Muchos integradores de sistemas se esfuerzan por apoyar a industrias como los edificios inteligentes, pero carecen de recursos de ingeniería IoT internos. El SECO Pi Vision 10.1 CM5 convierte el Raspberry Pi Compute Module 5 en un HMI industrial robusto que admite suites de desarrollo como Docker, Node-RED y TensorFlow Lite desde el primer momento. Cuando se combina con pilas de software de código abierto, los desarrolladores web pueden usar el Pi Vision 10.1 CM5 para crear plataformas de detección inteligente listas para usar, completas con alertas automatizadas, detección de anomalías, paneles de control, capacidades de actualización por aire (OTA) y más.
Crear sistemas de control personalizados con interfaces hombre-máquina (HMI) integradas es un proyecto bastante estándar para la mayoría de los integradores de sistemas. Pero construir soluciones de control y visualización de datos conectadas e inteligentes, en otras palabras, sistemas de Internet de las Cosas (IoT), requiere experiencia adicional que no siempre está disponible en los equipos de ingeniería internos.
Para mostrar información de manera eficiente y agilizar la gestión de grandes redes de dispositivos, las HMI industriales modernas renderizan paneles de control a medida, ejecutan inferencias de inteligencia artificial (IA) local, integran tanto APIs web como protocolos fieldbus, y se conectan a flujos de trabajo de borde a nube. Los desarrolladores web full-stack empleados en cada integrador de sistemas pueden asumir parte de este trabajo, pero probablemente carecen de experiencia en la entrega de grandes partes de un sistema de control y visualización de datos de extremo a extremo. Solo considere la larga lista de hardware mal documentado y diversas cadenas de herramientas utilizadas en la creación de HMI modernas que deben ser revisadas antes de que el desarrollo pueda siquiera comenzar.
Para abordar estos problemas, el Pi Vision 10.1 CM5 combina una pantalla táctil de alta definición de grado industrial con un entorno de software completamente preconfigurado. El resultado es una plataforma lista para usar que agiliza el desarrollo de hardware y software para equipos encargados de construir HMI inteligentes.
Listo para Desarrollo Rápido de Grado Industrial
El Pi Vision 10.1 CM5 está construido alrededor del Módulo de Computación Raspberry Pi 5 (CM5) y cuenta con una pantalla multitáctil capacitiva de 10.1 pulgadas alojada en un chasis de aluminio robusto. Su panel frontal con clasificación IP66 asegura protección contra el polvo y la humedad, y el diseño sin ventilador promueve una operación sin mantenimiento y una larga vida útil, incluso en entornos industriales hostiles.
En su núcleo, el Pi Vision integra un procesador Broadcom BCM2712 de cuatro núcleos Arm Cortex-A76 de 64 bits con una frecuencia de 2.4 GHz, respaldado por hasta 8 GB de LPDDR4 SDRAM con código de corrección de errores (ECC). Las interfaces extensas, incluyendo Wi-Fi, Ethernet Gigabit, USB 3.0 y serial, aseguran una flexibilidad óptima para conectar sensores, actuadores y otros dispositivos externos necesarios al construir sistemas según las especificaciones del cliente.
El sistema operativo Raspberry Pi OS incluido proporciona un entorno familiar que ayuda a muchos desarrolladores full-stack a prototipar rápidamente HMI para aplicaciones de borde. Para usuarios de Linux más avanzados, el Clea OS basado en Yocto Linux de SECO puede extender esta plataforma de software a través de características comerciales como actualizaciones seguras por aire (OTA), gestión de contenedores y acceso remoto para la gestión de flotas a nivel empresarial.
Además del sistema operativo, el entorno de desarrollo preinstalado de Pi Vision es una gran ventaja para los desarrolladores full-stack que están menos familiarizados con la interfaz con hardware HMI. Con Pi Vision, los sensores y periféricos se conectan a través de I²C, UART o USB, lo que permite una fácil integración de módulos estándar y placas de sensores personalizadas.
Todos los controladores de hardware de la plataforma vienen preintegrados, al igual que el soporte para herramientas como Docker, Node-RED, TensorFlow Lite y la plataforma de desarrollo y despliegue de aprendizaje automático Edge Impulse. Las aplicaciones construidas sobre este conjunto de herramientas pueden ser contenedorizadas, versionadas inteligentemente, mantenidas remotamente y distribuidas de manera segura a través de actualizaciones OTA.
Sobre todo, la compatibilidad del Pi Vision 10.1 CM5 con el ecosistema Raspberry Pi permite a los integradores de sistemas pasar fácilmente de la idea al prototipo a la aplicación industrial en una sola plataforma que puede ser tanto una plataforma de desarrollo como el núcleo de un sistema industrial conectado.
Recolección y Procesamiento de Datos usando MQTT y Node-RED
En la práctica, las HMI de control industrial de hoy en día capturan, procesan y proporcionan visualización de datos de múltiples fuentes en tiempo real, siendo los despliegues de edificios inteligentes un ejemplo principal. Aquí, una combinación probada es usar MQTT y Node-RED, ambas tecnologías de código abierto diseñadas específicamente para aplicaciones IoT y soportadas por Pi Vision. Juntos, estos componentes forman la base para Building Data Lite (BDL), un sistema de código abierto rentable para la monitorización ambiental interior escalable.
En los despliegues de BDL, los nodos de sensores recopilan datos ambientales como temperatura, humedad o niveles de sonido a través de temas MQTT, y los flujos de trabajo de Node-RED se suscriben a estos flujos de datos. Los desarrolladores pueden crear rápidamente y visualizar paneles de control de Node-RED usando widgets en tiempo real para renderizar gráficos interactivos, medidores y gráficos de series temporales como información de visualización en la HMI Pi Vision 10.1 CM5. Alternativamente, los datos pueden almacenarse en bases de datos para análisis históricos.
También se pueden definir umbrales para activar alertas, o los modelos de IA pueden conectarse directamente con los flujos de trabajo de Node-RED y activar automáticamente transmisiones MQTT cuando se detecta una anomalía (por ejemplo, picos de CO₂ o aumento de niveles de ruido).
Docker proporciona una capacidad clave en la modularización de este tipo de sistema. Al contenedizar aplicaciones, los desarrolladores pueden operar flujos de trabajo de Node-RED como servicios independientes y fáciles de mantener que se actualizan automáticamente.
El Clea OS de SECO es un sistema operativo de grado industrial basado en Yocto Linux que está preconfigurado con los servicios necesarios para una operación confiable de Docker. Clea OS viene empaquetado con un agente de gestión de dispositivos llamado Edgehog que permite la gestión remota, el despliegue y las actualizaciones de dispositivos conectados usando contenedores de aplicaciones Docker.
Para los integradores de sistemas que gestionan múltiples entornos de clientes, este enfoque ofrece un gran beneficio: una vez configurado, cada flujo de trabajo de Node-RED puede desplegarse en muchos dispositivos, sin modificación, independientemente de las diferencias de hardware o estados del sistema local. De manera similar, los desarrolladores pueden usar Docker para ejecutar otras aplicaciones en contenedores y mantener cada componente del sistema aislado y actualizable por separado.
Los componentes contenedorizados pueden incluir paneles de control Node.js o React, brokers MQTT, controladores de sensores, o un servidor completo de paneles de control o BDL. Los contenedores pueden exportarse como imágenes preconfiguradas y clonarse en sistemas Pi Vision adicionales, ideal para despliegues en múltiples edificios.
Conclusión
El Pi Vision 10.1 CM5 combina hardware industrial robusto con un entorno de software moderno y abierto. Junto con un ecosistema tecnológico integral, forma una plataforma flexible que cubre el espectro de extremo a extremo desde la adquisición de datos de sensores hasta el análisis inteligente, todo lo que un integrador de sistemas con recursos limitados necesita para crear despliegues IoT sofisticados como la automatización de edificios inteligentes.
Gracias a una pila preinstalada que incluye Docker, Node-RED, MQTT, Edge Impulse y más, los desarrolladores web full-stack pueden comenzar de inmediato con el Pi Vision 10.1 CM5. No se requiere integración de hardware ni configuración compleja.
Pi Vision es más que una solución HMI tradicional: es una plataforma de desarrollo de borde que capacita a los integradores de sistemas para entregar soluciones IoT rápidas, seguras y escalables, desde el concepto inicial hasta la operación confiable en el campo.
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