L'industria moderna sta subendo una profonda trasformazione con l'avvento del System on Module (SoM). Questo sistema compatto e modulare sta rivoluzionando l'IoT industriale. Syscom-Prorep, con 30 anni di esperienza nell'elettronica industriale, offre SoM innovativi. Essi forniscono una risposta efficace alle sfide dell'automazione.

Il ruolo del SoM nell'evoluzione dell'Industria 4.0 è fondamentale. Combina intelligenza artificiale, IoT industriale e 5G per ottimizzare la produzione. Queste tecnologie avanzate, combinate con il SoM, segnano l'inizio di un'era di efficienza e connettività senza precedenti nell'industria.

I moduli WISE di Advantech dimostrano i vantaggi del SoM. Facilitano la comunicazione tra sensori e macchine tramite Modbus TCP. Supportano il protocollo REST e integrano MQTT per una maggiore sicurezza IoT. Questi sistemi offrono una notevole flessibilità, lavorando con diversi browser e piattaforme cloud come Azure e AWS.

Punti chiave da ricordare

  • SoM rivoluziona l'IoT industriale con soluzioni compatte e potenti
  • Syscom-Prorep porta 30 anni di esperienza nelle soluzioni elettroniche industriali
  • AI, IIoT e 5G guidano l'adozione di sistemi su moduli
  • I moduli WISE offrono una connettività avanzata e un'ampia compatibilità
  • Il SoM facilita l'integrazione delle nuove tecnologie nell'Industria 4.0

L'evoluzione delle tecnologie IoT nell'industria moderna

L'industria moderna sta attraversando un periodo di trasformazione accelerata, grazie ai progressi delle tecnologie IoT. Le schede SOM e i computer single-board sono al centro di questa evoluzione. Offrono soluzioni compatte e ad alte prestazioni per l'automazione industriale.

I megatrend dell'automazione industriale

I controllori programmabili di oggi incorporano funzionalità IoT avanzate. I modelli easyE4 di Eaton e LOGO! 8.3 di Siemens si distinguono per la connettività cloud e le capacità di monitoraggio remoto. I SIMATIC S7-1500 di Siemens si distinguono per le loro prestazioni e scalabilità. I Crouzet Millennium Slim, invece, si distinguono per la loro compattezza e personalizzazione.

L'impatto del 5G e dell'intelligenza artificiale sull'IoT industriale

Il 5G sta trasformando le comunicazioni industriali. I moduli 4G/NB-IoT offrono una larghezza di banda e un'efficienza migliori rispetto ai loro predecessori 2G/3G. NB-IoT, in particolare, è caratterizzato da un basso consumo energetico e da un'ampia copertura, che lo rendono ideale per applicazioni come le serre intelligenti.

Il ruolo dell'edge computing nell'Industria 4.0

L'elaborazione in loco sta diventando essenziale nell'Industria 4.0. I computer a scheda singola consentono il controllo remoto delle apparecchiature HVAC e di irrigazione, migliorando la gestione degli impianti industriali. Questo approccio all'edge computing, combinato con le schede SOM, offre la flessibilità e la reattività essenziali per l'inferenza AI nelle moderne applicazioni industriali.

Comprendere il sistema su modulo e le sue applicazioni

Il System on Module (SoM) sta trasformando il modo in cui vengono progettati i sistemi elettronici industriali. Rappresenta una soluzione compatta e ad alte prestazioni per l'IoT industriale.

Definizione e componenti essenziali

Un SoM è un piccolo computer incorporato, appositamente progettato per le applicazioni embedded. Combina la flessibilità di una CPU con la capacità di elaborazione di un FPGA. I componenti chiave includono unità di elaborazione avanzate come NPU, VPU e DSP. Queste unità sono progettate per supportare framework di IA come TensorFlow Lite e PyTorch.

Vantaggi per l'integrazione IoT

Il SoM offre grandi vantaggi per l'integrazione dell'IoT nell'elettronica industriale:

  • Riduzione dei cicli di progettazione e dei costi
  • Facili da integrare grazie alla loro natura pronta per l'uso
  • Personalizzazione attraverso lo sviluppo di una semplice carta di trasporto
  • Maggiore affidabilità in intervalli di temperatura estremi (da -40°C a +85°C)

Tipi di moduli disponibili

I SoM sono disponibili in varie configurazioni per soddisfare le esigenze specifiche di progettazione del sistema:

  • Moduli basati su FPGA di produttori quali Intel® e AMD
  • Opzioni con ricetrasmettitori ad alta velocità
  • Varianti di memoria (DDR3, DDR4, QDR2+)
  • Interfacce multiple: USB, Gigabit Ethernet, HDMI, connettori FMC

Questi moduli versatili sono adatti a un'ampia gamma di applicazioni. Vanno dai gateway IoT all'elaborazione multimediale e AI. Accelerano lo sviluppo di soluzioni elettroniche industriali innovative.

Architettura e funzionalità dei SoM industriali

I System on Module (SoM) industriali segnano un significativo passo avanti nell'evoluzione dell'informatica embedded. Questi moduli compatti combinano processori multi-core, memoria RAM, storage e interfacce come USB ed Ethernet. Questa struttura offre una notevole flessibilità rispetto ai System on Chip, rendendoli facilmente integrabili con una varietà di schede di supporto.

Nei settori dell'automazione industriale, dei dispositivi medici e dell'Internet delle cose, i SoM si stanno rivelando essenziali. Incorporano progressi tecnologici come l'intelligenza artificiale e il supporto di protocolli di comunicazione avanzati, come il Wi-Fi 6 e il 5G. La sicurezza è una priorità, con funzioni come l'avvio sicuro, gli aggiornamenti OTA e l'archiviazione crittografata.

La robustezza è al centro della progettazione dei SoM industriali. Progettati per un funzionamento continuo, sono in grado di resistere a condizioni ambientali estreme, da -40 a +85°C. La loro durata di vita, fino a 10 anni, li rende una scelta ideale per i progetti a lungo termine. I produttori offrono spesso una garanzia di 3 anni, unica nel settore.

La scalabilità è uno dei principali vantaggi del SoM. Grazie alle schede carrier personalizzabili, i produttori possono facilmente adattarle alle loro esigenze specifiche. Questa flessibilità, unita a strumenti di sviluppo completi e a un'assistenza continua, fa dei SoM una soluzione all'avanguardia per l'Industria 4.0.

Soluzioni di connettività per l'IoT industriale

L'IoT industriale sta trasformando radicalmente i processi produttivi. Le soluzioni di connettività avanzate svolgono un ruolo fondamentale. I sistemi basati su moduli, in particolare, offrono un'ampia gamma di opzioni di comunicazione sicure.

Protocolli di comunicazione supportati

I sistemi embedded per l'IoT industriale supportano una varietà di protocolli:

  • LoRaWAN: ideale per le applicazioni che richiedono un lungo raggio d'azione
  • NB-IoT: adatto a esigenze di dati limitate con una buona copertura
  • 4G LTE: offre diverse velocità a seconda della categoria (Cat 1, M1, Cat 4).
  • Bluetooth e Wi-Fi: Per la connettività locale

Integrazione con i sistemi esistenti

I sistemi basati su moduli sono facili da integrare nelle infrastrutture industriali. Sono compatibili con i protocolli Modbus/TCP, MQTT e REST API. In questo modo è facile collegarsi ai sistemi ERP, SCADA e MES. Questa flessibilità consente di modernizzare le apparecchiature senza doverle sostituire completamente.

Sicurezza dei dati e della rete

La sicurezza è fondamentale nell'IoT industriale. I sistemi embedded incorporano robuste funzionalità di crittografia e autenticazione. L'uso della tecnologia eSIM e delle piattaforme RSP aumenta la resilienza. Ciò consente il passaggio automatico a fornitori di connettività di riserva.

Queste soluzioni di connettività avanzate, unite alla gestione ottimizzata dell'alimentazione dei sistemi on-module, promettono di ridurre il costo totale delle soluzioni IoT industriali di oltre il 30%.

Applicazioni pratiche nell'ambiente industriale

Le schede SOM e i computer single-board stanno trasformando l'industria di oggi. Forniscono soluzioni avanzate per l'elaborazione dei dati direttamente sul posto. Ciò aumenta l'efficienza operativa in diverse aree.

Nel settore del controllo qualità, i sistemi di visione artificiale, basati su schede SOM, forniscono ispezioni automatiche di alta precisione. Nelle linee di produzione, questi dispositivi analizzano i prodotti in tempo reale. Rilevano le imperfezioni che sfuggono all'occhio nudo.

I computer a scheda singola facilitano l'elaborazione in loco, migliorando la velocità dei processi industriali. I dati dei sensori IoT vengono elaborati istantaneamente. Ciò consente di prendere decisioni immediate. Ciò riduce i tempi di inattività e ottimizza la produzione.

Le applicazioni di manutenzione predittiva utilizzano le schede SOM per monitorare le condizioni delle apparecchiature. Analizzando le vibrazioni, la temperatura e altri parametri, questi sistemi prevedono i futuri guasti. Prolungano la vita delle macchine e riducono i costi di manutenzione.

Nel campo della formazione, unità come APC o FLPTU, dotate di schede SOM, consentono agli studenti di apprendere le basi del controllo dei processi industriali. Queste piattaforme simulano ambienti reali. Preparano efficacemente la futura forza lavoro alle sfide dell'Industria 4.0.

Ottimizzazione dei processi produttivi con SoM

I sistemi su moduli (SoM) stanno trasformando l'elettronica industriale offrendo soluzioni avanzate per ottimizzare la produzione. Queste soluzioni hardware integrate consentono il monitoraggio in tempo reale, la manutenzione predittiva e una migliore gestione della qualità. Sono essenziali per migliorare l'efficienza e la precisione dei processi industriali.

Monitoraggio in tempo reale

La progettazione di sistemi basati sul SoM consente la raccolta e l'analisi dei dati in tempo reale. Questa capacità facilita il processo decisionale informato e la rapida identificazione dei colli di bottiglia nella produzione. L'integrazione con i dispositivi IoT offre un monitoraggio completo dei processi, consentendo una gestione ottimale.

Manutenzione predittiva

I SoM svolgono un ruolo cruciale nella manutenzione predittiva. Analizzando i dati delle apparecchiature, consentono di anticipare i potenziali guasti. Questo approccio proattivo riduce i tempi di fermo e prolunga la vita delle macchine, ottimizzando l'efficienza produttiva.

Gestione della qualità

La piattaforma hardware integrata di SoM migliora notevolmente il controllo della qualità. Consente il controllo continuo dei parametri e il rilevamento rapido delle anomalie. L'uso di robot a 3 assi, integrati tramite SoM, aumenta la precisione nei processi di incollaggio e assemblaggio.

L'ottimizzazione tramite SoM si estende alla gestione delle risorse, riducendo gli sprechi e massimizzando l'uso dei materiali. Le interfacce utente modulari facilitano l'adattamento a diverse applicazioni, promettendo una maggiore flessibilità nella produzione industriale.

Prestazioni e affidabilità dei sistemi embedded

L'informatica integrata è fondamentale per l'industria moderna. Combina un'elevata potenza di calcolo con un basso consumo energetico. Questa sinergia è fondamentale per le applicazioni industriali più esigenti.

Le tecnologie emergenti, integrate nei moduli elettronici, migliorano notevolmente le prestazioni. I processori multi-core e gli acceleratori di intelligenza artificiale consentono di elaborare rapidamente compiti complessi. Le FPGA, ad esempio, sono utilizzate per calcoli paralleli intensivi. I microcontrollori STM32 ed ESP32, invece, offrono una ricca integrazione di periferiche.

L'affidabilità è essenziale negli ambienti industriali. La ricerca mira a migliorare l'affidabilità dei componenti elettronici di bordo. Questo include:

  • Controllare l'affidabilità fin dalla fase di progettazione
  • Integrazione dei processi industriali
  • Quantificare l'affidabilità attraverso studi di invecchiamento
  • Analisi dei fallimenti precipitati

Progetti innovativi come MeGan e ACCEA mirano a migliorare le prestazioni riducendo i costi. Questi progressi nell'informatica incorporata contribuiscono a ottimizzare i processi industriali. Contribuiscono a rendere le aziende più competitive.

Integrazione di soluzioni di visione artificiale

I sistemi su moduli (SoM) stanno trasformando la visione industriale. Offrono funzionalità avanzate per l'elaborazione delle immagini e il controllo della qualità. Questi sistemi incorporati sono essenziali per l'industria.

Elaborazione delle immagini a bordo

I moderni SoM offrono funzionalità avanzate per la visione artificiale:

  • Supporto per un massimo di 8 telecamere tramite due interfacce CSI
  • Processore di immagini integrato per la pre-elaborazione
  • Due unità DSP C7 per l'elaborazione del segnale e l'IA
  • Prestazioni grafiche di 50 GFlops

Queste caratteristiche consentono un'elaborazione rapida e accurata delle immagini direttamente sul sistema basato sul modulo. Ciò elimina la necessità di unità esterne.

Sistema modulare per la visione artificiale

Applicazioni per il controllo qualità

I sistemi embedded per la visione artificiale comprendono diversi moduli chiave:

  • Modulo di imaging ottico per l'illuminazione e la guida
  • Sensore di immagine per la conversione fotoelettrica
  • Modulo di elaborazione con DSP, ARM o FPGA
  • Interfacce IO per la comunicazione dei risultati

Questi componenti consentono di eseguire ispezioni visive automatizzate estremamente accurate. I SoM sono in grado di resistere a temperature da -40°C a +85°C. Sono quindi affidabili in un'ampia gamma di ambienti industriali.

Soluzioni di gestione termica ed energetica

Le schede SOM e i computer single-board sono essenziali per ottimizzare il consumo energetico dei sistemi industriali. Essi incorporano tecnologie avanzate per gestire in modo efficiente il calore e il consumo di energia.

Ottimizzazione dei consumi

Progettate per massimizzare l'efficienza energetica, le schede SOM utilizzano processori a basso consumo. Sono dotate di modalità di standby intelligenti per ridurre il consumo energetico. L'elaborazione in loco riduce i requisiti energetici limitando i trasferimenti di dati al cloud.

Sistemi di raffreddamento

La gestione termica è fondamentale per i computer a scheda singola in ambienti industriali. Vengono utilizzati due metodi principali:

  • Raffreddamento a liquido: altamente efficiente per applicazioni intensive
  • Raffreddamento ad aria: una soluzione semplice ed economica per le applicazioni meno impegnative

I produttori stanno sviluppando soluzioni innovative, come l'uso di polimeri ad alte prestazioni e di adesivi termici. Queste tecnologie migliorano il trasferimento di calore e la regolazione della temperatura dei pannelli SOM.

Una gestione termica ottimale aumenta le prestazioni e la durata dei componenti. Le fluttuazioni di temperatura mal controllate possono ridurre la durata di oltre il 50%. Le soluzioni moderne tengono conto della dissipazione interna e dei fattori ambientali esterni per un controllo preciso.

Progettazione e sviluppo di soluzioni personalizzate

La progettazione di sistemi personalizzati per l'elettronica industriale si basa su piattaforme hardware integrate. Queste soluzioni offrono una notevole flessibilità per soddisfare le esigenze specifiche di ogni settore. Il mercato System on Module (SoM) cresce dell'8,4% all'anno fino al 2031. Ciò sottolinea la crescente domanda di soluzioni IoT personalizzate.

I SoM svolgono un ruolo cruciale nell'automazione industriale, nei dispositivi IoT e nella robotica. La loro adozione dimostra la loro importanza nello sviluppo di applicazioni industriali personalizzate. Miniaturizzazione e prestazioni elevate sono alla base di queste piattaforme informatiche innovative.

Progettazione di sistemi personalizzati
  • Sviluppo di componenti elettronici e servizi software per una soluzione IoT completa
  • Creazione di sistemi operativi personalizzati con Yocto, Embedded Linux o WrLinux
  • Integrazione di strumenti di controllo remoto e aggiornamenti over-the-air
  • Impostazione della sincronizzazione cloud per trasferire i dati tra strumenti e database

L'integrazione dell'intelligenza artificiale e dell'apprendimento automatico nei SoM ne migliora la potenza di elaborazione. Questo li rende particolarmente adatti ad applicazioni industriali e IoT personalizzate. La richiesta di soluzioni compatte, efficienti dal punto di vista energetico e scalabili sta spingendo lo sviluppo di SoM personalizzati per vari settori industriali.

Conclusione

Lo sviluppo dell'embedded computing e l'emergere di nuove tecnologie stanno rivoluzionando l'industria. I System on Module (SoM) si stanno rivelando essenziali per l'IoT industriale. Offrono una flessibilità e un'efficienza notevoli, finora ineguagliate.

Integrando moduli pre-integrati, queste soluzioni accelerano lo sviluppo del prodotto. Riducono i costi e semplificano la complessità dei sistemi. Le SoM consentono alle aziende di essere più agili di fronte alle sfide tecnologiche. Inoltre, aprono la strada alle innovazioni future, in particolare nell'AI e nell'edge computing.

Syscom-Prorep, con i suoi 30 anni di esperienza, guida i produttori nell'integrazione di queste tecnologie. L'adozione di SoM rappresenta una scelta strategica per rimanere competitivi nell'era dell'Industria 4.0. Migliora l'efficienza operativa e rafforza l'immagine innovativa delle aziende.

FAQ

Che cos'è un System on Module (SoM) e come viene utilizzato nell'IoT industriale?

Un System on Module (SoM) è una piattaforma hardware integrata. Combina i componenti essenziali di un computer su un'unica scheda. Nell'IoT industriale, i SoM possono essere utilizzati per creare soluzioni compatte e ad alte prestazioni. Sono modulari e offrono una grande flessibilità per una varietà di applicazioni industriali.

Quali sono i vantaggi dell'utilizzo del SoM nell'industria?

I SoM offrono diversi vantaggi importanti nel settore. Sono flessibili e veloci da implementare. Grazie alle schede portanti personalizzabili, possono essere facilmente adattati a esigenze specifiche. Sono inoltre efficienti in termini di prestazioni e consumo energetico. Inoltre, semplificano l'integrazione dell'IoT e modernizzano le infrastrutture esistenti.

In che modo il SoM contribuisce all'edge computing nell'Industria 4.0?

I SoM sono essenziali per l'edge computing. Consentono di elaborare i dati in loco. Ciò migliora l'efficienza e la reattività dei sistemi industriali. La riduzione della latenza e la rapidità del processo decisionale sono fondamentali per l'Industria 4.0.

Quali tipi di protocolli di comunicazione sono supportati dai SoM industriali?

I SoM industriali supportano diversi protocolli di comunicazione. Tra questi, LoRa, GNSS, Wi-Fi e Bluetooth. Questa diversità li rende altamente adattabili ai vari requisiti delle applicazioni industriali.

Come può la SoM migliorare la manutenzione predittiva nell'industria?

I SoM migliorano la manutenzione predittiva consentendo il monitoraggio in tempo reale. Analizzano i dati in loco, rilevano le anomalie e prevedono i guasti. In questo modo riducono i tempi di fermo e ottimizzano la manutenzione.

Quanto è importante la gestione termica nei SoM industriali?

La gestione termica è fondamentale per i SoM industriali. Ne garantisce le prestazioni e l'affidabilità in ambienti difficili. Tecniche avanzate e sistemi di raffreddamento innovativi garantiscono un funzionamento ottimale.

In che modo i SoM facilitano l'integrazione delle soluzioni di visione industriale?

I SoM facilitano l'integrazione delle soluzioni di visione industriale. Offrono un'elevata potenza di elaborazione delle immagini a bordo. Ciò consente l'analisi visiva in tempo reale e l'elaborazione avanzata delle immagini direttamente sul modulo.

Quali sono le sfide di sicurezza associate all'uso del SoM nell'IoT industriale?

Le principali sfide per la sicurezza includono la protezione dei dati sensibili e la sicurezza delle comunicazioni di rete. È fondamentale implementare solide misure di sicurezza. Questo protegge l'integrità dei sistemi basati su SoM nell'ambiente IoT industriale.

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