Модульный высокопроизводительный картриджный контроллер APQ AK7 для мобильного док-станции БПЛА
Мобильная док-станция для БПЛА — это мобильная интеллектуальная платформа, объединяющая хранение БПЛА, автоматический взлет и посадку, замену батарей и передачу данных. Обычно она размещается в машинах управления в чрезвычайных ситуациях, оперативных пунктах или временных площадках для взлета и посадки. В отличие от обычных стационарных док-станций, мобильные док-станции должны справляться с крайне ограниченным пространством для установки, нестабильным электропитанием и частой вибрацией во время транспортировки и перемещения.
После нескольких этапов выбора модели и тщательного тестирования заказчик в конечном итоге выбрал модульную высокопроизводительную серию контроллеров картриджного типа APQ AK7 в качестве основной платформы управления для своей мобильной док-станции для БПЛА нового поколения.
Проблема клиента
Ограничение по пространству в условиях сверхмалых размеров:Мобильная док-станция должна быть интегрирована в автомобиль управления в чрезвычайных ситуациях или мобильную кабину, где пространство крайне ограничено. Поэтому основной контроллер должен иметь сверхкомпактный форм-фактор для гибкого развертывания в ограниченных пространствах.
Требования к вычислительным ресурсам уровня настольного компьютера:Док-станция должна одновременно выполнять планирование и управление БПЛА, мониторинг состояния док-станции, хранение данных и передачу данных. Следовательно, контроллеру необходима вычислительная мощность уровня настольного компьютера.
Широкие возможности расширения интерфейса:Система должна одновременно подключаться к контроллеру роботизированной руки на док-станции, датчикам окружающей среды (скорость ветра / температура / влажность), системам видеонаблюдения, коммуникационным модулям и другим устройствам. Следовательно, контроллер должен обеспечивать достаточное количество интерфейсов USB, последовательного порта и сети, а также гибкое расширение функций GPIO, CAN и других.
Требования к работе с несколькими дисплеями и отладке:При развертывании в полевых условиях часто требуется одновременное подключение панели оператора и дисплея мониторинга, что приводит к необходимости использования нескольких независимых выходов для отображения информации.
Адаптируемость к суровым условиям эксплуатации в мобильных условиях:Мобильная док-станция подвергается постоянной вибрации во время транспортировки и перемещения, а также значительным колебаниям температуры окружающей среды. Контроллер должен обеспечивать надежность промышленного уровня, включая работу в широком диапазоне температур и высокую вибро- и ударопрочность.
Решение APQ
Процессор настольного класса для эффективной многозадачности:Мобильная док-станция для БПЛА должна одновременно выполнять задачи планирования и управления БПЛА, мониторинга состояния док-станции, хранения данных и передачи данных. Серия AK7 работает на базе процессоров Intel® Core i3/i5/i7 6-го и 9-го поколений, поддерживающих TDP до 65 Вт. Она имеет два слота для оперативной памяти DDR4 SO-DIMM с поддержкой двухканального режима, позволяющего использовать до 64 ГБ памяти. Высокая вычислительная производительность, характерная для настольных компьютеров, обеспечивает плавное параллельное выполнение задач планирования БПЛА, управления док-станцией и хранения данных, отвечая высоким требованиям надежности при автономном развертывании в полевых условиях.
Тройные выходы для многоэкранного мониторинга:Во время полевых работ операторам обычно необходимо одновременно отслеживать состояние док-станции и просматривать видео с БПЛА в режиме реального времени. Серия AK7 интегрирует графику Intel и предоставляет три независимых выхода для отображения информации — HDMI, DP и VGA, при этом интерфейс DP поддерживает разрешение до 4K. Можно одновременно подключить до трех устройств отображения, что позволяет координировать работу нескольких экранов для управления док-станцией, просмотра видео с БПЛА и мониторинга состояния, значительно повышая эффективность полевых работ и улучшая визуализацию.
Модульное расширение картриджного типа для настройки ввода-вывода по запросу:Расширяемость — одно из главных преимуществ серии AK7. Она поддерживает множество расширительных картриджей APQ, которые можно выбирать в соответствии с различными требованиями мобильных док-станций для БПЛА. Выбирая различные картриджи, система может гибко подключаться к контроллеру роботизированной руки док-станции, датчикам окружающей среды, устройствам связи CAN и другим периферийным устройствам без замены всего контроллера. Один встроенный слот M.2 Key-M поддерживает твердотельные накопители NVMe и SATA, а два слота Mini PCIe (один со слотом для SIM-карты) поддерживают расширение для модулей Wi-Fi, 4G, CAN и других.
Многофункциональные интерфейсы для подключения нескольких устройств:На передней панели расположены шесть портов USB для одновременного подключения периферийных устройств, таких как контроллер роботизированной руки док-станции, датчики окружающей среды и коммуникационные модули. Предусмотрены два гигабитных порта Intel LAN — один для внутренней передачи данных с док-станции, а другой для передачи данных с БПЛА или удаленного обслуживания и эксплуатации. Два последовательных порта RS232/485 обеспечивают стабильное соединение для устройств мониторинга окружающей среды, таких как датчики скорости ветра и температуры/влажности. Встроенный порт USB 2.0 Type-A удобен для прямой установки лицензионных ключей и других устройств авторизации.
Сверхкомпактное шасси для интеграции в ограниченном пространстве:Серия AK7 имеет размеры всего 53 мм × 145 мм × 186,4 мм и сочетает в себе цельноалюминиевый радиатор с верхней и нижней крышками из оцинкованной стали. Она поддерживает три способа установки: настенный монтаж, монтаж на DIN-рейку и настольный монтаж. Ее сверхкомпактный корпус позволяет гибко использовать ее в условиях ограниченного пространства, например, в машинах управления аварийными ситуациями и кабинах полевых операций, освобождая дополнительное место для функциональных модулей, таких как батареи и коммуникационное оборудование.
Конструкция, устойчивая к широкому диапазону температур и вибрации, для мобильного развертывания:Серия AK7 использует интеллектуальное активное охлаждение с помощью вентилятора с ШИМ-управлением и поддерживает широкий диапазон входного напряжения 12-28 В постоянного тока (24 В постоянного тока требуется при использовании функций управления подсветкой или PoE). Она поддерживает диапазон рабочих температур от -20 до 60 °C и диапазон температур хранения от -40 до 80 °C, а также прошла испытания на случайную вибрацию 3 Grms и ударную нагрузку 30 G. Это обеспечивает долговременную стабильную работу в условиях интенсивной вибрации, таких как транспортировка на мобильных док-станциях и развертывание в полевых условиях. На нижней панели расположены переключатель режимов AT/ATX, кнопка сброса и кнопка восстановления системы, что позволяет проводить обслуживание системы и восстановление BIOS без разборки устройства, значительно упрощая выездное обслуживание.
Ценовые достижения:
Эффективная параллельная многозадачность:Высокопроизводительные процессоры настольного класса в сочетании с объемом памяти до 64 ГБ обеспечивают стабильную и бесперебойную работу систем планирования и управления БПЛА, мониторинга состояния док-станции, хранения данных и передачи данных, отвечая высоким требованиям надежности автономной работы в полевых условиях.
Многоэкранный мониторинг повышает эффективность работы:Три независимых выхода для отображения информации — HDMI + DP + VGA — позволяют осуществлять координацию работы нескольких экранов для управления док-станцией, просмотра видео с БПЛА и мониторинга состояния, предоставляя полевым операторам одновременный доступ к исчерпывающей информации и значительно повышая эффективность и наглядность.
Расширение с помощью картриджей позволяет использовать устройство на одной платформе для множества приложений:Заменив расширительные картриджи APQ, контроллер может гибко адаптироваться к различным конфигурациям ввода-вывода — от многоканального мониторинга устройств GPIO до связи по шине CAN. Единая аппаратная платформа в сочетании с различными картриджами может удовлетворить потребности в управлении несколькими моделями мобильных док-станций, значительно сократив затраты на разработку и складские запасы.
Компактное размещение освобождает ценное мобильное пространство:Сверхкомпактный корпус размером 53 мм × 145 мм × 186,4 мм, а также возможности настенного монтажа и установки на DIN-рейку, позволяют гибко интегрировать устройство в ограниченные пространства, такие как автомобили управления аварийными ситуациями и кабины полевых операторов, освобождая дополнительное пространство для размещения коммуникационного оборудования, аккумуляторных батарей и других функциональных модулей.
Стабильная работа в суровых условиях:Широкий диапазон рабочих температур от -20 до 60°C, устойчивость к вибрации 3G, ударам 30G и широкий диапазон входного напряжения постоянного тока 12-28 В обеспечивают длительную стабильную работу во время транспортировки, перемещения и развертывания в полевых условиях при значительных колебаниях температуры.
Эффективное техническое обслуживание на местах:Переключатель AT/ATX, кнопка сброса и кнопка восстановления системы на нижней панели позволяют проводить техническое обслуживание системы без разборки, что значительно снижает затраты на послепродажное обслуживание и время реагирования в удаленных местах.
