上海晶珩作為樹莓派官方設(shè)計(jì)合作伙伴和代理商，基于樹莓派技術(shù)開發(fā)了一系列工業(yè)級(jí)人機(jī)界面(HMI)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、樓宇控制、智能制造等領(lǐng)域。這些HMI產(chǎn)品憑借樹莓派的強(qiáng)大性能和工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，為現(xiàn)代工業(yè)控制提供了高性能、高可靠性的解決方案。本文將全面介紹上海晶珩HMI產(chǎn)品線的定位與設(shè)計(jì)理念，分析其在各行業(yè)的應(yīng)用情況，并詳細(xì)解析各款產(chǎn)品的核心亮點(diǎn)與技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

產(chǎn)品定位與設(shè)計(jì)理念

上海晶珩的HMI產(chǎn)品線基于樹莓派技術(shù)平臺(tái)開發(fā)，定位于工業(yè)級(jí)人機(jī)交互解決方案，旨在為工業(yè)自動(dòng)化、智能制造、樓宇控制等領(lǐng)域提供高性能、高可靠性的控制界面。作為樹莓派官方設(shè)計(jì)合作伙伴，上海晶珩創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)自2012年起就與Raspberry Pi合作，支持了第一代樹莓派在中國(guó)成功投產(chǎn)和全球發(fā)布，積累了豐富的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。

核心功能定位方面，這些HMI產(chǎn)品主要提供：

- 工業(yè)級(jí)人機(jī)交互界面：支持多點(diǎn)觸控、高亮度顯示，適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境

- 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控與可視化：通過CODESYS等技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)可視化

- 設(shè)備控制與參數(shù)設(shè)置：提供直觀的操作界面，簡(jiǎn)化復(fù)雜設(shè)備的控制

- 網(wǎng)絡(luò)通信與數(shù)據(jù)交換：支持EtherCAT、Modbus TCP/IP等工業(yè)協(xié)議

設(shè)計(jì)理念上，上海晶珩HMI產(chǎn)品遵循三大原則：

1. 工業(yè)可靠性：采用寬溫設(shè)計(jì)(-25℃~60℃工作溫度)、金屬外殼、隔離接口等，確保在惡劣工業(yè)環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行

2. 高性能計(jì)算：基于樹莓派CM4/5，Raspberry Pi 4/5高性能處理器，提供強(qiáng)勁的運(yùn)算能力

3. 靈活擴(kuò)展性：支持多種I/O模塊擴(kuò)展，可適應(yīng)不同應(yīng)用場(chǎng)景需求

產(chǎn)品線覆蓋了從7英寸到21.5英寸多種尺寸，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)顯示面積和操作便捷性的需求。

工業(yè)自動(dòng)化與智能制造應(yīng)用

在上海晶珩的產(chǎn)品生態(tài)中，HMI與PLC、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)等共同構(gòu)成了完整的工業(yè)自動(dòng)化解決方案。在這些應(yīng)用中，HMI產(chǎn)品不僅提供操作界面，還承擔(dān)著數(shù)據(jù)可視化和系統(tǒng)監(jiān)控的關(guān)鍵角色。通過CODESYSWebVisu技術(shù)，HMI與PLC可實(shí)現(xiàn)無縫通信，確保實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸與高效操作。例如在智能制造產(chǎn)線中，操作人員可以通過HMI實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)、調(diào)整參數(shù)，并獲取生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，大幅提高生產(chǎn)管理效率。

樓宇自動(dòng)化與智能控制應(yīng)用

在樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域，上海晶珩HMI產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于智能照明、電梯控制、空調(diào)系統(tǒng)等場(chǎng)景。其產(chǎn)品支持多種工業(yè)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，能夠輕松集成到樓宇管理系統(tǒng)中。

典型樓宇應(yīng)用包括：

- 智能會(huì)議室控制：將燈光、空調(diào)、投影儀、幕布、窗簾整合在一個(gè)HMI控制屏上，通過預(yù)設(shè)情景模式(如普通會(huì)議模式、投影會(huì)議模式、視訊會(huì)議模式)一鍵控制所有設(shè)備

- 辦公室智能照明：通過HMI設(shè)置調(diào)光淡出時(shí)間、目標(biāo)照度(如工位桌面400Lux)、存在感應(yīng)延時(shí)等參數(shù)，并與窗簾、風(fēng)機(jī)盤管聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能舒適的照明環(huán)境

- 電梯門禁系統(tǒng)：作為梯控系統(tǒng)的操作界面，實(shí)現(xiàn)IC卡/二維碼/人臉識(shí)別等身份驗(yàn)證方式，控制電梯樓層權(quán)限

在這些樓宇應(yīng)用中，HMI產(chǎn)品的多協(xié)議支持特性尤為關(guān)鍵。樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通常需要集成空調(diào)、照明、能源、給排水、電梯、電力及安防門禁等多個(gè)子系統(tǒng)，上海晶珩HMI支持多種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議，能夠?qū)⑦@些子系統(tǒng)集成于單一IP化平臺(tái)。此外，產(chǎn)品的高安全性設(shè)計(jì)(雙網(wǎng)段、防火墻隔離、SSL/HTTPS加密等)也滿足了樓宇控制對(duì)系統(tǒng)安全性的嚴(yán)格要求。

設(shè)備人機(jī)交互與工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

作為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵組成部分，上海晶珩HMI產(chǎn)品提供了豐富的連接選項(xiàng)和數(shù)據(jù)接口，支持設(shè)備間的互聯(lián)互通。

在設(shè)備人機(jī)交互方面，這些HMI產(chǎn)品具有以下特點(diǎn)：

- 惡劣環(huán)境適應(yīng)性：在寬溫度范圍、高粉塵和高濕度等環(huán)境下能夠穩(wěn)定運(yùn)行，保證了高度可靠性

- 多樣化連接：支持RS232/RS485、CAN、USB、以太網(wǎng)等多種接口，可連接各類工業(yè)設(shè)備

- 遠(yuǎn)程訪問：通過CODESYS WebVisu等技術(shù)，支持PC端、移動(dòng)端遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作

- 數(shù)據(jù)采集與分析：內(nèi)置存儲(chǔ)和計(jì)算能力，可進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)處理后再上傳至云端

例如在智能工廠中，HMI不僅作為單臺(tái)設(shè)備的操作界面，還成為連接MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))、ERP(企業(yè)資源計(jì)劃)等上層系統(tǒng)的橋梁，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的縱向集成。上海晶珩的解決方案通過簡(jiǎn)化和統(tǒng)一的管理系統(tǒng)，提高了生產(chǎn)管理的質(zhì)量，同時(shí)降低成本，合理利用資源。

產(chǎn)品系列核心亮點(diǎn)分析

上海晶珩基于樹莓派的HMI產(chǎn)品線豐富，各系列針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景有各自的特色和優(yōu)勢(shì)。以下對(duì)主要產(chǎn)品系列的核心亮點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析：

ED-HMI2002系列

產(chǎn)品定位：經(jīng)濟(jì)型工業(yè)HMI，適合中小型設(shè)備和簡(jiǎn)單控制場(chǎng)景

核心亮點(diǎn)：

- 采用Raspberry Pi CM4核心，平衡性能與成本

- 7英寸和10.1英寸兩種尺寸可選，以滿足不同使用場(chǎng)景需求

-Broadcom BCM2711 4 核 Arm Cortex-A72 (ARM v8) 64 位 1.8GHz SoC

-高達(dá) 8GB LPDDR4 RAM，32GB 或 64GB 的 SD 卡

-1 x Gigabit 網(wǎng)口，2 x USB 3.0 和 2 x USB 2.0

-雙 HDMI 顯示，支持輸出 2 路 4Kp60 視頻

-USB Type-C 接口的 5V 電源輸入

-CNC 切割工藝的鋁合金邊框+鈑金外殼，無風(fēng)扇設(shè)計(jì)，提供良好的散熱性能

-支持嵌入式安裝，兼容 VESA 標(biāo)準(zhǔn)支架安裝

- 工業(yè)級(jí)觸摸屏，支持戴手套操作，適應(yīng)惡劣環(huán)境

典型應(yīng)用：小型機(jī)械設(shè)備控制、簡(jiǎn)易生產(chǎn)線監(jiān)控、樓宇設(shè)備控制等

ED-HMI2630-101C系列

產(chǎn)品定位：高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)與HMI一體機(jī)，適合復(fù)雜控制場(chǎng)景

核心亮點(diǎn)：

- 采用Raspberry Pi CM4核心

- 10.1" TFT，分辨率1280x800，多點(diǎn)式電容觸摸屏

- Broadcom BCM2711 4核Arm Cortex-A72 (ARM v8) 64位1.5GHz SoC

- 高達(dá)8GB LPDDR4 RAM和32GB的eMMC

- 支持Micro SD Card和M.2 NVMe SSD擴(kuò)展

- 雙網(wǎng)口，1 x Gigabit 網(wǎng)口和1 x 100M網(wǎng)口

- 4 x RS232/485帶隔離接口，具備靜電保護(hù)和浪涌保護(hù)

- 2 x CAN，帶隔離保護(hù)，兼容CAN 2.0B標(biāo)準(zhǔn)，帶led狀態(tài)指示燈

- 8 x DI，帶隔離保護(hù)，支持交流信號(hào)輸入，帶led狀態(tài)指示燈

- 8 x DO，帶隔離保護(hù)，具備限流保護(hù)，帶led狀態(tài)指示燈

- 2.4GHz&5GHz Wi-Fi、藍(lán)牙和4G無線方式

- 支持選配CODESYS授權(quán)

- 9V~36V寬壓電源輸入，具有過流、過壓和反接保護(hù)

- 集成超級(jí)電容備份電源 (選配)、RTC、Watch Dog、EEPROM和加密芯片

- 支持嵌入式安裝，兼容VESA 75x75標(biāo)準(zhǔn)支架安裝

典型應(yīng)用：工廠自動(dòng)化控制、多軸運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、智能倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備等

ED-HMI3120系列

產(chǎn)品定位：高性能處理器、多尺寸觸摸屏、豐富的I/O接口和多種無線連接選項(xiàng)，適用于各種工業(yè)自動(dòng)化和人機(jī)交互應(yīng)用

核心亮點(diǎn)：

- 采用 Raspberry Pi CM5核心

- 7/10.1/11.6/13.3/15.6 英寸可選，以滿足不同使用場(chǎng)景需求

- Broadcom BCM2712 4核Cortex-A76(ARM v8) 64位2.4GHz SoC

-高達(dá)16GB LPDDR4 RAM和64GB的eMMC

-支持Micro SD Card和M.2 NVMe SSD擴(kuò)展

-雙網(wǎng)口，1 x Gigabit 網(wǎng)口和1 x 100M網(wǎng)口

-4 x RS232/485帶隔離接口，具備靜電保護(hù)和浪涌保護(hù)

-2.4GHz & 5GHz Wi-Fi、藍(lán)牙和4G無線方式

-9V~36V寬壓電源輸入，具有過流、過壓和反接保護(hù)

-集成超級(jí)電容備份電源 (選配)、RTC、Watch Dog、EEPROM和加密芯片

-支持嵌入式安裝，兼容VESA 75x75標(biāo)準(zhǔn)支架安裝

典型應(yīng)用：大型生產(chǎn)線中央控制、多設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)可視化看板等

ED-HMI3630 系列

產(chǎn)品定位：易用性和可靠性拉滿的Raspberry Pi CM5的工業(yè)平板電腦

核心亮點(diǎn)：

- 采用 Raspberry Pi CM5核心

- 7/10.1/11.6/13.3/15.6 英寸可選，以滿足不同使用場(chǎng)景需求

- Broadcom BCM2712 4核Cortex-A76(ARM v8) 64位2.4GHz SoC

-高達(dá)16GB LPDDR4 RAM和64GB的eMMC

-支持Micro SD Card和M.2 NVMe SSD擴(kuò)展

-雙網(wǎng)口，1 x Gigabit 網(wǎng)口和1 x 100M網(wǎng)口

-4 x RS232/485帶隔離接口，具備靜電保護(hù)和浪涌保護(hù)

-2.4GHz & 5GHz Wi-Fi、藍(lán)牙和4G無線方式

-9V~36V寬壓電源輸入，具有過流、過壓和反接保護(hù)

-集成超級(jí)電容備份電源 (選配)、RTC、Watch Dog、EEPROM和加密芯片

-支持嵌入式安裝，兼容VESA 75x75標(biāo)準(zhǔn)支架安裝

典型應(yīng)用：主要應(yīng)用于工業(yè)控制和物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域

技術(shù)架構(gòu)與創(chuàng)新特性

上海晶珩HMI產(chǎn)品在技術(shù)架構(gòu)上融合了樹莓派的計(jì)算性能與工業(yè)級(jí)的可靠性設(shè)計(jì)，形成了一系列創(chuàng)新特性，使其在工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

核心計(jì)算平臺(tái)方面，產(chǎn)品線覆蓋了從4到5代樹莓派主板和模組。

實(shí)時(shí)控制能力是工業(yè)HMI的關(guān)鍵需求，上海晶珩產(chǎn)品通過與CODESYS的深度集成解決了這一問題：

- 支持IEC-61131-3 PLCopen編程語言，可實(shí)現(xiàn)PLC功能

- 支持EtherCAT、Modbus TCP/IP等實(shí)時(shí)工業(yè)通信協(xié)議

- 在16軸運(yùn)動(dòng)控制解決方案中，可實(shí)現(xiàn)1ms總線周期和低于50微秒的抖動(dòng)

連接性與擴(kuò)展性方面，這些HMI產(chǎn)品提供了豐富的接口選項(xiàng)：

- 網(wǎng)絡(luò)：雙千兆以太網(wǎng)(部分型號(hào))、Wi-Fi 6、藍(lán)牙5.0、4G LTE

- 工業(yè)接口：多路隔離RS232/RS485、CAN總線、隔離DI/DO

- 擴(kuò)展接口：PCIe、M.2等，支持功能擴(kuò)展

人機(jī)交互創(chuàng)新包括：

- 高亮度顯示屏(最高400 cd/m2)，在強(qiáng)光環(huán)境下仍清晰可見

- 10點(diǎn)電容觸摸，支持戴手套操作

- 可選前置攝像頭，增加視覺交互能力

AI邊緣計(jì)算是新一代產(chǎn)品的發(fā)展方向，上海晶珩已經(jīng)開始整合AI能力：

- 支持Raspberry Pi AI Kit，包含Hailo-8L 13 TOPS AI加速模塊

- 可應(yīng)用于視覺檢測(cè)、預(yù)測(cè)性維護(hù)等AI場(chǎng)景

- 在六軸機(jī)器人視覺解決方案中，AI攝像頭可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)圖像處理和物品定位

行業(yè)解決方案與成功案例

上海晶珩的HMI產(chǎn)品已成功應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)，形成了成熟的解決方案。通過分析這些實(shí)際應(yīng)用案例，可以更全面地理解產(chǎn)品的市場(chǎng)定位和技術(shù)價(jià)值。

在智能制造領(lǐng)域，上海晶珩與CODESYS合作的解決方案在2024年中國(guó)工博會(huì)上獲得了高度關(guān)注。展會(huì)上展示的基于Raspberry Pi CM4的六軸機(jī)械臂視覺解決方案，集成了高速AI攝像頭、六軸機(jī)械臂、工業(yè)HMI和EtherCAT遠(yuǎn)程I/O模塊，展示了如何替代智能工廠中的勞動(dòng)密集型任務(wù)。

是HMI在樓宇自動(dòng)化中的典型應(yīng)用。上海晶珩的PLC產(chǎn)品結(jié)合HMI產(chǎn)品在此類場(chǎng)景，提供更強(qiáng)大的性能。

電梯門禁系統(tǒng)是另一個(gè)重要應(yīng)用場(chǎng)景。HMI在此類系統(tǒng)中作為操作界面，實(shí)現(xiàn)以下功能：身份驗(yàn)證界面(二維碼/IC卡/人臉識(shí)別)，樓層選擇與控制，緊急情況下的消防聯(lián)動(dòng)界面，系統(tǒng)狀態(tài)顯示與故障報(bào)警。

在能源管理方面，上海晶珩HMI支持智能照明等節(jié)能應(yīng)用。通過存在感應(yīng)、照度調(diào)節(jié)、時(shí)間表控制等功能，可實(shí)現(xiàn)60%-80%的節(jié)能效果。HMI在這些系統(tǒng)中提供：照明場(chǎng)景模式設(shè)置，能耗監(jiān)控界面，系統(tǒng)參數(shù)配置，故障診斷信息。

值得一提的是，上海晶珩的HMI產(chǎn)品在特殊環(huán)境下也表現(xiàn)出色。HMI系列在寬溫度范圍(-25℃~60℃)、高粉塵和高濕度等惡劣工業(yè)環(huán)境下能夠穩(wěn)定運(yùn)行，保證了高度可靠性。這使得它們特別適合應(yīng)用于：戶外設(shè)備控制，食品加工等潮濕環(huán)境，冶金等高溫車間，冷凍倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施。

總結(jié)與展望

上海晶珩基于樹莓派的HMI產(chǎn)品線代表了工業(yè)人機(jī)界面技術(shù)的一次重要革新，將樹莓派芯片的高性能與工業(yè)級(jí)的可靠性完美結(jié)合。通過分析各系列產(chǎn)品的特性和應(yīng)用案例，我們可以清晰地看到這些產(chǎn)品在工業(yè)自動(dòng)化、樓宇控制、智能制造等領(lǐng)域的獨(dú)特價(jià)值。

上海晶珩基于樹莓派的HMI產(chǎn)品線已經(jīng)形成了從入門級(jí)到高性能、從小尺寸到大屏幕的完整產(chǎn)品矩陣，能夠滿足工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域各種復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景的需求。隨著工業(yè)4.0和智能制造的深入推進(jìn)，這些融合了IT與OT技術(shù)的高性能HMI產(chǎn)品必將發(fā)揮越來越重要的作用，為工業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供強(qiáng)有力的支撐。