Článek ve formátu PDF je možné stáhnout
zde.
Trh pro panelové počítače (panel PC) se stále více rozrůzňuje. Na jedné straně existuje diferenciace z hlediska výpočetního výkonu, velikosti displeje a metod zobrazení, na druhé straně roste i diferenciace z hlediska oblastí použití. Příkladem může být trh s panelovými počítači do vozidel. V současnosti je to speciální kategorie řídicí techniky, charakterizovaná zvláště požadavkem na práci v náročných podmínkách. Druhou významnou charakteristikou této oblasti trhu je rychle rostoucí poptávka.
Rostoucí trh
Analytici ze společnosti Berg Insight předpokládají, že složená roční míra růstu CAGR (Compound Annual Growth Rate) trhu systémů pro správu vozového parku do roku 2015 se bude v Evropě pohybovat okolo 20,7 %. Také na americkém trhu se očekává růst trhu v desítkách procent. Růst v této oblasti je umožněn dostupností širokopásmových mobilních připojení, příznivějšími cenovými modely v oblasti UMTS a příchodem nové metody přenosu dat v mobilních sítích – LTE. Další činitele, které umožňují růst trhu, jsou v oblasti řídicí techniky pro vozidla: cenově dostupné a energeticky úsporné vestavné počítače a displeje čitelné i na slunci.
Velký potenciál úspor
Předpokladem pro využití technických možností, které se zde nabízejí, je přidaná užitná hodnota, která dá investicím do inovací smysl. Na trh kladně působí potenciál úspor, jichž lze dosáhnout uplatněním inteligentních systémů správy vozového parku. Přední dodavatelé těchto systémů v průměru předpokládají, že lze ušetřit až 22 % celkových nákladů na vozový park, resp. 700 eur na vozidlo a měsíc. To je velký potenciál, který stojí za to využít.
Heterogenní poptávka
Existuje velké množství typů panelových počítačů s dotykovým displejem určených pro použití ve vozidlech. Někdy jsou to panelové terminály, které nemají žádnou vlastní inteligenci a musí být připojeny k vestavnému počítači typu box PC. Jindy jde o integrovanou samostatnou jednotku, a v některých případech dokonce o mobilní tablet nebo inteligentní zařízení v podobě handheldu. Velikost displeje závisí na tom, jaké aplikační programy mají být na zařízení provozovány a kolik jich má být. Někdy jsou to jednoduché aplikace pro komunikaci s dispečinkem, zákazníky, řidiči a navigačním systémem. Jindy jde o složité aplikační programy s vazbami na ovládání elektronických systémů vozidla. Podle výzkumu firmy Strategy Analytics roste trh s elektronikou do vozidel rychleji než trh se samotnými vozidly. Je zřejmé, že je poptávka po stále inteligentnějších zařízeních určených i pro složité úlohy např. v užitkových vozidlech nebo stavebních strojích. V této rozvíjející se oblasti rostou požadavky zákazníků, a tudíž i složitost aplikačních programů. Pro výběr a návrh panelových počítačů nejsou rozhodující jen rozhraní „nahoru“ směrem k dispečinku správy vozového parku a „dolů“ směrem k elektronickým systémům vozidla, ale celé prostředí aplikačních programů, které budou na počítači provozovány.
Tvrdé požadavky
Na všechny počítače určené pro vozidla jsou kladeny velké požadavky. Zaprvé, vozidla se zpravidla nepoužívají ve vnitřním prostředí, to znamená, že počítače se musí vypořádat s kolísáním teploty i vlhkosti. Svou roli hraje také odolnost proti vibracím a rázům. Některá vozidla, např. zemědělské nebo stavební stroje, se používají off road, mimo asfaltové silnice a zde mohou být vibrace a nárazy mimořádně silné.
V počítačích určených pro vozidla jsou důležitá odolná paměťová média. Jejich nabídka začíná např. robustními rotačními pevnými disky určenými pro použití v silničních vozidlech a končí u polovodičových disků SSD s mimořádně velkou odolností proti vibracím a rázům. V závislosti na pracovních podmínkách jsou často požadovány displeje čitelné i na plném slunci, které dokážou svůj jas přizpůsobit okolním podmínkám. Dále bývá požadováno, aby se zařízení dokázalo bezpečně vypnout v době startování vozidla. Ke zvýšení odolnosti proti vibracím přispívají např. upevňovací šrouby se zajištěním. Častým požadavkem je i ochrana proti stříkající vodě. Displeje určené pro extrémně chladné podnebí musí mít zajištěné vytápění. Dotykové panely panelových počítačů určených pro stavební stroje nebo vozidla pro svoz odpadu musí umožňovat ovládání v rukavicích. Dalším významným kritériem je také dlouhodobá dostupnost zařízení.
Špičkové panelové počítače pro drážní vozidla
Mezi špičkové panelové počítače určené pro použití ve vozidlech patří Kontron Display Computer HMITR s úhlopříčkou displeje 10,4" a procesorem Intel® Atom™ E6xx (viz text v rámečku; obr. 1). Počítač vyhovuje normě EN 50155 pro elektrická zařízení drážních vozidel. Vyznačuje se rozšířeným rozsahem pracovních teplot (podle EN 50155 T1), malou spotřebou, a přitom výkonnou grafikou a vynikajícím zobrazením. Pracuje s pasivním chlazením, bez ventilátoru, a jeho provoz je bezúdržbový. Je určen pro vizualizační a řídicí úlohy podle UIC 612-01 (norma pro zobrazovací systémy v kabině strojvedoucího) a je vybaven dotykovým displejem nebo bezzdvihovými klávesami. Je připravována jeho verze s kapacitním dotykovým displejem. Čelní strana má krytí IP65, tzn. že je odolná proti prachu a stříkající vodě. Vzhledem k odolné konstrukci lze Kontron HMITR použít v mnoha oblastech dopravy, nejen drážní, ale také např. v průmyslové automatizaci.
Typickým příkladem použití je zobrazovací systém strojvedoucího, DDS (Driver Display System), podle již zmíněné normy UIC 612-01. Kontron HMITR zde má o funkce dohledu a ovládání systémů vozidla. Jiným příkladem použití jsou jeřáby a vysokozdvižné vozíky, a to i pro použití ve venkovním prostředí. Výhodou je zde robustnost a odolnost proti extrémním teplotám, které je dosahováno konstrukčními úpravami a výběrem vhodných komponent na desce počítače. Velká je také spolehlivost, charakterizovaná střední dobou mezi poruchami (MTBF). Zařízení odpovídá nejdůležitějším normám pro drážní dopravu: ČSN EN 50155 (Drážní zařízení – Elektronická zařízení drážních vozidel), ČSN EN 50121-3-2 (Drážní zařízení – Elektromagnetická kompatibilita – Část 3-2: Drážní vozidla – Zařízení), ČSN EN 61373 (Drážní zařízení – Zařízení drážních vozidel – Zkoušky rázy a vibracemi), ČSN EN 60950 (Zařízení informační techniky – Bezpečnost) a ČSN P CEN TS 45545-1 (Železniční aplikace – Požární ochrana železničních vozidel – Část 1: Všeobecně). Konstruktéři tak dostávají do ruky aplikačně specifickou, k použití připravenou platformu bez nutnosti investovat čas a prostředky do vlastní certifikace.
Robustní box PC s připojeným panelovým monitorem
Ne vždy je vyžadován integrovaný systém, který v jednom zařízení kombinuje řídicí funkce a grafické uživatelské rozhraní. Naopak, v případě, že elektronické systémy vozidla musí plnit stále více funkcí, je pro konstruktéry mnohdy jednodušší tyto funkce realizovat počítačem typu box PC a vizualizaci zajistit externím monitorem. Jednou z výhod je, že v kabině řidiče nemusí být vedeny kabely od všech připojených elektronických jednotek. Další výhodou je, že hloubka zástavby panelu může být menší. Proto může být kombinace box PC a jednoduchého monitoru považována za jednu z možností, jak realizovat grafické uživatelské rozhraní ve vozidlech.
Vhodným počítačem box PC ze sortimentu firmy Kontron je MICROSPACE® MPCX28 s procesorem Intel® AtomTM Z530 a řadičem můstku Intel® System Controller Hub US15W (viz text v rámečku; obr. 2). Počítač má certifikaci E1 pro sériově vyráběná vozidla a jeho technická specifikace z hlediska odolnosti a certifikace je zhruba stejná jako u HMITR.
Pro připojení jednotlivých periferií jsou k dispozici sloty PCI/104 pro ultratenké a prostorově úsporné rozšiřující karty PCI/104. Připojení modulů GPS, GSM//UMTS a WLAN je možné prostřednictvím dvou slotů PCIe MiniCard. Vzhledem k velké míře flexibility je počítač box PC Kontron Microspace MPCX28, zkonstruovaný se švýcarskou přesností, ideální pro množství úloh ve vozidlech – v autobusech, osobních a nákladních vozidlech nebo speciálních (automatizovaných) nákladních vozidlech s velkou nosností, používaných ve vnitropodnikové logistice. V autobusech nebo ve vozech taxislužby funguje jako základ informačního systému cestujících, pro videodohled nebo pro prodej a kontrolu jízdních dokladů. Typické systémy v nákladních vozidlech využívají sběrnici CAN a jejich úkolem je dohled nad vozidlem a nákladem, navigace GPS a komunikace GSM, GPRS a UMTS pro dispečink a systém správy vozového parku. Ve vnitropodnikové logistice najdou tyto počítače uplatnění v automatizovaných průmyslových vozidlech pro přepravu extrémně těžkých nákladů stejně jako v automaticky vedených vysokozdvižných vozících řízených prostřednictvím WLAN a využívajících čtečky optických kódů nebo RFID.
Méně je někdy více
Ne vždy jsou kladeny tak velké požadavky na robustnost, dlouhodobou spolehlivost a certifikaci. Není pravidlem, že systém musí mít certifikát pro drážní techniku. V takových případech je možné s výhodou využít panelové počítače pro běžné použití, jako např. Micro Client II, nebo běžné box PC, např. Box PC CB7xx (obr. 3). Jsou vhodné tam, kde počítače nemusí pracovat v tak širokém rozsahu teplot a není třeba tak vysoká odolnost proti vibracím a rázům. Příkladem jsou vozidla záchrané služby, přenosové televizní vozy, vozy pro různé mobilní služby apod. Oba uvedené typy počítačů od společnosti Kontron jsou v těchto úlohách v praxi skutečně využívány.
Obě skupiny počítačové techniky, běžné i speciální, se navzájem pronikají. Nejdůležitější jsou individuální požadavky výrobců systémů pro vozidla. Jen zřídka lze použít hotový katalogový produkt, protože zařízení musí být integrováno do kabiny řidiče podle požadavků koncového uživatele. Dodavatelé systémů pro vozidla a správu vozového parku mají často velmi speciální požadavky např. na kryt přístroje (plastový, kovový) a typy rozhraní. Kontron nabízí široký rozsah počítačové techniky, od vysoce specializovaných drážních počítačů až k běžným panelovým počítačům a počítačům typu box PC. Jeho nabídka zahrnuje množství platforem, které lze modifikovat podle individuálních požadavků zákazníka, přičemž Kontron dále ručí za jejich funkčnost jak z pohledu použitých komponent, tak z pohledu systému. To je klíčové pro výběr správného produktu: snižují se tím celkové náklady a výrobce současně zaručuje dlouhodobou dostupnost. To je kombinace, kterou dokáže nabídnout jen málokterý výrobce vestavných systémů.
Jsou-li v některé fázi požadovány systémy založené na procesorech ARM, opět je Kontron tou správnou volbou, protože společnost oznámila svůj strategický vstup do této oblasti trhu. Uvedení prvních produktů s procesory ARM je očekáváno v roce 2012.
Walter Further,
Director Transportation, Kontron
Obr. 1. Kontron HMITR je počítač pro použití v drážní dopravě, mimořádně odolný a navržený k zabudování do ovládacího pultu vozidla; vyvíjena je další varianta určená k montáži VESA a s krytím IP65
Obr. 2. Box PC Kontron Microspace MPCX28 se slotem PCI/104 pro ultratenké a prostorově úsporné rozšiřující karty PCI/104 pro připojení periferií; jako GUI funguje oddělený panelový monitor
Obr. 3. Pro použití ve vozidlech jsou vhodné i běžné panelové počítače jako Micro Client II nebo Nano Client s krytím IP66, Medi Client v plastovém krytu nebo box PC typu CB7xx; používají se např. ve vozech mobilních služeb nebo ve vozech záchranné služby
Obr. 4. Pro ultramobilní zařízení, např. taková, která může řidič půjčit pasažérům, dodává Kontron handheld PC, tabletová PC a notebooky od firmy Getac
Technické parametry Display Computer HMITR
Kontron Display Computer HMITR je vybaven nejnovějším procesorem Intel Atom E6xx (až 1,6 GHz), vysoce integrovaným řadičem můstku Intel Platform Controller Hub EG20T a pamětí RAM 1 024 MB připájenou na desce. Pro snadnou integraci se systémy vozidel je k dispozici bohatá nabídka rozhraní: Fast Ethernet (dva konektory M12-D), USB 2.0 (dva konektory M12), sériová rozhraní RS-232/422, GPIO CAN Layer2, konektor pro reproduktor (D-sub25) a rozhraní pro audiosignály (Line-In/Out). Pod servisní krytkou jsou navíc k dispozici rozhraní pro Gigabit Ethernet a USB 2.0 a sloty pro karty SIM a SD. Displej o úhlopříčce 10,4" (800 × 600) má energeticky úsporné podsvětlení LED s dlouhou životností. Podsvětlení se automaticky přizpůsobuje okolnímu osvětlení. Pro zákaznicky specifická rozšíření jsou volitelně k dispozici dva sloty PCIe Mini Card např. pro moduly WLAN, GSM, MVB nebo GPS. Pro ukládání dat jsou k dispozici dvě možnosti: polovodičový disk NAND Flash SSD do 32 GB nebo karta SD. Napájení 24 V DC nebo 72 až 100 V DC odpovídá normě EN 50155.