多くのシステムインテグレーターはスマートビルディングのような産業をサポートしようと努めていますが、社内のIoTエンジニアリングリソースが不足しています。SECO Pi Vision 10.1 CM5は、Raspberry Pi Compute Module 5を堅牢な産業用HMIに変え、Docker、Node-RED、TensorFlow Liteなどの開発スイートをすぐにサポートします。オープンソースのソフトウェアスタックと組み合わせることで、ウェブ開発者はPi Vision 10.1 CM5を使用して、自動アラート、異常検出、ダッシュボード、OTA（オーバー・ザ・エア）アップデート機能などを備えた既製のスマートセンシングプラットフォームを作成できます。
カスタム制御システムを統合されたヒューマンマシンインターフェース（HMI）で作成することは、ほとんどのシステムインテグレーターにとってかなり標準的なプロジェクトです。しかし、接続されたインテリジェントな制御およびデータ可視化ソリューション、つまりモノのインターネット（IoT）システムを構築するには、社内のエンジニアリングチームでは常に利用できない追加の専門知識が必要です。
情報を効率的に表示し、大規模なデバイスネットワークの管理を合理化するために、現代の産業用HMIはオーダーメイドのダッシュボードをレンダリングし、ローカルの人工知能（AI）推論を実行し、Web APIとフィールドバスプロトコルの両方を統合し、エッジからクラウドへのワークフローに接続します。すべてのシステムインテグレーターに雇用されているフルスタックWeb開発者は、この作業の一部を引き受けることができますが、エンドツーエンドの制御およびデータ可視化システムの大部分を提供する経験が不足している可能性があります。開発を開始する前に、現代のHMIの作成に使用される不十分に文書化されたハードウェアとさまざまなツールチェーンの洗濯リストを考慮してください。
これらの問題に対処するために、Pi Vision 10.1 CM5は産業用グレードの高解像度タッチディスプレイと完全に事前構成されたソフトウェア環境を組み合わせています。その結果、インテリジェントなHMIを構築するチームのためにハードウェアとソフトウェアの開発を合理化する、すぐに使用できるプラットフォームが生まれました。
迅速な産業用グレードの開発のための即時使用可能
Pi Vision 10.1 CM5はRaspberry Pi Compute Module 5（CM5）を中心に構築され、堅牢なアルミニウムシャーシに収められた容量性10.1インチマルチタッチディスプレイを備えています。IP66規格のフロントパネルは、ほこりや湿気からの保護を保証し、ファンレス設計は、過酷な産業環境でもメンテナンスフリーの運用と長寿命を促進します。
そのコアには、Broadcom BCM2712クアッドコア64ビットArm Cortex-A76プロセッサが2.4 GHzでクロックされ、最大8 GBのエラー訂正コード（ECC）付きLPDDR4 SDRAMがサポートされています。Wi-Fi、ギガビットイーサネット、USB 3.0、シリアルなどの広範なインターフェースにより、顧客仕様に基づいてシステムを構築する際に必要なセンサー、アクチュエーター、およびその他の外部デバイスを接続するための最適な柔軟性が保証されます。
付属のRaspberry Pi OSは、多くのフルスタック開発者がエッジアプリケーション用のHMIを迅速にプロトタイプ化するのに役立つ馴染みのある環境を提供します。より高度なLinuxユーザー向けに、SECOのYocto LinuxベースのClea OSは、商用機能（安全なOTAアップデート、コンテナ管理、エンタープライズグレードのフリート管理のためのリモートアクセスなど）を通じてこのソフトウェアプラットフォームを拡張できます。
OSの上に、Pi Visionの事前インストールされた開発環境は、HMIハードウェアとのインターフェースにあまり慣れていないフルスタック開発者にとって大きな利点です。Pi Visionを使用すると、センサーと周辺機器はI²C、UART、またはUSBを介して接続され、標準モジュールとカスタムセンサーボードの両方の簡単な統合が可能になります。
すべてのプラットフォームハードウェアドライバーは事前に統合されており、Docker、Node-RED、TensorFlow Lite、およびEdge Impulse機械学習開発および展開プラットフォームなどのツールのサポートも同様です。このツールスイートの上に構築されたアプリケーションは、コンテナ化され、インテリジェントにバージョン管理され、リモートでメンテナンスされ、OTAアップデートを介して安全に配布されることができます。
何よりも、Pi Vision 10.1 CM5のRaspberry Piエコシステムとの互換性により、システムインテグレーターは、アイデアからプロトタイプ、産業用アプリケーションまで、単一のプラットフォームで簡単に移行でき、開発プラットフォームであると同時に接続された産業システムのコアとなることができます。
MQTTとNode-REDを使用したデータの収集と処理
実際には、今日の産業用制御HMIは、複数のソースからリアルタイムでデータをキャプチャ、処理、および可視化します。スマートビルディングの展開がその代表的な例です。ここでは、MQTTとNode-REDを使用することが実証済みの組み合わせであり、どちらもIoTアプリケーション専用に設計されたオープンソース技術であり、Pi Visionによってサポートされています。これらのコンポーネントは一緒に、スケーラブルな屋内環境モニタリングのための費用対効果の高いオープンソースシステムであるBuilding Data Lite（BDL）の基盤を形成します。
BDLの展開では、センサーノードがMQTTトピックを介して温度、湿度、音レベルなどの環境データを収集し、Node-REDワークフローがこれらのデータストリームを購読します。開発者はリアルタイムウィジェットを使用してNode-REDダッシュボードを迅速に作成および可視化し、Pi Vision 10.1 CM5 HMIに表示情報としてインタラクティブなチャート、ゲージ、時系列グラフをレンダリングできます。あるいは、データをデータベース内に保存して履歴分析を行うこともできます。
しきい値を定義してアラートをトリガーしたり、AIモデルをNode-REDワークフローに直接インターフェースして異常が検出された場合（たとえば、CO₂の急上昇や騒音レベルの上昇）、自動的にMQTTブロードキャストをトリガーすることもできます。
Dockerは、この種のシステムをモジュール化するための重要な機能を提供します。アプリケーションをコンテナ化することで、開発者はNode-REDワークフローを独立した、メンテナンスが容易なサービスとして運用し、自動的に更新されるようにすることができます。
SECOのClea OSは、信頼性の高いDocker運用に必要なサービスが事前構成されたYocto Linuxベースの産業用グレードのオペレーティングシステムです。Clea OSには、Edgehogというデバイス管理エージェントがパッケージされており、Dockerアプリケーションコンテナを使用して接続されたデバイスのリモート管理、展開、および更新を可能にします。
複数のクライアント環境を管理するシステムインテグレーターにとって、このアプローチは大きな利点を提供します。一度設定されると、各Node-REDワークフローは、ハードウェアの違いやローカルシステムの状態に関係なく、多くのデバイスに変更なしで展開できます。同様に、開発者はDockerを使用して他のアプリケーションをコンテナで実行し、各システムコンポーネントを分離して個別に更新可能に保つことができます。
コンテナ化されたコンポーネントには、Node.jsやReactダッシュボード、MQTTブローカー、センサードライバー、または完全なダッシュボードやBDLサーバーが含まれる場合があります。コンテナは事前構成されたイメージとしてエクスポートされ、追加のPi Visionシステムにクローン化することができます。これは、複数の建物への展開に理想的です。
結論
Pi Vision 10.1 CM5は、堅牢な産業用ハードウェアと最新のオープンソフトウェア環境を組み合わせています。包括的な技術エコシステムとともに、センサーデータの取得からインテリジェントな分析までのエンドツーエンドのスペクトルをカバーする柔軟なプラットフォームを形成します。これは、リソースが限られたシステムインテグレーターがスマートビルディングオートメーションのような洗練されたIoT展開を作成するために必要なすべてです。
Docker、Node-RED、MQTT、Edge Impulseなどを備えた事前インストールされたスタックのおかげで、フルスタックWeb開発者はPi Vision 10.1 CM5ですぐに作業を開始できます。ハードウェアの統合や複雑なセットアップは必要ありません。
Pi Visionは従来のHMIソリューション以上のものであり、システムインテグレーターが初期のコンセプトから信頼性のあるフィールド運用まで、迅速で安全かつスケーラブルなIoTソリューションを提供するためのエッジ開発プラットフォームです。
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