60 °C og et lagringstemperaturområde på -40 °C til 80 °C. Dens brede strømforsyning på 12–28 VDC er kompatibel med strømforsyningssystemene ombord i forskjellige togmodeller. Systemet har bestått vibrasjonstesting på 3 Grms og støttesting på 30 G, noe som støtter langvarig stabil drift i det høyfrekvente vibrasjonsmiljøet i høyhastighetstogdrift.
Kompakt formfaktor og fleksibel montering for plassbegrensede installasjoner:E5M måler bare 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm og har en nettovekt på omtrent 2,1 kg. Den støtter VESA, veggmontering og skrivebordsinstallasjon, noe som muliggjør fleksibel distribusjon i kompakte innebygde skap og sparer verdifull installasjonsplass.
Dobbelt Gigabit Ethernet og trådløs utvidelse for pålitelig dataopplasting:E5M integrerer to Intel® Gigabit Ethernet-porter: én for kommunikasjon med det innebygde svitsjet og togkontrollsystemet, og den andre for datautveksling med back-end-overvåkingsplattformen. Et innebygd Mini PCIe-spor (PCIe 2.0 + USB 2.0, med et Nano SIM-spor) støtter valgfrie 4G-moduler for opplasting av overvåkingsdata i sanntid. Et M.2 Key-M-spor støtter SATA SSD-utvidelse for lokal datalagring.
Rik I/O for flere periferienheter:E5M har én USB 3.0-port foran og tre USB 2.0-porter foran, samt fire USB 2.0-porter bak, for totalt åtte USB-grensesnitt. VGA- og HDMI-utganger støtter bruk av to skjermer. Den innebygde 16-bits GPIO-en muliggjør tilkobling til ulike sensorer og aktuatorer. Systemet støtter også APQs proprietære MXM-utvidelsesmoduler, som gir fleksibel tillegg av COM- eller GPIO-funksjoner for applikasjonsspesifikk tilpasning.
Verdifulle prestasjoner:
Integrering av flere sensorer i ett enkelt system:Seks serielle porter (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232), kombinert med dobbel Gigabit Ethernet, muliggjør direkte tilkobling av temperatur-, vibrasjons-, hastighets-, strøm- og andre sensorer i understellet. Den komplette datainnsamlingsarkitekturen kan distribueres uten ekstra utvidelsesmoduler, noe som reduserer antallet enheter og ledningskompleksiteten i det innebygde kabinettet betydelig.
Langsiktig pålitelighet i lukkede miljøer:Den ultralave strømforbruksplattformen på 10 W og vifteløs passiv kjøling eliminerer feilrisiko forbundet med sårbare viftekomponenter, noe som muliggjør stabil datainnsamling døgnet rundt i lukkede og støvete togmiljøer. Feilraten er betydelig lavere enn for konvensjonelle viftekjølte systemer.
Stabil drift under krevende forhold:Bred temperaturdrift fra -20 °C til 60 °C, en 12–28 VDC bredt inngangsområde, 3G vibrasjonsmotstand og 30 G støtmotstand sikrer kontinuerlig sensordatainnsamling under høyhastighetsdrift, temperaturendringer og sporvibrasjoner i høyhastighetstog og metrokjøretøy, og gir en uavbrutt datakilde for prediktivt vedlikehold.
Kompakt distribusjon sparer plass ombord:Den kompakte formfaktoren på 293,5 mm × 149,5 mm × 54,5 mm, sammen med VESA-, veggmonterings- og skrivebordsinstallasjonsalternativer, muliggjør fleksibel integrering i innebygde skap og frigjør ekstra plass til andre funksjonelle moduler.
Fleksibel utvidelse for tilpassede behov:Mini PCIe-sporet med SIM-støtte muliggjør trådløs 4G/Wi-Fi-utvidelse, MXM-modulen støtter applikasjonsspesifikk COM/GPIO-utvidelse, og M.2 Key-M-sporet tillater SSD-kapasitetsutvidelse, noe som oppfyller de varierte kravene til ulike togmodeller og overvåkingsprosjekter.
