La placa base embebida de Portwell crea una solución para la recolección y transmisión de datos de extracción de energía.
Antecedentes del Proyecto:
Este proyecto se centra en el desarrollo de gateways para la extracción de petróleo y gas que facilitan la recopilación y transmisión de datos a la nube para un monitoreo digital de alto rendimiento. Miles de gateways están desplegados en diferentes países, permitiendo a los usuarios autorizados controlar dispositivos y aplicaciones de forma remota y simultánea. Por lo tanto, los gateways deben tener una buena capacidad de conversión de señal para transmitir datos de manera fluida y estable entre la nube y el borde. Además, debido a las condiciones de trabajo calurosas y peligrosas, los gateways deben ser capaces de mantener un funcionamiento estable en entornos severos y de alta temperatura. Según la evaluación del mercado, un buen diseño de gateway mejora el rendimiento de gestión de los usuarios finales al proporcionar una excelente adaptación ambiental, despliegue estable, fiabilidad y seguridad.
Desafíos:
Las industrias pesadas incluyen petroquímica, construcción naval, metalurgia, acero, minería, fabricación de maquinaria pesada, etc. Las condiciones de operación son duras en estas industrias. Además, múltiples máquinas están funcionando simultáneamente, causando altas temperaturas, altas presiones y alta humedad. Por lo tanto, los productos deben ser capaces de soportar entornos severos y pasar la certificación internacional de protección contra explosiones IECex y la certificación de protección contra explosiones ATEX de la Unión Europea. Los productos que cumplen con los estándares están certificados como seguros para su uso en situaciones explosivas específicas en sus áreas certificadas y para garantizar la seguridad de los operadores. Además, la estabilidad de la transmisión de red es otro desafío. Hoy en día, los dispositivos inalámbricos industriales son un marco importante para las soluciones de IoT. En entornos difíciles donde las redes cableadas son difíciles de desplegar, es preferible tener un diseño de red inalámbrica para conectarse a sistemas de gestión remota y transmitir datos históricos a través de la red para garantizar un monitoreo continuo y la retención de datos. La seguridad de los datos es crucial para los gateways, ya que se encuentran entre los dispositivos finales y las redes públicas, convirtiéndolos en objetivos principales para los hackers. Por lo tanto, tener gateways confiables requiere mecanismos de seguridad tanto en software como en hardware.
Requisitos del Proyecto:
Adaptación al entorno: Para funcionar correctamente en industrias pesadas, la placa base debe ser capaz de soportar un amplio rango de temperaturas (-40C° a 85C°), así como el eMMC, RAM y SSD. Además, se utilizan componentes de refrigeración de Portwell en el chasis sin ventilador para garantizar el mejor rendimiento en climas severos.
Cumplimiento normativo: Para garantizar la seguridad y estabilidad en entornos severos, así como para permitir que el dispositivo final se venda legalmente a nivel internacional, la placa base debe cumplir con las regulaciones CE y FCC, y todo el dispositivo debe estar certificado para resistencia a explosiones por IECex y ATEX.
Control remoto: El producto debe diseñarse para soportar múltiples señales inalámbricas remotas para cargar datos recopilados a la nube. Los usuarios también deben poder acceder a una consola SaaS de terceros de forma remota para integrar información o actualizar software.
Interfaz de E/S completa: Aparte de los puertos básicos, como SATA III, USB 2.0/3.1 y Ethernet, también se requieren otras interfaces, como UART RS-232 y RS-485UART, junto con al menos 4 a 5 ranuras PCIe.
Personalización: La placa base requiere un almacenamiento más grande de chips eMMC que el estándar de la industria para almacenar el sistema operativo u otras aplicaciones. Para software y firmware, se necesita asistencia con un BIOS personalizado para el desarrollo del sistema operativo Debian 11. Además, la compatibilidad funcional del plano de conexión autodesarrollado del socio requiere la asistencia de Portwell para revisar y probar.
Seguridad de datos: El gateway se utiliza en una amplia área geográfica, incluso involucrando el uso de múltiples dispositivos en diferentes países. Para mejorar su seguridad, los dispositivos deben estar protegidos contra ataques externos y ser capaces de cifrar datos durante la transmisión y descifrarlos una vez que lleguen al terminal. Es crucial que el software, hardware y firmware trabajen juntos para lograr este objetivo.
Solución de Portwell:
El módulo PCOM-B645VG de Portwell, Type 6 Compact COM Express® (95x95mm), no solo cumple con los desafíos y requisitos anteriores, sino que también es adecuado para chasis de factor de forma pequeño. Equipado con procesadores Intel® Atom™® x6000 y Pentium® N y J, ofrece un modo Turbo de 3.0GHz más alto que la configuración predeterminada del usuario final. Hay una opción para un consumo de energía ultra-bajo en esta generación de productos. Cumple con los requisitos de los clientes para un diseño de sistema sin ventilador sin sacrificar el soporte de temperatura de amplio rango. La placa base también admite una expansión completa de E/S. Para garantizar la usabilidad y seguridad internacional del producto, el PCOM-B645VGL de Portwell cumple con las necesidades de hardware de los clientes para dispositivos gateway y también pasa las certificaciones CE y FCC.
En respuesta al requisito del proyecto de seguridad, el PCOM-B645VG utiliza TPM 2.0 Intel® AES, que utiliza cifrado y descifrado avanzados para mejorar la velocidad y seguridad de las aplicaciones. Además, Portwell ha mejorado la funcionalidad de Root of Trust de Intel® en software y firmware para proporcionar una capa adicional de protección si se cargan o ejecutan códigos o configuraciones no autorizados por un tercero. La nueva generación de la serie Intel® Atom™® x6000 introduce tecnología ECC in-band, que permite la detección autónoma de errores sin necesidad de módulos de memoria ECC, logrando una solución de ganar-ganar con alta fiabilidad a bajo costo.
Las aplicaciones de gateway deben poder acceder y controlar terminales de forma remota y cargar datos a la nube. El PCOM-B645VG admite una variedad de diseños de señales PCIe, incluidos módulos Wi-Fi y 4G LTE con transferencias de datos de alta velocidad y gran volumen, y LoRa con bajo consumo de energía y amplio rango de transmisión. El sistema cambiará según las diferentes condiciones de red para garantizar la estabilidad de la transmisión de datos históricos. Con una gran compatibilidad, la placa base puede instalar Google Coral TPU para acelerar el aprendizaje automático, lo que la convierte en la solución ideal para el control industrial inteligente. El procesador del PCOM-B645VG también cuenta con tecnología Intel® TCC/TSN, que ayuda a acortar el tiempo de respuesta y acelerar la transmisión de datos. Además, los usuarios finales pueden cooperar con otros proveedores de software SaaS para desarrollar funciones OTA (programación por aire), haciendo que la gestión de actualizaciones del sistema del módulo sea más eficiente y segura.
En este proyecto, Portwell no solo se compromete a desarrollar hardware, sino que también proporciona consultoría y revisiones para el diseño esquemático de los planos de conexión de los clientes. Ayuda a los clientes a reducir significativamente el tiempo y costo de I+D y mejora la estabilidad del sistema. Además, Portwell cuenta con un fuerte equipo de diseño y suficiente experiencia para apoyar la creación de planos de conexión ODM desde cero. Los equipos de BIOS, EC y software de Portwell pueden modificar el sistema de acuerdo con los requisitos funcionales del cliente para diseñar y fabricar la solución perfecta para nuestros socios.
Portwell fue fundada en 1993, lo que le ha dado una ventaja sobre las tendencias del mercado en sus 29 años de experiencia. Con capacidades innovadoras de I+D y diseño, excelente calidad de producto, soporte técnico profesional y logística fluida, proporcionamos a nuestros clientes soluciones completas. Nuestra misión es ser el mejor socio en el crecimiento de nuestros clientes, así como la marca líder en soluciones de computación industrial y embebida.
