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IGX-560 - Industrial IoT Gateway Raspberry Pi compatible

Übersicht
Industrielles IoT Gateway - Raspberry Pi kompatibel

4G/LTE - CAN - RS485/232 - Sensor

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

Stromsparend - Robust - Ultrakompakt

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IGX-560 - Industrial IoT Gateway Raspberry Pi kompatibel

Das IGX-560 LTE/4G IoT Gateway wurde speziell entwickelt um ein breites Spektrum von industriellen und mobilen IoT Applikationen mit kleinstmöglichem Zeit- und Entwicklungsaufwand zu realisieren. Das System ba­siert auf einem frei programmierbaren Debian Linux System mit voller Node-RED Unterstützung. Andere Betriebssysteme sind ebenfalls lauffähig. Die leistungs­fähige und extrem stromsparende, industrietaugliche RPi kompatible ARM Quadcore Plattform ist mit modernen Softwarepaketen kompatibel und sichert schnelle Ausführung auch bei anspruchsvollen Applikationen.

 

Industrial 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, M-Bus, Beschleunigung,
    Onboard Temperatur
  • ​​​​​​​HDMI Display Port
  • ​​​​​​​Kundenspezifische Anpassungen und
    ​​​​​​​Erweiterungen sind jederzeit möglich

Moderne Funktechnologie

Die integrierte 4G/LTE Technologie des IGX-560 gewährleistet einen zuverlässigen, drahtlosen Inter­netzugang. Durch automatischen Fallback auf 3G und 2G wird optimale Internetverfügbarkeit gewährleistet. 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 IGX-560 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:

  • 1,5 GHz QuadCore System mit 1 GB Arbeitsspeicher
    (auf Anfrage 2 GB, 4GB, 8GB Arbeitsspeicher)
  • 16GB bis 128GB Onboard Flash Speicher​​​​
  • mit Industriestandard Raspberry Pi kompatibel
  • Leistungsaufnahme ab 3-4 Watt
  • erweiterter Temperaturbereich
  • ​​​​​​​Powercontrol

Freie Programmierbarkeit

Für die Programmierung des IGX-560 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

IGX-560 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 IGX-560 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 IGX-560 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 IGX-560 System steht auch eine betriebsfertige Codesys Implementierung zur Verfügung. Damit kann IGX-560 z.B. als Soft-SPS betrieben werden. CANopen und J1939 Stacks sind automatisch mit enthalten.

Spezifikation IGX-560

  IGX-560 CAN IGX-560 RS485 IGX-560 FLEX
Prozessor

1,5GHz Cortex A72 Quad core

Flash 16GB bis 128GB onboard Flash
Hauptspeicher 1 GB Hauptspeicher, (2GB/4GB/8GB auf Anfrage)

Linux Betriebssystem

Debian 11 / Bullseye basiertes RaspiOS-System mit vollem Zugriff auf Software, Tools und
Knowhow des Raspberry Pi
LTE/4G/UMTS/2G Dual-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
4G/3G Antennenstecker SMA female Stecker für den Anschluss einer externen Antenne, Optional: Auxiliary Antennenanschluss
CAN-Bus 2 - 0/1/2
Netzwerk 1 x 10/100 BaseT Ethernet Schnittstelle
USB Host 2 x USB host 2.0 high speed 480MBit/s
RS232 Terminal 1 x RS232, TxD, RxD
Standarmässig zum Einsatz als Konsolenschnittstelle vorgesehen
RS232 / RS485 - 1 RS485 0/1 x RS232 oder
0/1 x RS485
Digitale Eingänge -

-

0/2 digitale, isolierte Eingänge

Digitale Ausgänge - -

0/2 digitale Ausgänge

HDMI HDMI Interface Typ A Steckverbinder
RTC Batterie-gepufferte RTC
WiFi integriert

Option: WiFi 802b/g/n/ac mit externem Antennenanschluss (kombiniert mit extermer Bluetooth Antenne sofern Option vorhanden)

Bluetooth integriert

Option: Bluetooth V5.0, BLE
(kombiniert mit extermer WiFi Antenne sofern Option vorhanden)

GNSS (GPS, GLONASS)

Siehe RGX-840
Sensoren

Option: 3-Achsen Beschleunigungssensor: +-2G,+-4G,+-8G und
Temperatur: .40°C..+85°C

Status LEDs 1 x Power on, 1 x Flash Zugriff
4 user-programmabierbare LED's
Hardware Watchdog

Hardware Watchdog für automatisches Rücksetzen im Fehlerfall
ebenfalls für gezielten softwaregesteuerten Neustart verwendbar

Stromversorgung Weitbereichs DC Eingang mit Verpolschutz, Industriesteckverbinder

DC Spannungsbereich

9..34 Volt 9..34 Volt

9..34 Volt

Powercontrol Optional: Die Powercontrol Funktion erfolgt durch eine zusätzlich Steuerleitung. Die
Steuerleitung ermöglicht das Einschalten und das programmgesteuerte Ausschalten des
Systems. Somit kann ein Datenverlust durch unkontrolliertes Abschalten der
Versorgungsspannung verhindert werden. Hinweis: nicht mit allen Optionen kombinierbar.
Temperatur Lagerung: -40°C..+85°C, Standard Betrieb: 0°C..+60°C nicht kondensieend
Erweiterter Temperaturbereich: -20°C..+70°C nicht kondensierend
Gehäuse Stabiles Aluminiumgehäuse, Abmessungen: ca. 102 x 95 x 31 mm
Befestigungsoptionen Haltewinkel, Haltewinkel mit Puffer gegen Schock und Vibration
DIN-Rail Snap-In Halter

Datenblätter

Powercontrol

Die Option PowerControl ermöglicht ein kontrolliertes Ein- und Ausschalten des Systems. Dazu ist bei der Stromversorgung eine dritte Leitung bei der Stromversorgung vorgesehen. Es handelt sich um eine Steuer- und Statusleitung die z.B. direkt an die Zündungsklemme, die Klemme 15 in einem Fahrzeug, angeschlossen werden kann. Das Gerät schaltet erst ein wenn die Steuerleitung an die Versorgung gelegt wird. Sobald die Steuerleitung von der Versorgung getrennt wird, erfolgt eine Signalisierung an das Betriebssystem, dieses wiederum signalisiert der Anwendung die Ausschaltanforderung. Die Anwendung kann daraufhin alle notwendigen Arbeiten, wie Schliessen von Dateien, Beenden von Programmen und Diensten etc. durchführen und dann ja nach Bedarf das Betriebssystem herunterfahren und den Rechner ausschalten. Dazu ist ein Port vorgesehen mit dem das Gerät per Software ausgeschaltet werden kann.

Erweiterte Betriebstemperatur

Mit der Option "Erweiterte Betriebstemperatur" kann der IGX-560 Embedded Computer in den nachfolgend aufgeführten Temperaturbereichen betrieben werden.

-20°C..+60°C (nicht kondensierend) Betrieb ohne Einschränkungen
-20°C..+70°C (nicht kondensierend) Restricted Betrieb

Restricted Betrieb betrifft die Taktfrequenz des Prozessors. Der erreichbare obere Temperaturbereich hängt u.a. von der Anzahl der aktiven Prozessoren und der maximalen Taktfrequenz ab. Der Rechner passt die Rechenleistung vollautomatisch an die Temperaruranforderungen an.

Haltewinkel

Die Option Haltewinkel dient zur einfache Befestigung des IGX-560 Computers auf ebenen Montageflächen. Damit ist eine stabile und einfache Befestigung des IGX-560 gewährleistet.

Haltewinkel mit Gummipuffer

Sollte eine fixe Befestigung des IGX-560 Embedded Computers wegen Beanspruchung durch Vibrationen und Stöße nicht möglich sein, steht die Halterung mit integrierten Gummipuffern zur Verfügung. Damit können Vibrationen und Stöße vom Gerät zuverlässig abgeschirmt werden.

DIN-Schienenhalter horizontal

Die Option DIN-Schienenhalter horizontal erlaubt die Befestigung des IGX-560 an einer Standard Hutschiene. Die horizontale Befestigungsvariante wird gewählt, wenn das Platzangebot nach vorne begrenzt ist.
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