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嵌入式(ARM)单板工控机CS6202

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前言:

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1.1产品概述

CS6202,是面向各种工业控制领域需求研发的、高性价比的通用嵌入式单板工控机,对标J1800/J1900及其它同类嵌入式产品,具有如下优势:

l 工业级产品,性能强功耗低:工规级标准,性能超越赛扬;低功耗无散热,长期运行

l 抗干扰设计,适应恶劣工况:电源/网口/串口均按EMC3~4级设计

l 单板式结构,无接插更可靠:集核心板功能与底板功能一体,可靠性更高、寿命更长

l 产业链整合,确保质优价廉,通过优化产业链环节,保障量产品质,极致降低成本

l 创新性组合,满足不同需求,开放硬件资料、单板件/整机/工控软件,任意选择

l 长生命周期,长期稳定供货,CPU原厂承诺10年供货,保证研发投入的最大回报

由于CS6202具有较强的算力和较多的资源,,在完成上述功能外,还能够提供各种数据接口,为更多的行业应用优化算法提供理想的计算环境和二次开发能力。

1.2主要特点

工业成品与应用开发平台

CS6202嵌入式单板工控机,可以扮演如下角色:

l 工控应用成品:

以其所具有的丰富硬件资源(网络、串口、4G/5G/WiFi、HDMI/USB显示交互、SSD硬盘)和应用软件(协议网关/视频网关、C/S+B/S模式的SCADA、应用发布、PLC编程、网关安全及审计等功能),直接应用于工程现场

l 行业应用二次开发的基础平台:

提供基于Linux + Ngnix/HTTPS+ C/Python/Java/JS + MySQL/Sqlite/InfluxDB + Docker的开发环境、接口及应用环境,满足各类应用开发者需要

l 小型数据应用服务器:

提供安全可靠、价格低廉、具有充裕算力和存储能力(大容量SSD硬盘)的边缘计算/控制节点

l 硬件/操作系统的开源项目

向生态伙伴提供完全的硬件板卡级开源,提供6202单板工控机的原理图、PCB图等完整的硬件资料和基本操作系统,支持用户在6202单板工控机的基础上,自行开发更多的单板应用系统

工业级标准

l 工业级低功耗无风扇设计,现场长期稳定运行

l 支持-40℃~+70℃宽温运行

l 执行GB/T17626、GB/T15153、IEC61850-3、EN61000-6-5标准,EMC III级

可扩展功能

l 支持定制外壳的板卡扩展,包括电气IO模块(AI / AO /DI /DO模块)、扩展串口模块、扩展以太网交换模块、HPLC通信模块、CAN通信模块、Zigbee通信模块、Lora通信模块,以及其他行业应用的定制模块,采用内部高速总线与6202主板通信

数据+视频现场整合

l 多年积累的300+国际/国家/行业/企业协议库,即插即连,提高接入效率,解析数据准确

l 视频RTSP/RTMP,Onvif/GB28181功能,流媒体服务器功能,H.264/H.265播放功能,数据联动短视频联动报警录像功能,摄像头AI分析事件捕获/上传功能(近期发布),数据OSD打码功能(近期发布)

l 解决长期以来视频监控独立于数据监控、需要视频厂家前端+后端绑定方案痼疾和痛点

轻量级PLC功能(近期发布)

l 通过IEC61131-3编程语言,可针对网关内所有数据进行PLC方式编程,通过电气IO模块,实现轻量级PLC功能

多种南向/北向通信方式

l 支持2个独立IP网口(1G+100M)

l 支持2路RS485串口+1路RS232 Console

l 支持WIFI、4G/5G通信

l 可扩展支持CAN、ZigBee、Lora通信

HMI及上位机功能集成

l 通过HDMI/USB接口连接触摸屏/大屏-键盘-鼠标,应用程序可实现友好的HMI交互

l 配合内置的全功能SCADA系统(C/S架构和B/S架构),取代现场X86+Windows架构的上位机计算机系统,适合无人值守环境,具有极高的性价比

多核架构、资源丰富、算力充裕

l 全志A40i ARM Cortex-A7四核1.2GHz + 2G DDR3 + 8G eMMC

l 内置大容量SSD硬盘

l 丰富的计算资源,确保更多的边缘计算能力

l 内置软件狗加密芯片

l 内置国网通信专用加密芯片

多种二次开发接口

l C、表达式、梯形图、Java、Python、SqLite编程接口

l Docker功能

1.3内部逻辑结构1.4外部连接方式2.1技术说明

CS6202嵌入式单板工控机,配置2个独立MAC以太网端口(1G+100M)、2个RS485+1个RS232端口、HDMI/USB,可加装大容量SDD硬盘,功能强大、价格低廉、尺寸小,导轨安装方便,提供最具性价比的现场工控解决方案。

作为边缘计算的主控节点,CS6202充分利用了嵌入式多核计算的强劲功能,能够接入、处理并展示大量的现场数据;取代常规的网关+小型监控系统,实现最优的解决方案。

CS6202广泛适用于新能源、电力、石油、轨道交通、企业轻量级MES/工业看板、及物联网监控现场的自动化应用场景。

CS6202内置300+规约解释库和实时数据库,可连接国内外各种保护装置、测控装置、IEDs等设备,并支持IEC61850。可根据用户要求定制特殊规约;提供开放的API,方便用户自行开发规约软件,规约软件可独立下载。

CS6202支持数百台设备的接入,数据协议解析、转换与统一传输。

CS6202具有强大的视频处理功能,支持RTSP/RTMP视频推拉流、Onvif/GB28181协议栈等视频监控传输协议,实现对多厂家视频前端设备(IPC、NVR)的兼容接入,配置大容量硬盘后可取代NVR,实现视频录像及回放功能。独有的基于数据+视频的联动功能,提供了业界唯一的数据+视频完美融合的解决方案。

CS6202通过HDMI显示接口和USB键盘鼠标(或触摸屏),支持2048点以下完整的C/S架构SCADA系统功能;CS6202通过Ngnix+Https,提供B/S方式的SCADA功能,通过C/S+B/S模式的混合组态工具,可灵活选择C/S及B/S风格的

CS6202支持如下配置方式:

l 内置WEB管理,通过网页查询/配置设备的工作参数

l 专用的配置软件配置设备参数

l 云端远程管理,通过云端对网关进行配置和诊断,实现固件和应用程序的升级

CS6202使用了独创的iCoupler®数字隔离技术、RS485自动方向控制、RS485零延时传送技术,在设计上充分考虑了工业现场应用的特殊性,遵循EMI/EMC设计规范,对不同类型的RS485设备适应性强、兼容性好,能够适应各种严酷的工业现场和物联网现场,保障通信以及各种IO信号量的可靠。

注:

1) 6202的供电,为DC24V

2.2主要功能

1) 内置300+通讯规约库(详见协议列表清单),包括:MQTT及其它物联网协议、BACNET、OPC UA、IEC 60870-5-101/103/104、CDT、SPABUS、标准MODBUS及数十个变种,即插即通;可根据需求快速定制特殊协议,可提供二次开发环境

2) 支持西门子/AB/施耐德/三菱等各类PLC连接

3) 支持主流CNC设备接入、主流机器人设备接入

4) 支持IEC61850 Server/Client功能,实现传统规约与61850的双向转换

5) 视频流获取、传输、分发,云台控制、本地流媒体服务器功能

6) 加密传输、断点续传

7) 内置RTC,提供高精度时间参考

8) 4G/5G/WIFI功能

9) HDMI/USB接口,配合嵌入式SCADA系统的UI操作,可直接驱动看板/大屏

10) 本地设备配置管理,云端设备配置管理

11) Telnet、SNMP服务

12) 强电磁兼容性设计,符合国际相关标准,具有良好的抗干扰能力

13) 可进行二次开发,提供完整的协议开发工具、各种API接口,可自由定制协议、部署各种行业应用app

14) 导轨式安装,造型美观,组屏方便

15) 全功能SCADA功能,包括C/S模式和B/S模式

16) 容器(Docker)功能

17) 内置网络安全模块,支持黑白名单及协议安全控制、审计、日志功能

3.1技术规格

项目

说明

处理器及OS

全志A40I ARM Cortex-A7 四核1.2GHz,Ubuntu/Mate

内存

2GB DDR3,8GB EMMC ;可配大容量SSD硬盘

基本通信功能

l 以太网口:1 x 1000M + 1 x 100M,独立MAC

l 2 x RS485,带隔离 + 1 x RS232 Consoel带隔离

l 4G/5G全网通+WiFi

扩展功能模块

预留横向扩展能力,可定制各种功能模块的扩展,先期包括:

l RS485:带隔离

l DI:无源输入型,模块提供24V隔离电源

l DO:继电器输出型,NC、COM、NO节点

l AI:0-5V/4-20mA,2线/3线输入,板卡提供24V隔离电源

l AO:0-5V/4-20mA,2线/3线输出,外部提供24V隔离电源

l AI + AO:0-5V/4-20mA,2线/3线输入/出。电源同上

l 其它定制模块

HMI接口

l HDMI1.4,支持1080p@60fps

l USB支持键盘、鼠标;或电阻/电容显示屏接口

数据处理能力

l 设备接入能力:<=128台(根据带宽和采样周期可调)

l 模拟量<10000

l 数字量<10000

l 控制量<10000

l 表达式计算定义、报警处理

视频处理能力

l 视频RTSP/RTMP、Onvif、GB28181

l 视频录像、回放

l 数据触发片段视频录像、上传

l 视频AI事件回传并联动、数据OSD打码

l 本地流媒体服务

l H.264/H.265播放

SCADA功能

全功能SCADA系统,处理点数:2048点,C/S或B/S模式

开发环境

C/表达式/梯形图/Java/Python等边缘计算二次开发环境

加密芯片

l 软件许可证授权加密芯片(SMEC98SP)

l 国网通信专用加密芯片(SC1161Y)

电源

l DC:24V

3.2环境规格

项目

说明

工作温度

-40~+60℃

存储温度

-40~+75℃

工作湿度(RH)

5%~95%无冷凝

存储湿度(RH)

5%~95%无冷凝

海拔高度

<5000m

防雷

内置防雷元件,支持户外使用,符合高等级EMC标准

防护等级

IP40

散热方式

无风扇自然散热

电磁兼容

EMC III级,GB/T17626、GB/T15153、IEC61850-3、EN61000-6-5

安规

GB/T7621-2008

认证

CE认证

3.3物理规格

项目

说明

尺寸(宽x深x高)

36mm x105mm x 145mm,导轨式安装

定制扩展的宽度为30mm x n+6(n≥2,为定制扩展时的宽度)

重量

0.5kg

功耗

l 典型功耗:5W

l 最大功耗:10W

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