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4G LTE IoT Gateway - RGX-840

Übersicht
Industrielles IoT Gateway - Raspberry Pi kompatibel
 

4G/LTE - GPS - CAN - RS485/232 - Gyroscope - Sensor

 
 

NodeRed, MQTT, REST, J1939, CANopen, Codesys u.v.a.

 
 

Stromsparend - Robust - Ultrakompakt

 
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Industrielles 4G LTE IoT Gateway

Das RGX-840 LTE/4G IoT Gateway wurde speziell entwickelt um ein breites Spektrum von mobilen wie auch industriellen IoT Applikationen mit kleinstmöglichem Zeit- und Entwicklungsaufwand zu realisieren. Das System ba­siert auf einem frei programmierbaren Debian Linux System mit voller Node-RED Unterstützung. Die leistungs­fähige und extrem stromsparende, industrietaugliche RPi kompatible ARM Quadcore Plattform ist mit moder-nen Softwarepaketen kompatibel und sichert schnelle Ausführung auch bei anspruchsvollen Applikationen.

 

Industrietaugliche Raspberry Pi kompatible Plattform

Das IGX-560 IoT-Gateway basiert auf einer voll industrauglichen Raspberry RPi kompatiblen Rechnerplattform. Dadurch ergeben sich eine ganze Reihe von Vorteilen die sich in erheblichen Zeit- und Kosteneinsparungen realisieren. Bei der Software-Erstellung und bei der Administration ergeben sich erhebliche Vereinfachungen da auf eine breite Wissens- und Softwarebasis zurückgegriffen werden kann. Für praktisch jede Anwendung und Anforderung gibt es bereits erprobte Beispiele oder sogar fertige Lösungen. In der Industrie werden Systemlösungen vielfach zuerst als schneller Prototyp mit einem Raspberry Pi erstellt. Im nächsten Schritt kann eine solche Lösung mit dem IGX-560 schnell und nahtlos in eine industrietauglich Lösung überführt werden.

Umfangreiche Schnittstellenausstattung

Für die Ankoppelung und die Erfassung der Daten vor Ort steht ein umfangreiches Set an Industriestandard Schnittstellen bereit:

  • LAN
  • RS485/RS232 Ports und Terminalanschluss
  • CAN Ports
  • Digital-IO, 1-Wire, I2C, M-Bus,
    Beschleunigung, Onboard Temperatur
  • HDMI Display Port
  • ​​​​​​​Kundenspezifische Anpassungen und
    ​​​​​​​Erweiterungen sind jederzeit möglich

Moderne Funktechnologie

Die integrierte 4G/LTE Technologie des RGX-840 gewährleistet einen zuverlässigen, drahtlosen Inter­netzugang. Durch automatischen Fallback auf 3G und 2G wird optimale Internetverfügbarkeit gewährleistet. LTE-CAT-M1 (eMTC) und NB-IoT Technologie stehen ebenfalls zur Verfügung. Diese Tech­nologien unterstützen beste Netzabdeckung. Für die Mobilfunkverbindung wurde eine ausfallsichere Permanent-Link Technologie entwickelt. Die Verbindung wird automatisch aufgebaut und bei Unterbrechungen jederzeit auto­matisch wiederhergestellt. Das Funkmodul kann vollständig per Software kontrolliert und auch zurückgesetzt werden. Das integrierte WiFi Modul kann sowohl im Client- als auch im Accesspoint-Modus betrieben werden. Beides gleichzeitig ist ebenfalls möglich. Die ebenfalls integrierte Bluetooth Schnittstelle der Version V4.1. bietet BLE Funktionalität. Damit können z.B. batteriebetriebene Sensoren nach BLE Standard angekoppelt werden. Eine Bluetooth Schnittstelle der Version v5.0 BLE long range ist optional eben­falls verfügbar.

 

Einfache und schnelle Realisierung der Applikation mit NodeRED

Das RGX-840 System unterstützt eine betriebsfertige Node-RED Installation in der aktuellsten Version. Die Version ist mit vollem Funktionsumfang inklusive der Kompilierbarkeit von Nodes ausgestattet. Für den Betrieb aller Hardwarekomponenten sind speziell entwickelte Nodes enthalten. Des Weiteren sind Nodes für Standardprotokolle wie Modbus-TCP, Modbus-RTU etc. verfügbar. Node-RED reduziert typischerweise die Entwicklungszeit für spezifische Anwendungssysteme ganz erheblich und kann jederzeit für professionelle Produktivsysteme verwendet werden. Axotec bietet auch Entwicklungssupport für Neuentwicklung oder Modifikation von Nodes und Applikationen.

Leistungsfähige und stromsparende Industrial RPi Rechnerplattform

IoT Anwendungen zeichnen sich durch sehr unterschiedliche Anforderungsspektren aus. Die leis­tungsfähige und dabei extrem stromsparende Rechnerarchitektur bei gleichzeitiger Kompatibilität mit der in der Industrie weitverbreiteten RPi Plattform trägt der Anforderung in idealer Weise Rechnung:

  • 1,2 GHz QuadCore System mit 1 GB Arbeitsspeicher
  • 4GB bis 128GB Onboard Flash Speicher
  • eMMC und microSD Technologie
  • mit Industriestandard Raspberry Pi kompatibel
  • Leistungsaufnahme ab 3-4 Watt
  • erweiterter Temperaturbereich
  • Powercontrol

Freie Programmierbarkeit

Für die Programmierung des RGX-840 stehen durch den Einsatz des Standard Debian Systems alle gängigen Programmiersprachen in jeweils aktueller Version zur Verfügung. Beispiele dafür sind C/C++, Python Version V3.8, NodeJS V12, Java V11, PHP V7, HTML, CSS und SQL etc. Als Entwicklungssysteme stehen erprobte Systeme wie Netbeans, Eclipse, Remote-GDB etc. bereit.

Offenes Standard Debian System

RGX-840 wird mit einem betriebsbereiten Debian Linux geliefert. Es handelt sich um ein voll ausgestattetes Standard Debian System. Das bedeutet, dass praktisch alle gängigen Softwarepakete fertig verfügbar sind und mit einem Knopfdruck automatisch installiert werden können. Beispiele dafür sind Apache, LightTPD, NPM, MySQL, SQLite, PostgreSQL, Docker, Paho, Codesys etc. Das Standard Debian Betriebssystem ist selbstverständlich frei konfigurierbar. Der Zugang zur Kommandozeile ist fertig eingerichtet und über die serielle Terminal Schnittstelle und über Netzwerk und ssh Zugang zugänglich. Axotec bietet Entwicklungssupport für Anbindung von spezifischer Hardware wie bei­spielsweise RFID Reader, Barcode Reader, USB Adapter, Sensoren etc.

Cloudanbindung an die führenden Anbieter oder an die eigene Cloud

Die Anbindung an die gängigen Cloudanbieter wie Microsoft Azure / Amazon AWS / Google Cloud / Cumulocity ist problemlos möglich. Eine Anbindung an eine private Cloud ist ebenfalls einfach realisierbar. Die gängigen erforderlichen Dienste und Protokolle wie MQTT und REST stehen betriebsbereit zur Verfügung.

Support aller gängigen VPN Technologien

Für die sichere Datenübertragung wird regelmäßig die VPN Technologie eingesetzt. Häufig ist die verwendete VPN Technologie wegen bestehender Infrastrukturen oder anderer Gründe nicht frei wählbar. Daher unterstützt das RGX-840 die verbreiteten VPN Technologien OpenVPN und IPsec. Als Pakete können direkt OpenVPN, StrongSwan und Wireguard eingesetzt werden. Axotec kann Unter­stützung bei Konfiguration und Inbetriebnahme von VPN Technik anbieten.

TPM Security

Optional ist ein integrierter TPM Chip verfügbar. Dieser hat umfangreiche Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Sicherheit von IoT Anwendungen, beispielsweise zum Speichern von kryptographischen Schlüsseln, zur Generierung von echten Zufallszahlen und zur Authentifizierung. TPM2 Software Stack Unterstützung ist verfügbar ebenso wie z.B. die Authentifizierung bei Cloud Diensten.

Stromversorgung mit Weitbereichseingang

Die Stromversorgung kann mit Gleichspannungen zwischen 9 und 40 Volt erfolgen. Der Versorgungseingang ist verpolsicher und gegen Überspannungen geschützt. Optional ist eine externe Steuerung des Ein- und Ausschaltvorgangs verfügbar. Das Ein- und Ausschalten erfolgt dann über einen Statuseingang. Der Abschaltvorgang wird dabei automatisch per Software gesteuert, so dass ein sicheres und gesteuertes Herunterfahren des Rechners garantiert ist.

Höchste Betriebssicherheit

Der RGX-840 Embedded Computer hat eine niedrige Leistungsaufnahme, der Betrieb erfolgt lüfterlos. Die Zuverlässigkeit des Softwaresystems wird durch den integrierten Hardwarewatchdog für einen 24/7 Betrieb optimal unterstützt. Sowohl das 4G Modul, als auch WiFi, Bluetooth und die USB Interfaces können separat per Software zurückgesetzt werden.

Codesys

Für das RGX-840 System steht auch eine betriebsfertige Codesys Implementierung zur Verfügung. Damit kann RGX-840 z.B. als Soft-SPS betrieben werden. CANopen und J1939 Stacks sind automatisch mit enthalten.

Spezifikation RGX-840

 RGX-840 CANRGX-840 RS485RGX-840 FLEX
Linux Betriebssystem 

Debian 9 / Stretch basiertes Raspbian-System mit vollem Zugriff auf Software, Tools und Knowhow des Raspberry Pi

 
Prozessor 

1.2GHz Cortex A53 Quad core

 
Flash4 GB eMMC onboard
alternativ bis zu 128GB microSD onboard Flash memory (Bestelloption)
Hauptspeicher 

1GB Low Power DDR2 Speicher

 
LTE/4GDual-Band TDD-LTE B38/B40, Five-Band FDD-LTE B1/B3/B7/B8/B20, Dual-Band UMTS/HSDPA/HSPA+ B1/B8, Dual-Band GSM/GPRS/EDGE 900/1800 MHz
Das Modul kann per Software zurückgesetzt werden
LTE-CAT-M1 (eMTC) /
NB-IoT
(optional statt LTE/4G)
 

Global-Band LTE CAT-M1: B1/B2/B3/B4/B5/B8/B12/B13/B18/B19/B20/B26/B28/B39; Global-Band LTE CAT NB-IoT1: B1/B2/B3/B5/B8/B12/B13/B17/B18/B19/B20/B26/B28; GPRS/EDGE 850/900/1800/1900Mhz

 
4G/3G Antennen SteckerSMA Connector female, Optional: Auxiliary Anschluss, optional FAKRA Stecker
GNSS (GPS, GLONASS)Protocol: NMEA-0183, GPS supports MS/UE-based, MS/UE-assisted and hybrid modes with AFLT (CDMA), NMR (GSM), and MRL(UMTS, WCDMA, LTE), standalone and network-aware modes , A-GPS
Accuracy: 2.5m (CEP50) TTFF (Open Sky), Hot start <1s, Cold start 35s 
GPS: Cold start sensitivity: -148dBm, Tracking sensitivity   -159 dBm
GLONASS: Tracking sensitivity -158 dBm
GNSS Antennen-
Stecker
SMA Steckverbinder, integrierte Stromversorgung für aktive Antennen, optional FAKRA Stecker
CAN-Bus2-0/1/2
Netzwerk1 x 10/100 BaseT Ethernet Schnittstelle
USB Host 

2 x USB host 2.0 high speed 480MBit/s, die Stromversorgung jedes USB-Anschlusses kann per Software gesteuert werden.
So kann das USB-Gerät per Software ohne Benutzereingriff zurückgesetzt werden

 
RS2321 x RS232 - Terminal
 

RS485 oder RS232

 
- 

1 RS485
(BT ist mit dieser Option nicht verfügbar)

 
 

0/1 x RS232 oder
0/1 x RS485
(BT ist mit dieser Option nicht verfügbar)

 
Digitale Eingänge 

2 digitale, isolierte Eingänge

 
-0/2 digitale, isolierte Eingänge
Digitale Ausgänge 

2 digitale Ausgänge

 
-0/2 digitale Ausgänge
HDMI Port 

Optional: HDMI Interface Typ A Connector

 
RTCBatteriegepufferte RTC
WiFi 

WiFi 802b / g / n mit externem Antennenanschluss (kombiniert mit Bluetooth-Antenne, wenn die Bluetooth Option vorhanden ist)

 
Bluetooth 

Bluetooth V4.1, V3.0+HS, V2.1+EDR

 

mit externem Antennenanschluss (kombiniert mit WiFi-Antenne, wenn die WiFi Option vorhanden ist)

 
Integrierte Sensoren3-Achsen Beschleunigungssensor: +-2G,+-4G,+-8G und
Temperatur: .40°C..+85°C  
1-Wire--0/1
I2C-Isolated--0/1
Status LEDs1 x Power on, 1 x System activity, 1 x microSD access,
3 benutzerprogrammierbare LED's
 

Hardware Watchdog

 
 

Hardware Watchdog für automatisches Rücksetzen im Fehlerfall 
und für softwaregesteuerten Neustart verwendbar

 
 

ActionButton

 
 

Versenkter Taster zum Starten eines Benutzerprogrammes/Skriptes 
z.B. für Setzen von Default Einstellungen

 
 

Stromversorgung

 
Weitbereichs DC Eingang 8..40 Volts mit Verpolschutz, Industrietaugliche Steckverbinder
sehr niedrige Leeistungsaufnahme ab ~3 Watt
 

Powercontrol

 
 

Der optionale Powercontroleingang erlaubt das Einschalten und das gesteuerte Ausschalten des Gerätes. Damit kann die Anwendung das System gesteuert herunterfahren. Der Eingang kann beispielsweise mit der Zündschaltung eines Fahrzeuges oder mit einer USV verbunden werden.

 
Temperatur 

Lagerung: -40°C..+85°C, Standard Betrieb: -25°C..+70°C nicht kondensierend

 

Optional erwiterter Temperaturbereich: -20°C..+70°C nicht kondensierend,

 

-30°C ..+70°C mit onboard microSD, nicht kondensierend

 
GehäuseStabiles Aluminiumgehäuse, Abmessungen: ca. 102 x 95 x 31 mm
BefestigungsoptionenHaltewinkel,  DIN-Rail Snap-In Halter

Datenblätter

SMA-Antennenstecker

Die RGX-840 Produktfamilie ist sowohl mit FAKRA Antennensteckern als auch mit SMA Steckverbindern verfügbar.
Die FAKRA Steckverbinder sind im Automobilbereich standardisierte Steckverbinder mit sowohl mechanischer als auch farblicher Codierung der entsprechenden Funktionen, wie 4G in violetter Farbe oder GPS in blauer Farbe.
SMA Steckverbinder sind weitverbreitete Standardstecker für Antennen. Es werden viele Antennen standardmässig mit SMA Steckern angeboten.
Es ist zu beachten, dass es male und female Steckverbinder und darüberhinaus sogenannte Invers Stecker gibt. Bei den Invers Steckern bleibt die Anordnung Gewinde und Überwurfmutter aber im Stecker innen ist Stift und Buchse vertauscht.
Die RGX-840 Rechnerfamilie ist für 4G und GPS mit SMA Standard female Steckern ausgerüstet.
Die Antenne muss somit einen SMA Standard male Stecker haben. WiFi ist mit einem R-SMA Steckverbinder ausgestattet.

Haltewinkel

Die Option Haltewinkel dient zur einfachen Befestigung des RGX-840 In-Vehicle Computers auf ebenen Montageflächen. Damit ist eine stabile und einfache Befestigung des RGX-840 gewährleistet.

DIN-Schienenhalter horizontal

Die Option DIN-Schienenhalter horizontal erlaubt die Befestigung des RGX-840 In-Vehicle Computers an einer Standard Hutschiene. Die horizontale Befestigungsvariante wird gewählt, wenn das Platzangebot nach vorne begrenzt ist.
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