APQ E5M Низькоенергетичне багатопослідовне вбудоване промислове ПК-рішення для залізничного транспорту
У системах експлуатації та технічного обслуговування залізничного транспорту бортовий моніторинг стану є основним джерелом даних для забезпечення безпеки поїздів та забезпечення можливості прогнозного технічного обслуговування. На борту встановлені датчики температури, вібрації, струму, швидкості та інші датчики для збору експлуатаційних даних у режимі реального часу від ключових компонентів, таких як ходова частина, тягові двигуни та гальмівні системи. Після обробки бортовим обладнанням для збору даних дані завантажуються на наземну аналітичну платформу для підтримки попереджень про несправності та управління справністю обладнання.
Після кількох етапів оцінки продукту та ретельної перевірки на місці, замовник обрав малопотужний багатосерійний вбудований промисловий ПК APQ E5M як основний пристрій для своєї бортової системи збору даних датчиків залізничного транспорту.
Виклик клієнта
Одночасне підключення кількох типів датчиків:До кожної каретки потрібно одночасно підключати кілька типів датчиків, включаючи датчики температури, вібрації, струму, швидкості та переміщення. Тому промисловий ПК потребує достатньо ресурсів послідовного порту та гнучкого перемикання між протоколами зв'язку RS-232 та RS-485.
Ультранизьке енергоспоживання та безвентиляторна конструкція:Бортове обладнання працює протягом тривалого часу в закритих приміщеннях вагона з обмеженим тепловиділенням та неминучим утворенням пилу. Тому пристрій потребує надзвичайно низького енергоспоживання та пасивного охолодження без вентилятора, щоб уникнути простоїв системи, спричинених відмовою вентилятора.
Компактний розмір та гнучке встановлення:Простір усередині відсіків для обладнання поїздів надзвичайно обмежений. Промисловий ПК має бути компактним та підтримувати різні способи кріплення, включаючи настінне кріплення та кріплення VESA, щоб відповідати різним конструкціям транспортних засобів.
Широкий діапазон температур, широка напруга та міцна конструкція:Експлуатаційні умови поїздів пов'язані зі значними перепадами температури та частою вібрацією. Система повинна підтримувати робочий діапазон температур від -20°C до 60°C, мати широкий діапазон вхідної напруги 12-28 В постійного струму та бути стійкою до вібрації та ударів, що відповідає стандарту IEC.
Рішення APQ
Шість послідовних портів для одночасного підключення кількох датчиків:E5M має шість вбудованих COM-портів, включаючи два перемикані порти RS-232/485 та чотири порти RS-232. Ця насичена послідовна конфігурація підтримує одночасне підключення датчиків температури, вібрації, швидкості, струму та інших послідовних датчиків, що відповідає вимогам збору даних з кількох джерел для моніторингу стану критично важливих компонентів ходової частини. Високошвидкісний режим RS-232 підтримує передачу даних датчиків у режимі реального часу та з точністю.
Наднизькоенергетична безвентиляторна конструкція для закритих середовищ на материнській платі:E5M працює на наднизькому енергоспоживанні процесора Intel® Celeron® J1900 з TDP лише 10 Вт. Система використовує пасивне безвентиляторне охолодження та не містить вразливих рухомих компонентів вентилятора, що значно знижує рівень відмов. У герметичних вбудованих шафах з обмеженим тепловиділенням безвентиляторна конструкція запобігає збоям охолодження, спричиненим накопиченням пилу або пошкодженням вентилятора, зменшує робочий шум і знижує навантаження на вбудований блок живлення. Повністю алюмінієвий радіатор у поєднанні з оцинкованим сталевим шасі забезпечує баланс між тепловою ефективністю та міцністю конструкції.
Широкий діапазон температур, широка напруга та міцність для складних залізничних умов:E5M підтримує робочий діапазон температур від -20°C до 60°C та діапазон температур зберігання від -40°C до 80°C. Його широкодіапазонний вхід живлення 12-28 VDC сумісний з бортовими системами живлення різних моделей поїздів. Система пройшла вібраційні випробування 3 Grms та ударні випробування 30 G, що забезпечує тривалу стабільну роботу в середовищі високочастотних вібрацій під час руху високошвидкісних залізниць.
Компактний форм-фактор та гнучке кріплення для установок в обмеженому просторі:Розміри E5M становлять лише 293,5 мм × 149,5 мм × 54,5 мм, а вага нетто — приблизно 2,1 кг. Він підтримує кріплення VESA, настінне та настільне кріплення, що забезпечує гнучке розгортання в компактних вбудованих шафах та економію цінного місця для встановлення.
Два гігабітних порти Ethernet та бездротове розширення для надійного завантаження даних:E5M має два гігабітні порти Intel® Gigabit Ethernet: один для зв'язку з бортовим комутатором та системою керування поїздом, а інший для обміну даними з платформою моніторингу на сервері. Вбудований слот Mini PCIe (PCIe 2.0 + USB 2.0, зі слотом Nano SIM) підтримує додаткові модулі 4G для завантаження даних моніторингу в режимі реального часу. Слот M.2 Key-M підтримує розширення SATA SSD для локального кешування даних.
Багатий ввід/вивід для кількох периферійних пристроїв:E5M має один передній порт USB 3.0 та три передні порти USB 2.0, а також чотири задні порти USB 2.0, що дає загалом вісім інтерфейсів USB. Виходи VGA та HDMI підтримують роботу з двома дисплеями. Вбудований 16-бітний GPIO забезпечує підключення до різних датчиків та виконавчих механізмів. Система також підтримує власні модулі розширення APQ MXM, що дозволяє гнучко додавати функції COM або GPIO для налаштування відповідно до потреб програми.
Ціннісні досягнення:
Інтеграція кількох датчиків в єдиній системі:Шість послідовних портів (2 × RS-232/485 + 4 × RS-232) у поєднанні з подвійним гігабітним Ethernet забезпечують пряме підключення датчиків температури, вібрації, швидкості, струму та інших датчиків до ходової частини. Повна архітектура збору даних може бути розгорнута без додаткових модулів розширення, що значно зменшує кількість пристроїв та складність підключення всередині бортової шафи.
Довготривала надійність у закритих приміщеннях:Платформа з наднизьким енергоспоживанням 10 Вт та пасивне охолодження без вентилятора усувають ризики відмов, пов'язані з вразливими компонентами вентиляторів, забезпечуючи стабільний збір даних 24/7 у закритих та запилених середовищах поїздів. Рівень відмов значно нижчий, ніж у звичайних систем з вентиляторним охолодженням.
Стабільна робота в складних умовах:Широкий діапазон температур від -20°C до 60°C, широкий діапазон вхідного сигналу 12-28 VDC, стійкість до вібрації 3G та ударостійкість 30G забезпечують безперервний збір даних датчиків за умов високошвидкісної роботи, змін температури та вібрації колії у високошвидкісних поїздах та вагонах метро, забезпечуючи безперебійне джерело даних для прогнозного обслуговування.
Компактне розгортання економить місце на борту:Компактний форм-фактор 293,5 мм × 149,5 мм × 54,5 мм, а також опції кріплення VESA, настінного та настільного монтажу забезпечують гнучку інтеграцію у вбудовані шафи та звільняють додатковий простір для інших функціональних модулів.
Гнучке розширення для індивідуальних потреб:Слот Mini PCIe з підтримкою SIM-карт забезпечує бездротове розширення 4G/Wi-Fi, модуль MXM підтримує розширення COM/GPIO для конкретних застосувань, а слот M.2 Key-M дозволяє розширювати ємність SSD-накопичувача, задовольняючи різноманітні вимоги різних моделей поїздів та проектів моніторингу.
