Viele Systemintegratoren bemühen sich, Branchen wie intelligente Gebäude zu unterstützen, verfügen jedoch nicht über interne IoT-Engineering-Ressourcen. Das SECO Pi Vision 10.1 CM5 verwandelt das Raspberry Pi Compute Module 5 in ein robustes industrielles HMI, das Entwicklungssuiten wie Docker, Node-RED und TensorFlow Lite direkt unterstützt. In Kombination mit Open-Source-Software-Stacks können Webentwickler das Pi Vision 10.1 CM5 verwenden, um fertige intelligente Sensorplattformen zu erstellen, die mit automatisierten Warnungen, Anomalieerkennung, Dashboards, Over-the-Air (OTA)-Update-Funktionen und mehr ausgestattet sind.
Die Erstellung von maßgeschneiderten Steuerungssystemen mit integrierten Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs) ist für die meisten Systemintegratoren ein recht standardmäßiges Projekt. Der Aufbau von vernetzten, intelligenten Steuerungs- und Datenvisualisierungslösungen - mit anderen Worten, Internet of Things (IoT)-Systemen - erfordert jedoch zusätzliche Fachkenntnisse, die nicht immer von internen Ingenieurteams verfügbar sind.
Um Informationen effizient anzuzeigen und die Verwaltung großer Netzwerke von Geräten zu optimieren, rendern moderne industrielle HMIs maßgeschneiderte Dashboards, führen lokale künstliche Intelligenz (KI)-Inferenz durch, integrieren sowohl Web-APIs als auch Feldbusprotokolle und verbinden sich mit Edge-to-Cloud-Workflows. Vollständige Webentwickler, die bei jedem Systemintegrator beschäftigt sind, können einen Teil dieser Arbeit übernehmen, sind jedoch wahrscheinlich unerfahren in der Bereitstellung großer Teile eines End-to-End-Steuerungs- und Datenvisualisierungssystems. Man denke nur an die lange Liste schlecht dokumentierter Hardware und verschiedener Toolchains, die bei der Erstellung moderner HMIs verwendet werden und die vor Beginn der Entwicklung durchgearbeitet werden müssen.
Um diese Probleme zu lösen, kombiniert das Pi Vision 10.1 CM5 ein industrietaugliches, hochauflösendes Touch-Display mit einer vollständig vorkonfigurierten Softwareumgebung. Das Ergebnis ist eine gebrauchsfertige Plattform, die die Hardware- und Softwareentwicklung für Teams, die mit dem Bau intelligenter HMIs beauftragt sind, optimiert.
Sofort einsatzbereit für schnelle, industrietaugliche Entwicklung
Das Pi Vision 10.1 CM5 basiert auf dem Raspberry Pi Compute Module 5 (CM5) und verfügt über ein kapazitives 10,1-Zoll-Multitouch-Display, das in einem robusten Aluminiumgehäuse untergebracht ist. Die IP66-zertifizierte Frontplatte gewährleistet Schutz vor Staub und Feuchtigkeit, und das lüfterlose Design fördert einen wartungsfreien Betrieb und eine lange Lebensdauer, selbst in rauen Industrieumgebungen.
Im Kern integriert das Pi Vision einen Broadcom BCM2712 Quad-Core 64-Bit Arm Cortex-A76 Prozessor mit einer Taktfrequenz von 2,4 GHz, unterstützt von bis zu 8 GB LPDDR4 SDRAM mit Fehlerkorrekturcode (ECC). Umfangreiche Schnittstellen, einschließlich Wi-Fi, Gigabit Ethernet, USB 3.0 und seriell, gewährleisten optimale Flexibilität beim Anschluss von Sensoren, Aktoren und anderen externen Geräten, die beim Bau von Systemen nach Kundenspezifikationen erforderlich sind.
Das enthaltene Raspberry Pi OS bietet eine vertraute Umgebung, die vielen Full-Stack-Entwicklern hilft, HMIs für Edge-Anwendungen schnell zu prototypisieren. Für fortgeschrittene Linux-Benutzer kann SECOs Yocto Linux-basiertes Clea OS diese Softwareplattform durch kommerzielle Funktionen wie sichere Over-the-Air (OTA)-Updates, Container-Management und Fernzugriff für unternehmensweite Flottenverwaltung erweitern.
Auf dem Betriebssystem bietet die vorinstallierte Entwicklungsumgebung von Pi Vision einen großen Vorteil für Full-Stack-Entwickler, die weniger mit der Schnittstelle zu HMI-Hardware vertraut sind. Mit Pi Vision verbinden sich Sensoren und Peripheriegeräte über I²C, UART oder USB, was die einfache Integration sowohl von Standardmodulen als auch von kundenspezifischen Sensorboards ermöglicht.
Alle Hardwaretreiber der Plattform sind vorintegriert, ebenso wie die Unterstützung für Tools wie Docker, Node-RED, TensorFlow Lite und die Edge Impulse Machine Learning Entwicklungs- und Bereitstellungsplattform. Anwendungen, die auf diesem Toolset aufgebaut sind, können containerisiert, intelligent versioniert, remote gewartet und sicher über OTA-Updates verteilt werden.
Vor allem ermöglicht die Kompatibilität des Pi Vision 10.1 CM5 mit dem Raspberry Pi-Ökosystem Systemintegratoren, problemlos von der Idee über den Prototyp bis zur industriellen Anwendung auf einer einzigen Plattform zu wechseln, die sowohl eine Entwicklungsplattform als auch das Herzstück eines vernetzten Industriesystems sein kann.
Datenerfassung und -verarbeitung mit MQTT und Node-RED
In der Praxis erfassen, verarbeiten und visualisieren heutige industrielle Steuerungs-HMIs Daten aus mehreren Quellen in Echtzeit - mit intelligenten Gebäudeinstallationen als Paradebeispiel. Hierbei ist eine bewährte Kombination die Verwendung von MQTT und Node-RED, beides Open-Source-Technologien, die speziell für IoT-Anwendungen entwickelt wurden und von Pi Vision unterstützt werden. Zusammen bilden diese Komponenten die Grundlage für Building Data Lite (BDL), ein kostengünstiges, Open-Source-System für skalierbare Überwachung der Innenumgebung.
In BDL-Installationen sammeln Sensorknoten Umweltdaten wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Geräuschpegel über MQTT-Themen, und Node-RED-Workflows abonnieren diese Datenströme. Entwickler können schnell Node-RED-Dashboards erstellen und visualisieren, indem sie Echtzeit-Widgets verwenden, um interaktive Diagramme, Messgeräte und Zeitreihendiagramme als Anzeigeinformationen auf dem Pi Vision 10.1 CM5 HMI darzustellen. Alternativ können Daten in Datenbanken für historische Analysen gespeichert werden.
Schwellenwerte können auch definiert werden, um Alarme auszulösen, oder KI-Modelle können direkt mit Node-RED-Workflows verbunden werden und automatisch MQTT-Sendungen auslösen, wenn eine Anomalie erkannt wird (zum Beispiel CO₂-Spitzen oder steigende Geräuschpegel).
Docker bietet eine Schlüsselkompetenz bei der Modularisierung dieser Art von System. Durch die Containerisierung von Anwendungen können Entwickler Node-RED-Workflows als unabhängige, leicht zu wartende Dienste betreiben, die sich automatisch aktualisieren.
SECOs Clea OS ist ein industrietaugliches Betriebssystem, das auf Yocto Linux basiert und mit den für einen zuverlässigen Docker-Betrieb erforderlichen Diensten vorkonfiguriert ist. Clea OS ist mit einem Gerätemanagement-Agenten namens Edgehog ausgestattet, der die Fernverwaltung, Bereitstellung und Aktualisierung von verbundenen Geräten mithilfe von Docker-Anwendungscontainern ermöglicht.
Für Systemintegratoren, die mehrere Kundenumgebungen verwalten, bietet dieser Ansatz einen großen Vorteil: Einmal konfiguriert, kann jeder Node-RED-Workflow auf viele Geräte ausgerollt werden, ohne Änderungen, unabhängig von Hardwareunterschieden oder lokalen Systemzuständen. Ebenso können Entwickler Docker verwenden, um andere Anwendungen in Containern auszuführen und jede Systemkomponente isoliert und separat aktualisierbar zu halten.
Containerisierte Komponenten können Node.js- oder React-Dashboards, MQTT-Broker, Sensortreiber oder ein vollständiges Dashboard oder BDL-Server umfassen. Container können als vorkonfigurierte Images exportiert und auf zusätzliche Pi Vision-Systeme geklont werden - ideal für Rollouts in mehreren Gebäuden.
Fazit
Das Pi Vision 10.1 CM5 kombiniert robuste Industriehardware mit einer modernen, offenen Softwareumgebung. Zusammen mit einem umfassenden Technologie-Ökosystem bildet es eine flexible Plattform, die das gesamte Spektrum von der Sensordatenerfassung bis zur intelligenten Analyse abdeckt - alles, was ein ressourcenbegrenzter Systemintegrator benötigt, um anspruchsvolle IoT-Implementierungen wie die Automatisierung intelligenter Gebäude zu erstellen.
Dank eines vorinstallierten Stacks mit Docker, Node-RED, MQTT, Edge Impulse und mehr können Full-Stack-Webentwickler sofort mit dem Pi Vision 10.1 CM5 loslegen. Keine Hardwareintegration oder komplexe Einrichtung ist erforderlich.
Pi Vision ist mehr als eine traditionelle HMI-Lösung: Es ist eine Edge-Entwicklungsplattform, die Systemintegratoren befähigt, schnelle, sichere und skalierbare IoT-Lösungen zu liefern, vom ersten Konzept bis zum zuverlässigen Feldeinsatz.
Früher Zugang zum Pi Vision 10.1 CM5 ist jetzt verfügbar - Jetzt vorbestellen!