APQ E5M — маломощное многопоследовательное встраиваемое промышленное ПК-решение для железнодорожного транспорта.
В системах эксплуатации и технического обслуживания железнодорожного транспорта бортовой мониторинг состояния является основным источником данных для обеспечения безопасности поездов и осуществления прогнозирующего технического обслуживания. На борту устанавливаются датчики температуры, вибрации, тока, скорости и другие, которые собирают данные о работе в режиме реального времени от ключевых компонентов, таких как ходовая часть, тяговые двигатели и тормозные системы. После обработки бортовым оборудованием сбора данных, они загружаются на наземную аналитическую платформу для поддержки предупреждений о неисправностях и управления состоянием оборудования.
После нескольких этапов оценки продукции и тщательной проверки на месте заказчик выбрал маломощный многопоточный встраиваемый промышленный ПК APQ E5M в качестве основного устройства для своей бортовой системы сбора данных с датчиков в железнодорожном транспорте.
Проблема клиента
Одновременное подключение нескольких типов датчиков:Каждая каретка должна одновременно подключать несколько типов датчиков, включая датчики температуры, вибрации, тока, скорости и перемещения. Поэтому промышленный ПК требует значительных ресурсов последовательных портов и гибкого переключения между протоколами связи RS-232 и RS-485.
Сверхнизкое энергопотребление и безвентиляторная конструкция:Бортовое оборудование работает длительное время в закрытых помещениях с ограниченным теплоотводом и неизбежным скоплением пыли. Поэтому устройству требуется чрезвычайно низкое энергопотребление и пассивное охлаждение без вентилятора, чтобы избежать простоев системы, вызванных отказом вентилятора.
Компактный размер и гибкие возможности установки:Пространство внутри отсеков железнодорожного оборудования крайне ограничено. Промышленный ПК должен быть компактным и поддерживать различные способы крепления, включая настенное крепление и крепление VESA, чтобы подходить для различных конструкций транспортных средств.
Широкий диапазон рабочих температур, широкий диапазон напряжений и надежная конструкция:Условия эксплуатации поездов включают значительные перепады температуры и частую вибрацию. Система должна выдерживать диапазон рабочих температур от -20°C до 60°C, широкий диапазон входного напряжения 12-28 В постоянного тока, а также соответствовать требованиям IEC по вибро- и ударопрочности.
Решение APQ
Шесть последовательных портов для одновременного подключения нескольких датчиков.:E5M имеет шесть встроенных COM-портов, включая два переключаемых порта RS-232/485 и четыре порта RS-232. Эта богатая последовательная конфигурация поддерживает одновременное подключение датчиков температуры, вибрации, скорости, тока и других, удовлетворяя требованиям к сбору данных из нескольких источников для мониторинга состояния критически важных компонентов ходовой части. Высокоскоростной режим RS-232 обеспечивает передачу данных с датчиков в реальном времени и с высокой точностью.
Сверхнизкое энергопотребление, безвентиляторная конструкция для закрытых бортовых камер.:В E5M используется сверхэкономичный процессор Intel® Celeron® J1900 с TDP всего 10 Вт. Система использует пассивное охлаждение без вентилятора и не содержит уязвимых движущихся компонентов вентилятора, что значительно снижает частоту отказов. В герметичных корпусах с ограниченным тепловыделением безвентиляторная конструкция предотвращает сбои в охлаждении, вызванные скоплением пыли или повреждением вентилятора, снижает уровень шума при работе и уменьшает нагрузку на встроенный блок питания. Полностью алюминиевый радиатор в сочетании с корпусом из оцинкованной стали обеспечивает баланс между тепловой эффективностью и прочностью конструкции.
Широкий диапазон температур, высокое напряжение и надежность для сложных условий эксплуатации на железной дороге.:E5M поддерживает диапазон рабочих температур от -20°C до 60°C и диапазон температур хранения от -40°C до 80°C. Широкий диапазон входного напряжения 12-28 В постоянного тока совместим с бортовыми системами питания различных моделей поездов. Система прошла испытания на вибрацию 3 Grms и ударную нагрузку 30 G, что обеспечивает долговременную стабильную работу в условиях высокочастотной вибрации, характерных для высокоскоростных железнодорожных перевозок.
Компактный форм-фактор и гибкие возможности монтажа для установки в условиях ограниченного пространства.:Размеры E5M составляют всего 293,5 мм × 149,5 мм × 54,5 мм, а вес нетто — около 2,1 кг. Он поддерживает крепление по стандарту VESA, настенный монтаж и настольную установку, что обеспечивает гибкость размещения в компактных встроенных шкафах и экономию ценного пространства при монтаже.
Двойной гигабитный Ethernet и беспроводное расширение для надежной загрузки данных.:E5M интегрирует два гигабитных порта Ethernet Intel®: один для связи с бортовым коммутатором и системой управления поездом, а другой для обмена данными с платформой мониторинга. Встроенный слот Mini PCIe (PCIe 2.0 + USB 2.0, со слотом для Nano SIM-карты) поддерживает опциональные модули 4G для загрузки данных мониторинга в реальном времени. Слот M.2 Key-M поддерживает расширение SATA SSD для локального кэширования данных.
Широкие возможности ввода-вывода для множества периферийных устройств:E5M имеет один фронтальный порт USB 3.0 и три фронтальных порта USB 2.0, а также четыре задних порта USB 2.0, что в сумме составляет восемь USB-интерфейсов. Выходы VGA и HDMI поддерживают работу с двумя дисплеями. Встроенный 16-битный GPIO упрощает подключение к различным датчикам и исполнительным механизмам. Система также поддерживает фирменные модули расширения APQ MXM, позволяющие гибко добавлять функции COM или GPIO для индивидуальной настройки под конкретные приложения.
Ценовые достижения:
Интеграция нескольких датчиков в единую систему:Шесть последовательных портов (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232) в сочетании с двумя портами Gigabit Ethernet позволяют напрямую подключать датчики температуры, вибрации, скорости, тока и другие датчики к ходовой части. Полная архитектура сбора данных может быть развернута без дополнительных модулей расширения, что значительно сокращает количество устройств и сложность проводки внутри бортового шкафа.
Долговременная надежность в замкнутых пространствах:Платформа со сверхнизким энергопотреблением 10 Вт и пассивное охлаждение без вентилятора исключают риски отказов, связанные с уязвимыми компонентами вентилятора, обеспечивая стабильный круглосуточный сбор данных в закрытых и пыльных помещениях поездов. Частота отказов значительно ниже, чем у традиционных систем с вентиляторным охлаждением.
Стабильная работа в сложных условиях:Широкий диапазон рабочих температур от -20°C до 60°C, широкий диапазон входного напряжения 12-28 В постоянного тока, устойчивость к вибрации 3G и ударам 30G обеспечивают непрерывный сбор данных с датчиков при высокоскоростной работе, перепадах температуры и вибрации путей в высокоскоростных поездах и метро, предоставляя бесперебойный источник данных для прогнозирующего технического обслуживания.
Компактная конструкция позволяет сэкономить место на борту:Компактные размеры 293,5 мм × 149,5 мм × 54,5 мм, а также возможность установки по стандарту VESA, на стену и на стол, обеспечивают гибкую интеграцию в встроенные шкафы и освобождают дополнительное пространство для других функциональных модулей.
Гибкие возможности расширения для удовлетворения индивидуальных требований:Слот Mini PCIe с поддержкой SIM-карты обеспечивает расширение беспроводной связи 4G/Wi-Fi, модуль MXM поддерживает расширение COM/GPIO для конкретных приложений, а слот M.2 Key-M позволяет расширить емкость SSD-накопителя, удовлетворяя разнообразные требования различных моделей поездов и проектов мониторинга.
