Vše, co potřebujete vědět o vestavěných řešeních

Toužil jsem napsat další článek, protože už je to dlouho, co jsme se viděli (nebo e-met). SnapStack Solutions\ 'Jordan dorazil.

Vestavěné systémy jsou běžnější, než si myslíme, ale co to jsou a jak je využíváme?

Vestavěný systém, na rozdíl od notebooku, je určen a věnován jedné jediné položce nebo zařízení a používá se k řízení jeho fungování. „Zařízení nebo stroj“ může být cokoli od náramkových hodinek po hlavní lékařský zobrazovací systém nebo robot a vestavěný systém je obvykle umístěn v něm, jak název napovídá.

Vzhledem ke své řídicí roli musí být vestavěný systém schopen monitorovat vstupy senzorů, jako je teplota, napětí nebo video, provádět řízení a možná analytické výpočty na pozorovaných datech a odesílat příslušné výstupy na akční členy, jako jsou displeje, světla, motory, nebo ventily. Výsledkem je, že vestavěný systém musí mít vstupní porty, které jsou elektricky a fyzicky kompatibilní se senzory, které monitoruje.

Počet vstupů a výstupů, které musí regulovat, stejně jako rychlost a složitost požadovaných řídicích úkolů určují rozsah vestavěných systémů. Například řadič chytrých hodinek by musel být postaven na jediné malé desce s plošnými spoji. Průmyslové PC je naproti tomu běžnější volbou pro větší aplikace kvůli své flexibilitě a škálovatelnosti, stejně jako, do jisté míry, použití standardizovaných hardwarových a softwarových komponent.

Výhody a nevýhody vestavěných systémů

Ve srovnání se stolními nebo přenosnými počítači mají vestavěné systémy výhody i nevýhody, nicméně stav konkrétních charakteristik jako výhody nebo nevýhoda se liší v závislosti na aplikaci.

Výhody vestavěných systémů

Mohou být levnější, protože se specializují na konkrétní aplikaci. Například vysoce výkonná grafika může být vynechána a některé systémy nemusí mít ani grafické uživatelské rozhraní. Pokud zamýšlená aplikace nevyžaduje vysoce výkonné výpočty, jiné systémy mohou mít procesory s nižším výkonem a spotřebou energie. Byla by také možná zařízení s nízkým výkonem, přičemž některá dokonce běží na bateriích. Vestavěné systémy mohou být také poměrně malé a snadno identifikovatelné, zvláště pokud nevyžadují velké volné prostředí pro větrání.

Vestavěné systémy jsou také velmi spolehlivé, protože musí být, aby uspokojily potřeby svých aplikací. Mohou odolat extrémním klimatickým a elektrickým podmínkám, stejně jako možnému úmyslnému poškození - což je užitečné na veřejných místech.

Vestavěné systémy mají také nevýhody.

Přeřazení vestavěných systémů do jiné aplikace může být náročné, protože jsou často vytvořeny tak, aby řešily jeden úkol. Může existovat omezený počet náhradních komunikačních portů nebo slotů pro rozšiřující karty nebo vůbec žádný. Kromě toho, na rozdíl od stolních Windows, jeho RTOS nebude podporovat velký výběr softwarových programů - a i kdyby ano, výkon a paměť dostupné pro jejich spuštění mohou být omezeny.

Při porovnávání stolních a vestavěných počítačů s ekvivalentním výkonem bude vestavěný systém téměř vždy nákladnější. Je to proto, že výrobní množství vestavěných systémů bude nižší, což má za následek méně možností amortizace nákladů. Pro zvýšení životnosti a spolehlivosti mají konstrukce vestavěných systémů tendenci používat kvalitnější a nákladnější materiály a komponenty.

Aplikace vestavěných systémů

Již dříve jsem poznamenal, že vestavěné systémy lze nalézt v široké škále aplikací, počínaje chytrými hodinkami. Dalšími menšími případy jsou přijímače GPS, digitální fotoaparáty, herní konzole, bezdrátové směrovače, kopírky.

Z tohoto pohledu jsou smartphony zajímavá zařízení. Mají mnoho funkcí vestavěného systému, ale mohou také přijímat a spouštět aplikace určené uživatelem, což je v tomto ohledu podobá stolním počítačům.

V případě programovatelných logických regulátorů (PLC), které jsou široce používány v průmyslu, lze použít podobný argument. Obvykle jsou postaveny na architektuře průmyslového PC, takže i když mají vestavěné systémové funkce, jako je robustní konstrukce a RTOS, mají také kapacitu podobnou stolnímu počítači pro přijímání dalších programů - alespoň pokud jsou dodány od původního výrobce. Mezi další použití ve větším měřítku - a specializovanější - patří: průmyslové robotické ovladače ramen, regulátory semaforů, bezpečnostní systémy, letecké aplikace, systémy řízení procesů používané ve výrobě.

Příklady vestavěných systémů

Řadič zahradnictví je současným příkladem vestavěného systému, který se používá ke zvýšení výnosu rostlin a zemědělství prostřednictvím automatizace skleníků. Senzory a akční členy spojené se skleníkovým prostředím řídí počítačový monitor a řídí teplotu, vlhkost, elektrickou vodivost, pH, oxid uhličitý (CO2), zamlžování a stínování a také odečtou vnější povětrnostní podmínky prostřednictvím meteorologické stanice.

Získaná data pomáhají při regulaci nejen konkrétních faktorů uvnitř vnitřního růstového prostředí, ale také při úspoře času, energie a práce. K dispozici je také plán zavlažování až pro pět různých krmiv a rozšiřitelných zón v programu.

Řadiče domácí automatizace jsou dalším stále běžnějším využitím vestavěných systémů. Zabezpečení, kontrola přístupu, topení a klimatizace, osvětlení a zábava mohou být integrovány a řízeny prostřednictvím jednoho systému. Tyto systémy mohou být také propojeny s internetem věcí (IoT) pro vzdálené monitorování a řízení.

Ve společnosti SnapStack Solutions máme velké množství inženýrů vestavěných systémů, kteří jsou připraveni pracovat na nových projektech. Pokud chcete takové položky, rádi vám pomůžeme. Kontaktujte nás na contact@snapstack.cz nebo nás najdete na Facebooku, Instagramu, LinkedIn a Twitteru.

Užijte si víkend dopředu!

‍