Die optiMEAS smartSerie

Industrie 4.0, IoT und IIot (Industrial Internet of Things)

Im Zeitalter von IoT (Internet of Things) und Industrie 4.0 (die 4. industrielle Revolution) wächst die Bedeutung von intelligenter Vernetzung. Es gilt Kosten, Verfügbarkeit und Effizienz im Zusammenspiel zwischen Anlage, Mensch und Maschine stetig zu optimieren.
Das neue Datenmanagement basiert auf dem Motto: jederzeit und überall.
optiMEAS entwickelt in jahrelanger Erfahrung umfassende Lösungen für den Einsatz in Teleservice und Telediagnose für die Bereiche Maschinenbau und Umweltmonitoring sowie für die Überwachung im Bergbau und der Bauwirtschaft.
Die hauseigene Smart Geräte Serie besticht durch robuste Hardware in Verbindung mit anwendungsorientierter Software. Charakteristisch ist dabei die zielgerichtete Flexibilität in Form von Baukastenprinzip und APP-Konzept.
Unsere bewährten Produkte bieten wir unseren Kunden nun auch als freie Entwicklungsplattform an.

 

 

 

 

Die smartSerie

Die optiMEAS smartSERIE ist eine Weiterentwicklung der bereits bestehenden optiMEAS smartLog-Geräteserie. Da der Einsatz unserer Geräte mittlerweile weit über das reine „loggen“ von Daten hinausgeht, haben wir auch diesen optimiert: Das ursprüngliche Basisgerät smartLog heißt nun smartPro. Wir verzichten in Zukunft auf das „Log“.

Das smartMINI – eine handliche, energiesparende und preiswerte Version unserer bewährten smartLog Serie (smartPRO) für den breiten Einsatz in Teleservice, Telediagnose und dem Umweltmonitoring wird ergänzt um das smartMICRO für die Bereiche Asset Management und M2M.

 

 

 

Mit Vollgas in die Industrie 4.0 von morgen

smart_Mini_Logo

 

Bei dem smartMini handelt es sich wie bei dem smartPro um ein erweiterbares CarrierBoard mit PowerController. Der Hauptfokus des smartMini liegt auf einer wirtschalftilchen Alternative mit reduzierter Erweiterbarkeit im Vergleich zum smartPro. Hierbei kommt ein AM335x CPU Modul mit bis zu 1GHz der Firma Phytec zu Einsatz. Bei der AM335x CPU handelt es sich um die gleiche CPU wie auf dem bekannten BeagleBone Black Entwicklungsboard der BeagleBone.org Foundation. Es stehen zwei Betriebssystem Installationen im NAND Flash zur Verfügung, welche wie beim smartPro über den PowerController umgeschaltet werden können.
Der NAND Flash wird mit dem UBIFS Dateisystem des Mainline Linux betrieben, welches Wear-Leveling und Journaling unterstützt. Somit ist das Modul vor Datenverlust bei Spannungsausfall geschützt.
Das Board kann mit einem Aufsteckmodul erweitert werden. Je nach CPU Variante stehen 2 frei programmierbare PRU‘s (Programmable Realtime Unit) zur Verfügung zur Realisierung von z.B. EtherCAT, PROFINET oder EtherNet/IP.

Schnittstellen:

  • 2x DI, 2x DO
  • 4 Status LEDs
  • USB Host
  • 100 MBit Ethernet
  • GPS
  • 1x CAN (ein weiterer optional)
  • 3 Achsen Beschleunigungssensor
  • RS485
  • RS232
  • SD-Karte

Erweiterungsbus:

  • Eingangsspannung, 5V, 3V3
  • SPI, I2C, 8x AD, USB, UART, GPIO

ZUM PRODUKT

smart_pro_Logo

 

Das smartPro ist ein CarrierBoard welches mit bis zu 8 Aufsteckmodulen erweitert werden kann.
Das CarrierBoard wird mit CPU-Modulen betrieben, auf welchen vom 800MHz i.MX537 bis zum 1 GHz i.MX6 Quad Core verschiedenste Varianten zur Verfügung stehen.
Auf der internen µSD-Karte sind 2 Realtime-Linux-Installationen vorhanden, eine weitere befindet sich im NAND Flash des CPU Moduls. Die Auswahl der 3 Boot-Quellen übernimmt ein dem CPU-Modul vorgeschalteter PowerController, welcher außerdem als Watchdog zur Verfügung steht. Beim Firmware Update welches Kernel, Device-Tree und Root-Filesystem etc. umfasst wird immer die nicht a ktive Betriebssystem-Installation auf der µSD-Karte beschrieben. Der PowerController startet daraufhin die CPU neu und wählt die upgedatete Installation zum Booten aus. Sollte sich dieApplikation in einer gewissen Zeit nicht bei dem PowerController melden, startet dieser die CPU mit der alten Betriebssystem-Installation neu. Somit wird ein ausfallsicheres Firmware Update ermöglicht.
Beim Total-Ausfall der µSD-Karte ist das Booten aus dem NAND Flash möglich, welches in der Regel ein Notlaufimage enthält, um den Kundendienst zu informieren. Der PowerController kann das ganze Board auch zeitgesteuert spannungslos schalten um Energie zu sparen.

Als Aufsteckmodule sind bis jetzt folgende Baugruppen realisiert:

  • 8 Kanal 24 Bit AD-Wandler
  • 2 Kanal 24 Bit optisch isolierter AD-Wandler
  • LWL-Ethernet
  • LTE-Modem mit GPS/GLONASS Empfänger
  • 8 Kanal Thermoelement-Wandler
  • 4 Kanal 24 Bit ICP-Wandler
  • 8 Kanal SENT-Bus Interface

Ein CPLD unterstützt das CPU-Modul bei vorhandenem GPS Empfänger auf Basis des PPS Impuls eine mikrosekundengenaue zeit-synchrone Aufzeichnung über mehrere Geräte zu realisieren um beispielsweise den Entstehungsort eines Erdbebens zu berechnen.

 

Schnittstellen

  • 4x DI, 4x DO
  • 7 Segment Anzeige, 2x Taster
  • USB Host, USB Device
  • 100 MBit Ethernet
  • 2x CAN (optisch isoliert)
  • 2 Kanal AD-Wandler für PT100 o.ä.
  • digitaler Temperaturfühler
  • Lattice CPLD
  • SD-Karte

Erweiterungsbus

  • Eingangsspannung, 5V, 3V3
  • SPI, I2C, I2S, USB, UART, RS485, GPIO

smartcarrier

CarrierBoard smartPRO / Gestapelte Platinen smartPRO

Zum Produkt

smart_Micro_Logo

 

Das smartMicro ist unsere kleinste Plattform für Teleservice und Telediagnose, sowie Datenlogging. Klein sind der Formfaktor und die Leistungsaufnahme, nicht aber die Auswahl an Schnittstellen, Kommunikationsprotokollen und Softwarebibliotheken.
Das macht das smartMicro zu einer idealen Lösung für Anwendungen mit begrenztem Bauraum, für batteriebetriebene Anwendungen, sowie allgemein für kostensensitve Anwendungen in höheren Stückzahlen.

 

Technische Daten:

  • Cortex M4 CPU (120MHz, 2MB Flash, 160kB SRAM)
  • externer Speicher für Log-Daten (µSD-Karte)
  • USB Schnittstelle zur Parametrierung, Firmwareupdate, etc.
  • Ethernet Schnittstelle
  • Bluetooth, WiFi, GSM/UMTS
  • onboard Sensorik (GPS, Beschleunigung)
  • Dual CAN Bus (optional isoliert)
  • analoge/digitale Ein-/Ausgänge
  • kompakter Formfaktor, standard Anschlussstecker (IP67 optional)
  • 8-36V Spannungsversorgung (6-36V optional)
  • Cloud Anbindung per WLAN, GSM/UMTS oder Ethernet

 

Zum Produkt

Spezifizierungen der smartSerie

Durch das bewährte Baukastenkonzept ist jedes smart-Gerät individuell erweiterbar und auf die jeweilige Anwendung zugeschnitten.

 

Spezifizierungen

Allgemeine Technische Details der smartSerie

Mit einer Entwicklungsumgebung (bzw. SDK Design) Apps für verschiedene Hardware Plattformen erstellen (Keine Einarbeitung in separate Umgebung pro Plattform!)
Industrieller Temperaturbereich, Langzeitverfügbarkeit, Lieferzeit Garantie
Remote Update der kompletten Firmware
Fernwartung per LTE / UMTS bis auf Betriebssystem Shell Ebene möglich
Remote Debugging per gdbserver
Hardware Watchdog (Unabhängig von der Haupt-CPU)
2 separate Betriebssystem Installation können per Software umgeschaltet werden (wird für das Firmware Update genutzt)
Read-Only Root-Filesystem + Journaling Filesystem für Apps / Einstellungen und Messwerte (das Gerät kann ohne Datenverlust zu jeder Zeit ausgeschaltet werden)
Die komplette Software (Bootloader, Kernel, Bibliotheken, Applikationen, …) für das Gerät wird in der Entwicklungsumgebung übersetzt (jedes Bit kann verändert werden)
Programmierbar in C++ mit Qt oder Python 3 (andere Programmiersprachen und Bibliotheken können selbst integriert werden)
Mainline Linux Kernel mit PREEMPT_RT (Realtime) Patch: Kernel Version 3.12 oder höher (je nach CPU und Hardware Model)
App Konzept (Devicemanager + mehrere Apps) [nur eine App läuft gleichzeitig, kann aber aus mehreren Prozessen bestehen]

Entwicklungsumgebung

 

Virtuelle Maschine mit Standard Debian Linux (Version 8 – „Jessie“)
Compiler: GCC 4.9.2 (C++14 Support) mit Qt 5.4
Reproduzierbare Kernel + Root-Filesystem Erstellung mit ptxdist
Grafische Entwicklungsumgebung: QtCreator
Remote Debugging per gdbserver

 

boardsupport

Bei der Entwicklungsumgebung handelt es sich um eine virtuelle Maschine mit Debian Linux. Die Basis der Entwicklungsumgebung bildet die OSELAS Toolchain und das Buildsystem ptxdist. Mithilfe des Buildsystems wird die gesamte Software (Bootloader, Kernel, Bibliotheken, etc.) welche auf unseren Platformen läuft automatisiert aus dem Quellcode übersetzt. Dies hat den Vorteil dass der Entwickler sehr einfach das gesamte Betriebssystem an seine Bedürfnisse anpassen kann. Des weiteren können die Zielsysteme per TFTP und NFS über das Netzwerk gebootet werden, um Änderungen am Betriebssystem ohne flashen des Gerätes sofort testen zu können. Als grafische Entwicklungsumgebung mit Unterstützung für Remote Debugging verwenden wir QtCreator. Zum Schutz vor Spannungsausfällen wird das Root-Filesystem der Geräte Read-Only gemountet. Die Daten Partition wird mit einem Journaling Filesystem formatiert.
Unsere Boards werden mit aktuellen Mainline Linux Kernel betrieben, für geringe Latenzzeiten setzten wir auf den PREEMPT_RT (Realtime) Patch.

 

BOARD SUPPORT PACKAGE

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