APQ AK7 modulär högpresterande patronstyrenhet i en mobil UAV-dockningsapplikation
En mobil UAV-dockningsstation är en mobil intelligent plattform som integrerar UAV-lagring, automatisk start och landning, batteribyte och dataöverföring. Den används vanligtvis i räddningsfordon, fältoperationshytter eller tillfälliga start- och landningsplatser. Till skillnad från konventionella fasta dockningsstationer måste mobila dockningsstationer hantera mycket begränsat installationsutrymme, instabil strömförsörjning och frekventa vibrationer under transport och flytt.
Efter flera omgångar av modellval och rigorösa valideringstester valde kunden slutligen APQ AK7 Modular High-Performance Cartridge-Style Controller Series som den centrala kontrollplattformen för sin nya generationens mobila UAV-dockningsstation.
Kundutmaning
Ultrakompakt utrymmesbegränsning:Den mobila dockningsstationen måste integreras i ett räddningsfordon eller en mobil hytt där utrymmet är extremt begränsat. Kärnkontrollen måste därför ha en ultrakompakt formfaktor för flexibel användning i trånga utrymmen.
Krav för stationär datoranvändning:Dockningsstationen måste samtidigt köra schemaläggning och hantering av UAV, övervakning av dockningsstationens status, datalagring och databackhaul. Styrenheten behöver därför processorprestanda i skrivbordsklass.
Rik gränssnittsutbyggnadskapacitet:Systemet måste samtidigt anslutas till dockningsstationens robotarmsstyrenhet, miljösensorer (vindhastighet/temperatur/fuktighet), videoövervakning, kommunikationsmoduler och andra enheter. Styrenheten måste därför tillhandahålla tillräckligt med USB-, serie- och nätverksgränssnitt samtidigt som den möjliggör flexibel expansion av GPIO, CAN och andra funktioner.
Krav för flera skärmar och felsökning:Vid fältinstallationer måste operatörspanelen och övervakningsdisplayen ofta vara anslutna samtidigt, vilket kräver flera oberoende displayutgångar.
Anpassningsförmåga till tuffa mobila miljöer:Den mobila dockningsstationen utsätts för kontinuerliga vibrationer under transport och flytt, såväl som stora variationer i omgivningstemperaturen. Styrenheten måste ge industriell tillförlitlighet, inklusive drift vid breda temperaturer och robust vibrations- och stöttålighet.
APQ-lösning
Processor i stationär klass för effektiv multitasking:En mobil UAV-dockningsstation måste samtidigt köra UAV-schemaläggning och -hantering, övervakning av dockningsstationens status, datalagring och databackhaul. AK7-serien drivs av Intel® 6:e-9:e generationens Core i3/i5/i7-processorer i stationär klass med TDP-stöd upp till 65 W. Den har två DDR4 SO-DIMM-minnesplatser med stöd för två kanaler för upp till 64 GB. Den starka prestandan i stationär klass säkerställer smidig parallell exekvering av UAV-schemaläggning, dockningsstationskontroll och datalagringsuppgifter, vilket uppfyller de höga tillförlitlighetskraven för obevakade fältinstallationer.
Trippeldisplayutgångar för övervakning av flera skärmar:Under fältdrift behöver operatörer vanligtvis se både statusövervakning av dockningsstationen och live-video från UAV:er samtidigt. AK7-serien integrerar Intel-grafik och tillhandahåller tre oberoende skärmutgångar – HDMI, DP och VGA – där DP-gränssnittet stöder upplösningar upp till 4K. Upp till tre skärmar kan anslutas samtidigt, vilket möjliggör koordinering av flera skärmar för dockningsstationsstyrning, UAV-video och statusövervakning, vilket avsevärt förbättrar effektiviteten och visualiseringen i fält.
Modulär expansion i kassettstil för anpassning av I/O på begäran:Utbyggbarhet är en av AK7-seriens kärnstyrkor. Den stöder flera APQ-expansionspatroner som kan väljas utifrån de differentierade kraven för mobila UAV-dockningsstationer. Genom att välja olika patroner kan systemet flexibelt anslutas till dockningsstationens robotarmsstyrenhet, miljösensorer, CAN-kommunikationsenheter och annan kringutrustning utan att hela styrenheten behöver bytas ut. En inbyggd M.2 Key-M-plats stöder både NVMe- och SATA SSD-diskar, medan två Mini PCIe-platser (en med en SIM-kortplats) stöder expansion för Wi-Fi, 4G, CAN och andra moduler.
Rika gränssnitt för anslutning mellan flera enheter:Frontpanelen har sex USB-portar för samtidig anslutning till kringutrustning som dockningsstationens robotarmsstyrenhet, miljösensorer och kommunikationsmoduler. Två Intel Gigabit LAN-portar finns – en för intern datakommunikation i dockningsstationen och den andra för UAV-dataöverföring eller fjärrdrift och underhåll. Två RS232/485 serieportar ger stabil anslutning för miljöövervakningsenheter som vindhastighets- och temperatur-/fuktighetssensorer. En inbyggd USB 2.0 Type-A-port är praktisk för direkt installation av licensdonglar och andra auktoriseringsenheter.
Ultrakompakt chassi för integration i trånga utrymmen:AK7-serien mäter endast 53 mm × 145 mm × 186,4 mm och kombinerar en kylfläns helt i aluminium med övre och nedre lock i galvaniserat stål. Den stöder tre installationsmetoder: väggmontering, DIN-skenemontering och skrivbordsmontering. Dess ultrakompakta chassi kan flexibelt användas i miljöer med begränsat utrymme, såsom räddningsfordon och fältoperationshytter, vilket frigör ytterligare installationsutrymme för funktionella moduler som batterier och kommunikationsutrustning.
Brett temperatur- och vibrationstålig design för mobil driftsättning:AK7-serien använder PWM-styrd intelligent aktiv fläktkylning och stöder en 12–28 VDC strömförsörjning med ett brett spektrum (24 VDC krävs vid användning av belysningsstyrning eller PoE-funktion). Den stöder ett driftstemperaturområde på -20 till 60 °C och ett lagringstemperaturområde på -40 till 80 °C, och har klarat 3 Grms slumpmässiga vibrations- och 30 G-stöttester. Detta säkerställer långsiktig stabil drift under vibrationsintensiva förhållanden som transport med mobil docka och fältdrift. Bottenpanelen har en AT/ATX-lägesväljare, återställningsknapp och systemåterställningsknapp, vilket möjliggör systemunderhåll och BIOS-återställning utan att demontera enheten och gör fältservice mycket bekväm.
Värdefulla prestationer:
Effektiv parallell multitasking:Högpresterande processorer i stationär klass i kombination med upp till 64 GB minne säkerställer stabil och smidig drift av UAV-schemaläggning och -hantering, övervakning av dockningsstationens status, datalagring och databackhaul-uppgifter, vilket uppfyller de höga tillförlitlighetskraven för obevakad fältverksamhet.
Flerskärmsövervakning förbättrar driftseffektiviteten:Tre oberoende skärmutgångar – HDMI + DP + VGA – möjliggör koordinering av flera skärmar för dockningsstationsstyrning, UAV-video och statusövervakning, vilket gör det möjligt för fältoperatörer att få tillgång till omfattande information samtidigt och avsevärt förbättra effektiviteten och visualiseringen.
Patronliknande expansion möjliggör användning på en plattform och flera applikationer:Genom att byta ut APQ-expansionspatroner kan styrenheten flexibelt anpassa sig till olika I/O-konfigurationer – från flerkanalig GPIO-enhetsövervakning till CAN-busskommunikation. En enda hårdvaruplattform i kombination med olika patroner kan täcka kontrollkraven för flera mobila dockningsstationsmodeller, vilket avsevärt minskar produktutvecklings- och lagerkostnader.
Kompakt driftsättning frigör värdefullt mobilt utrymme:Det ultrakompakta chassit på 53 mm × 145 mm × 186,4 mm, tillsammans med alternativ för väggmontering och DIN-skena, kan flexibelt integreras i begränsade utrymmen som räddningsfordon och fältoperationshytter, vilket frigör ytterligare designutrymme för kommunikationsutrustning, batteripaket och andra funktionella moduler.
Stabil drift i tuffa miljöer:Brett temperaturområde från -20 till 60 °C, 3 G vibrationstålighet, 30 G stöttålighet och 12–28 V DC-ingång med brett spektrum säkerställer långsiktig stabil drift under transport, flytt och fältanvändning med stora temperaturvariationer.
Effektivt fältunderhåll:AT/ATX-väljaren på bottenpanelen, återställningsknappen och systemåterställningsknappen möjliggör systemunderhåll utan demontering, vilket avsevärt minskar kostnaderna för eftermarknadsservice och svarstider på avlägsna platser.
