基于BPI-M2 Ultra 的工业控制网关设计

介绍

Awinner A40I for Industrial control gateway design

Banana Pi BPI-M2U Allwinner R40/V40/A40i

Successful case for BPI:4.0 OEM&ODM

这是香蕉派BPI 4.0 定制服务案例，基于香蕉派 BPI-M2 Berry和香蕉派 BPI-M2U开发，采用 Allwinner A40i 工业级芯片设计。

国内外首创的同时连接近百台现场电气/物联网设备/视频前端设备的大型智能网关，集协议转换、视频接入传输/控制、电气IO量采集控制、嵌入式SCADA系统四大功能为一体，与控制中心形成统一的数据/视频通道，具备边缘计算功能；彻底消除长期以来视频监控独立于数据监控之外，并被视频厂家昂贵的整体方案绑架的痼疾和痛点，能够取代现场X86+Windows架构的计算机监控计算机系统，具有最佳的性价比。 丰富的协议库，即插即连，极大提高现场接入效率；工业级的品质，保证在现场长期稳定运行；体积小、安装方式多样，价格低廉，适用于大规模的分布式现场应用部署

产品特色

• 数据协议处理、视频协议处理、电气IO量处理、嵌入式SCADA系统“四合一”
• 协议与边缘计算功能二次开发能力，支持C/表达式/梯形图/Java/Python应用编程
• 1000+台实际应用案例，适合众多工业以太网、物联网应用场景
• 嵌入式SCADA功能，连接显示屏或通过WEB发布，取代原有X86+Windows的常规SCADA系统功能

应用场景

• 大中型变电站/配电间自动化系统中各类（串口/网口/IO电气量）数据采集单元、测控装置、保护设备的接入、协议解析、报警处理、转换、整合传输与控制。
• 大中型机房动环监控、泵房监控系统中各类（串口/网口/IO电气量）自动化控制设备、PLC、变频器设备的接入、协议解析、报警处理、转换、整合传输与控制。
• 智慧城市、智慧园区、智慧校园系统中各类（串口/网口/电气量IO）物联网传感器设备、控制设备的接入、协议解析、报警处理、转换、整合传输与控制。
• 大中型智能配电房、机房动环、泵站、智慧园区、智慧校园、智能制造等现场的视频前段设备接入，配合后台API和平台，为应用开发商和用户提供不依赖视频厂家SDK和后台系统的低成本、易开发的独立安全的视频监控整合方案。

硬件

硬件规格

HardWare Specification
Performance	CPU: ARM Cortex -- A7 4-core, 1.2GHz, Linux,1GB/2GB DDR3, 8GB EMMC;Large capacity SD and large capacity hard disk can be built in
Basic communication unit	100BASE-T Ethernet interface : 2-way;RS485: 8-way, with isolation
Expansion communication unit	number of slots: 3, combination mode: any combination,Type of board: 8XRS485:8-way 485, with isolation; 8XDI: Passive input type, board card provides 24V isolated power supply; 8XDO: Relay output type, NC, COM, NO node;8xAI: 0-5V or 4-20mA, 2-wire or 3-wire input, board card provides 24V isolated power supply
Display interface	HDMI1.4, support 1080P ，USB supports keyboard and mouse;Or resistive/capacitive display interface
Data processing function	Device access capacity: <=64 sets (adjustable according to bandwidth and sampling period);Analog quantity <10000;Digital quantity <10000;Control quantity <10000;expression calculation definition, alarm processing;Video RTSP/RTMP, ONVIF, GB28181, voice intercom;C/C++ expression/ladder diagram /Java/Python edge computing secondary development environment;Built-in SCADA software function, (SCADA processing points <2000 points);Docker feature (recently released)
Application environment	Operating temperature: -40℃~+80℃;Storage temperature: -40℃~+70℃,Relative humidity: less than 85%, no condensation; Working power supply: AC 85-265V, 50Hz;Power consumption: less than 20W
Size and installation	482mm×270mm×44mm (length × width × height); Rack type standard 19 inches 1U
Weight	Net weight: 2.5kg

硬件接口

软件功能

• 工业物联网智能网关是新一代物联网接入设备，配备2个独立IP以太网和8个RS485接口，配置灵活，广泛适用于电力、石油、厂矿、及物联网行业的自动化监控场合。
• 为满足现场复杂的电气量接入需求，CS6000N设计了3个可扩展IO槽位，每个IO槽位可根据需要配置为8xRS485、8xDI、8xDO或8xAI中的任意一种IO板卡，配合提供灵活多变的配置组合方式。
• 内置海量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。
• 支持数百台设备的接入，数据协议解析、转换与统一传输。
• 网关设计另一大特点，就是强大的视频处理能力，包括RTSP/RTMP视频推拉流、Onvif/GB28181协议栈等视频监控传输功能，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，提供了业界唯一的数据+视频完美融合的解决方案。
• 网关通过HDMI显示接口和USB键盘鼠标（或触摸屏），支持5000点以下完整的SCADA系统功能。
• 支持三种配置方式：内置WEB管理，通过浏览器查询／配置设备的工作参数，专用的配置软件配置设备参数
• 云端远程管理，通过网关对网关进行配置和诊断，实现固件和应用程序的升级
• 使用了先进的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，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网关支持DC110V、AC110V~AC220V供电。

2网关支持AC/DC双电源冗余供电。

Application Sites

Gateway connection

Open Source resource

this board base on BPI-M2 Ultra ,you can reference Banana Pi BPI-M2U

how to begin ： Getting Started with M2 Ultra / Berry

cooperative partner

• Hardware OEM&ODM please contact : [email protected]
• Total solution : https://www.aixiaocao.com/en/index.html