Modułowy kontroler APQ AK7 o wysokiej wydajności w formie kasety w aplikacji mobilnej stacji dokującej bezzałogowego statku powietrznego
Mobilna stacja dokująca bezzałogowego statku powietrznego (UAV) to inteligentna platforma mobilna, integrująca funkcje przechowywania danych, automatycznego startu i lądowania, wymiany baterii oraz transmisji danych. Jest ona zazwyczaj instalowana w pojazdach dowodzenia, kabinach operatorów terenowych lub tymczasowych bazach startów i lądowań. W przeciwieństwie do konwencjonalnych stacjonarnych stacji dokujących, mobilne stacje dokujące muszą radzić sobie z ograniczoną przestrzenią instalacyjną, niestabilnym zasilaniem oraz częstymi wibracjami podczas transportu i przemieszczania.
Po wielu rundach wyboru modelu i rygorystycznych testach walidacyjnych klient ostatecznie wybrał serię modułowych kontrolerów kasetowych o wysokiej wydajności APQ AK7 jako główną platformę sterowania dla swojej nowej generacji stacji dokującej mobilnego UAV.
Wyzwanie klienta
Ograniczona przestrzeń ultrakompaktowa:Mobilna stacja dokująca musi być zintegrowana z pojazdem dowodzenia lub kabiną mobilną w sytuacjach, w których przestrzeń jest wyjątkowo ograniczona. Dlatego główny kontroler musi mieć ultrakompaktową obudowę, umożliwiającą elastyczne rozmieszczenie w ograniczonej przestrzeni.
Wymagania dotyczące komputerów stacjonarnych:Stacja dokująca musi jednocześnie obsługiwać harmonogram i zarządzanie bezzałogowymi statkami powietrznymi, monitorowanie stanu stacji dokującej, przechowywanie danych i transmisję danych. Kontroler musi zatem zapewniać wydajność przetwarzania porównywalną z wydajnością komputera stacjonarnego.
Możliwość bogatej rozbudowy interfejsu:System musi jednocześnie łączyć się ze stacją dokującą, kontrolerem ramienia robota, czujnikami środowiskowymi (prędkości wiatru / temperatury / wilgotności), systemem monitoringu wideo, modułami komunikacyjnymi i innymi urządzeniami. Kontroler musi zatem zapewniać wystarczającą liczbę interfejsów USB, szeregowych i sieciowych, umożliwiając jednocześnie elastyczną rozbudowę GPIO, CAN i innych funkcji.
Wymagania dotyczące obsługi wielu wyświetlaczy i debugowania:Podczas pracy w terenie panel operatora i wyświetlacz monitorujący często muszą być podłączone jednocześnie, co wymaga wielu niezależnych wyjść wyświetlacza.
Możliwość przystosowania się do trudnych warunków mobilnych:Mobilna stacja dokująca jest narażona na ciągłe wibracje podczas transportu i przemieszczania, a także na duże wahania temperatury otoczenia. Kontroler musi zapewniać niezawodność klasy przemysłowej, w tym możliwość pracy w szerokim zakresie temperatur oraz odporność na wibracje i wstrząsy.
Rozwiązanie APQ
Procesor klasy stacjonarnej do wydajnej pracy wielozadaniowej:Mobilna stacja dokująca UAV musi jednocześnie obsługiwać harmonogramowanie i zarządzanie UAV, monitorowanie statusu stacji dokującej, przechowywanie danych oraz transmisję danych. Seria AK7 jest napędzana procesorami Intel® Core i3/i5/i7 6.–9. generacji klasy desktopowej z obsługą TDP do 65 W. Oferuje dwa gniazda pamięci DDR4 SO-DIMM z obsługą dwukanałową do 64 GB. Wysoka wydajność obliczeniowa klasy desktopowej zapewnia płynne, równoległe wykonywanie zadań harmonogramowania UAV, sterowania stacją dokującą i przechowywania danych, spełniając wysokie wymagania dotyczące niezawodności w przypadku bezobsługowych wdrożeń w terenie.
Potrójne wyjścia wyświetlania do monitorowania wielu ekranów:Podczas działań w terenie operatorzy zazwyczaj muszą jednocześnie monitorować stan stacji dokującej i oglądać obraz na żywo z bezzałogowego statku powietrznego. Seria AK7 integruje grafikę Intel i oferuje trzy niezależne wyjścia wideo – HDMI, DP i VGA – z interfejsem DP obsługującym rozdzielczość do 4K. Jednocześnie można podłączyć do trzech urządzeń wyświetlających, co umożliwia koordynację wielu ekranów do sterowania stacją dokującą, obrazu wideo z bezzałogowego statku powietrznego i monitorowania stanu, znacznie poprawiając wydajność i wizualizację działań w terenie.
Modułowa rozbudowa w formie kasety umożliwiająca dostosowywanie wejścia/wyjścia na żądanie:Możliwość rozbudowy to jedna z głównych zalet serii AK7. Obsługuje ona wiele kartridży rozszerzeń APQ, które można dobrać do zróżnicowanych wymagań mobilnych stacji dokujących bezzałogowych statków powietrznych (UAV). Dzięki możliwości wyboru różnych kartridży, system może elastycznie łączyć się z kontrolerem ramienia robota stacji dokującej, czujnikami środowiskowymi, urządzeniami komunikacyjnymi CAN i innymi urządzeniami peryferyjnymi bez konieczności wymiany całego kontrolera. Jedno wbudowane gniazdo M.2 Key-M obsługuje dyski SSD NVMe i SATA, a dwa gniazda Mini PCIe (jedno z gniazdem na kartę SIM) umożliwiają rozbudowę o moduły Wi-Fi, 4G, CAN i inne.
Bogate interfejsy umożliwiające łączność wielu urządzeń:Na panelu przednim znajduje się sześć portów USB do jednoczesnego podłączania urządzeń peryferyjnych, takich jak kontroler ramienia robota stacji dokującej, czujniki środowiskowe i moduły komunikacyjne. Dostępne są dwa porty Intel Gigabit LAN – jeden do wewnętrznej komunikacji danych stacji dokującej, a drugi do transmisji danych z bezzałogowego statku powietrznego (UAV) lub zdalnej obsługi i utrzymania (O&M). Dwa porty szeregowe RS232/485 zapewniają stabilną łączność z urządzeniami monitorującymi warunki otoczenia, takimi jak czujniki prędkości wiatru oraz temperatury i wilgotności. Wbudowany port USB 2.0 typu A umożliwia wygodną instalację kluczy licencyjnych i innych urządzeń autoryzacyjnych.
Ultrakompaktowa obudowa do integracji w ograniczonej przestrzeni:Seria AK7 ma wymiary zaledwie 53 mm × 145 mm × 186,4 mm i łączy w sobie całkowicie aluminiowy radiator z ocynkowaną stalową pokrywą górną i dolną. Obsługuje trzy metody montażu: montaż na ścianie, montaż na szynie DIN oraz montaż na biurku. Jej ultrakompaktowa obudowa umożliwia elastyczne rozmieszczenie w miejscach o ograniczonej przestrzeni, takich jak wozy dowodzenia i kabiny operatorów w terenie, uwalniając dodatkową przestrzeń instalacyjną na moduły funkcjonalne, takie jak akumulatory i sprzęt komunikacyjny.
Konstrukcja odporna na szerokie temperatury i wibracje do zastosowań mobilnych:Seria AK7 wykorzystuje inteligentne, aktywne chłodzenie wentylatorowe sterowane PWM i obsługuje szeroki zakres zasilania 12–28 VDC (24 VDC jest wymagane w przypadku sterowania oświetleniem lub funkcji PoE). Urządzenie pracuje w temperaturach od -20 do 60°C i temperaturach przechowywania od -40 do 80°C. Urządzenie przeszło testy odporności na drgania losowe o wartości 3 Grms i wstrząsy o wartości 30 G. Gwarantuje to długotrwałą, stabilną pracę w warunkach intensywnego narażenia na drgania, takich jak transport z wykorzystaniem stacji dokującej i praca w terenie. Dolny panel zawiera selektor trybu AT/ATX, przycisk resetowania i przycisk przywracania systemu, co umożliwia konserwację systemu i odzyskiwanie BIOS-u bez demontażu urządzenia, a także znacznie ułatwia serwis w terenie.
Osiągnięcia wartościowe:
Wydajne wykonywanie wielu zadań równolegle:Wysokowydajne procesory klasy stacjonarnej w połączeniu z pamięcią do 64 GB zapewniają stabilną i płynną pracę harmonogramowania i zarządzania bezzałogowymi statkami powietrznymi, monitorowania stanu stacji dokującej, przechowywania danych i zadań związanych z przesyłem danych, spełniając wysokie wymagania dotyczące niezawodności w przypadku bezobsługowych operacji w terenie.
Monitorowanie na wielu ekranach zwiększa wydajność operacyjną:Trzy niezależne wyjścia wyświetlacza — HDMI + DP + VGA — umożliwiają koordynację wielu ekranów w celu sterowania stacją dokującą, przesyłania obrazu wideo z drona i monitorowania stanu. Dzięki temu operatorzy terenowi mają jednoczesny dostęp do kompleksowych informacji, co znacznie zwiększa wydajność i wizualizację.
Rozszerzenie w stylu kartridża umożliwia korzystanie z jednej platformy i wielu aplikacji:Dzięki wymianie wkładów rozszerzeń APQ, kontroler może elastycznie dostosowywać się do różnych konfiguracji wejść/wyjść – od wielokanałowego monitorowania urządzeń GPIO po komunikację po magistrali CAN. Pojedyncza platforma sprzętowa w połączeniu z różnymi wkładami może zaspokoić wymagania sterowania wielu modeli mobilnych stacji dokujących, znacznie obniżając koszty rozwoju produktu i magazynowania.
Kompaktowe wdrożenie uwalnia cenną przestrzeń mobilną:Ultrakompaktowa obudowa o wymiarach 53 mm × 145 mm × 186,4 mm, z możliwością montażu na ścianie lub na szynie DIN, może być elastycznie integrowana w ograniczonych przestrzeniach, takich jak pojazdy dowodzenia w sytuacjach awaryjnych i kabiny operatorów terenowych, uwalniając dodatkową przestrzeń konstrukcyjną na sprzęt komunikacyjny, zestawy akumulatorów i inne moduły funkcjonalne.
Stabilna praca w trudnych warunkach:Szeroki zakres temperatur pracy od -20 do 60°C, odporność na wibracje 3 G, odporność na wstrząsy 30 G oraz szeroki zakres napięcia wejściowego prądu stałego 12–28 V gwarantują długotrwałą, stabilną pracę podczas transportu, relokacji i pracy w terenie przy dużych wahaniach temperatur.
Efektywna konserwacja pola:Znajdujący się na dolnym panelu selektor AT/ATX, przycisk resetowania i przycisk przywracania systemu umożliwiają konserwację systemu bez demontażu, co znacznie zmniejsza koszty serwisu posprzedażowego i czas reakcji w odległych lokalizacjach
