嵌入式計算機的分類與應用

嵌入式計算機是爲特定的軟件控制任務而設計的專用計算平臺。這些不是我們在家或辦公室使用的典型臺式消費級計算機。嵌入式計算機的應用範圍從工業自動化,數字標牌,自動駕駛汽車到太空探索等等。
通常,嵌入式計算機是硬化設備,因爲它們的用例通常會在具有挑戰性的惡劣環境條件下使用,例如極端溫度,振動,衝擊,灰塵和溼度。
嵌入式計算機的類型多種多樣,從堅固的工業箱式PC到平板PC,迷你PC,工業機架服務器,車輛計算機和物聯網網關。
在本文中,我們將介紹不同類型的嵌入式計算機,並介紹每種類型的用例。
一、堅固的工業Box PC
堅固耐用的工業嵌入式計算機位於複雜的外殼內,可防止惡劣條件。計算機中的電子設備也設計得堅固耐用。
在大多數情況下,Rugged Box PC的外殼是由陽極氧化鋁製成的。這使其耐用,抗腐蝕,防塵和防潮。堅固的計算機可以安裝在室外,而無需任何額外的保護。
用例
堅固的工業Box PC對於海上石油鑽井平臺可能非常有效。這些設施通常位於海洋中部,到處都是危險的重型機械和易燃物質。
就像許多其他遠程設施一樣,海上石油鑽井平臺必須始終在線。無論是簡單的Wifi員工訪問互聯網,還是高級的基於雲的監視系統和IoT監視傳感器。在這些地方,工業級堅固的網絡設備可以比傳統的消費級硬件更加可靠。這裏的設備應確保在極端高溫或低溫,潮溼和腐蝕的條件下全天候運行。
二、平板電腦
Panel PC帶有集成的顯示屏和鍵盤,有時還帶有多合一觸摸屏。面板式PC可以使用不同的I / O模塊進行擴展,以滿足行業標準。這種類型的嵌入式計算機旨在通過其界面,尤其是通過堅固的屏幕,與人類進行更輕鬆,更好的交互。某些Panel PC帶有觸摸屏,可以在工作手套上使用它,並且可以抵抗有毒物質和震動。
平板電腦可用於人類無法接觸的地方。例如,用於控制食品加工機器,大型機械臂,製藥,工業製造,包裝工業等。
用例
製造業中的組裝線對於消費級PC或平板電腦來說是沒有地方的。這些地方充滿化學物質,振動,水,灰塵等。平板電腦的觸摸屏很容易損壞。
平板電腦是管理工業機械過程的理想選擇,並且在裝配生產線中非常高效。生產線上的工人在工作時可以觸摸計算機屏幕。屏幕和計算機均受到防塵,防潮,化學液體,振動和極端溫度的保護。
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三、迷你電腦
迷你電腦通常是低計算量的嵌入式計算機。但是最大的好處是它們很小,通常很便宜。微型PC可以在需要智能的狹小空間中使用。
小型PC嵌入式計算機可以在網絡安裝中用作安全設備,例如防火牆或VPN路由器。堅固的微型PC是苛刻條件下需要24×7運行和安全的製造設施或工業安裝的理想選擇。
用例
機場的數字標牌是小型PC的良好應用。它們可以安裝並輕鬆固定在機場標牌展示架的背面。它可以處理來自中央網絡或雲的所有信息,並輸出到一組顯示器。
如果是堅固的微型PC,則可以將其安裝在機場外部,並能抵抗各種溫度,並提供有關進出航班的信息。

四、工業機架服務器
機架式服務器是一種嵌入式計算機,旨在安裝在機架中。與只能獨立運行的塔式服務器相比,機架式服務器可以安裝在機架中,而許多其他服務器也可以堆疊在頂部。
工業機架服務器被認爲是堅固耐用的高性能計算機。它們通常帶有強大的CPU和內存。由於它們是在行業中具有挑戰性和苛刻條件的環境中使用(而不是在具有A / C的數據中心中),因此它們的設計堅固耐用。這種類型的嵌入式計算機是高性能的,可以承受很大的溫度範圍(-40〜70°C)。
用例
變電站是配電網和輸電系統之間的接口。通常,配電網具有所有智能,但是本地增加一些計算能力可以證明更加有效和可靠。
這些變電站需要某些類型的數字控制器,這些數字控制器具有廣泛的I / O端口,包括以太網,圖形控制器,顯示輸出,串行端口,USB等。機架式嵌入式計算機是解決難題的關鍵。它具有強大的計算功能以及遠程管理和監視功能。

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五、車載電腦
一個嵌入式計算機車載是無風扇,堅固耐用,並且溫度範圍的框。此類嵌入式計算機就是爲此目的而設計的。它們是堅固的設備,可以承受環境中的振動,惡劣的溫度,灰塵和溼氣。它們還具有無線功能,以實現移動性和遠程通信。
用例
諸如警察,救護車或消防員之類的緊急響應車輛始終在高速行駛中,並且經常在崎嶇不平的道路上行駛。工作的性質要求快速且始終保持與基站的連接。車輛需要在緊急情況下幾乎實時地發送視頻或圖片等數據,以提供反饋和支持。
車載嵌入式計算機提供了到遠程家庭基地的可靠且快速的連接。它也可以用作NVR(網絡視頻錄像機)以更快地處理視頻。
六、物聯網網關
IoT網關提供不同類型的通信技術之間的連接。這些技術在連接類型,協議或接口方面可能會有所不同。IoT網關就像家中的Internet網關,它通過PPP或HDLC通過Internet或以太網或WiFi連接Internet。
物聯網網關可以成爲物聯網傳感器/執行器與互聯網之間的橋樑。它從外部來源聚合數據,翻譯協議,並對數據進行預處理。物聯網設備可以通過短距離(Zigbee,藍牙)或遠距離(LTE,LTE-M)無線技術連接到物聯網網關。
用例
針對機器視覺和物理安全性進行優化的嵌入式IoT網關是自動化製造過程的絕佳選擇。例如,協作機器人(Collaboration Robots)被用於在製造工廠中拾取,整理和移動物品。這些機器人可以在沒有安全籠的情況下與人類並肩工作。強大的機器視覺嵌入式計算機提高了它們的安全性。
針對機器視覺進行了優化的IoT網關幾乎可以實時處理3D視頻輸入,並將其發送到協作機器人以進行快速決策並避免人爲事故。

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