Informática edge basada en ARM para vehículos de transporte públicos.
Actualmente, la conexión de sus flotas a las nubes es una necesidad para los operadores de transporte. El proveedor de soluciones español Datik está especializado en soluciones basadas en la nube para el transporte público. Sus ordenadores de última generación también gestionan la inteligencia requerida dentro de los autobuses, integrando las capacidades de procesamiento de los vehículos en un dispositivo “uno para todos” alimentado por módulos escalables congatec Qseven. Los operadores de transporte público desean monitorizar y gestionar sus flotas en tiempo real para optimizar la calidad del servicio, reducir los costes y mejorar la seguridad. Para lograr esto, es necesario obtener toda la información relevante de los vehículos en la nube en tiempo real, incluida la videovigilancia de seguridad. Para ello se requiere una conectividad estable y un gran ancho de banda, así como una plataforma informática fiable que se pueda adaptar a las diferentes demandas de los operadores.
La mayoría de las ciudades y áreas urbanas actuales ofrecen al menos 3G con hasta 7.2 Mbit / s o incluso LTE con un ancho de banda móvil de hasta 3.9 Gbit / s. Esto es suficiente para transmitir incluso datos de gran ancho de banda desde cámaras de vigilancia múltiples a la nube. Como consecuencia, el desafío anterior de garantizar una conectividad de gran ancho de banda se ha reducido a la pregunta de si el operador exige dicho servicio y si está dentro de su presupuesto. Hoy en día, el principal desafío es adaptar perfectamente la configuración de la aplicación de la flota y proporcionar una poderosa plataforma informática que pueda integrar todos los servicios necesarios para que los operadores puedan elegir libremente entre una amplia gama de servicios, así como configuraciones variables dentro de estos servicios. Estos servicios incluyen, pero no están limitados a:
- localización de la flota y seguimiento de la puntualidad del servicio (1),
- consola del conductor para diversos fines, incluida la navegación (2),
- control del consumo de combustible con objetivos específicos para cada ruta (3),
- función de llamada de voz entre el conductor del bus y el centro de control (4),
- monitorización del estado del vehículo con funciones de alarma a través de varios buses CAN, por ej. transmisión, confort y diagnóstico (5), • venta de billetes con validadores y / o impresoras de billetes (6),
- información de los pasajeros mediante pantallas y anuncios en las paradas de autobús y en los autobuses (7),
- integración de señalización digital con contenido basado en la ubicación (7),
- videovigilancia con múltiples cámaras que incluyen grabación y transmisión en vivo a la sala de control (8), • WiFi para pasajeros con control de ancho de banda, filtrado de contenido y portal cautivo para seguimiento de pasajeros y estadísticas.
Funciones modulares para optimizar la satisfacción del cliente
Datik ha optado por un enfoque modular tanto para el diseño de servicios de su flota como para la plataforma de hardware subyacente que gestiona todo el procesamiento y la comunicación en los buses. Los operadores pueden elegir los servicios que necesitan y también elegir entre opciones modulares dentro de los diferentes servicios. Para el seguimiento de la puntualidad, por ejemplo, los tiempos de llegada pueden mostrarse solo en la consola del conductor y la nube de gestión, o también en las pantallas de los vehículos y en las paradas de autobús. Una aplicación adicional para iOs y Android puede completar las ofertas de servicio para conductores y pasajeros. El mismo enfoque modular se aplica a todos los periféricos conectados, como validadores e impresoras de billetes. También son posibles configuraciones flexibles de pantalla y cámara de video de hasta cuatro cámaras. Para hacer frente a todas estas necesidades variables con un solo diseño de plataforma informática de baja potencia y resistencia, Datik buscaba un diseño de arquitectura basado en RISC con una fácil capacidad de conmutación de motor; la empresa lo encontró en los módulos COM (Computer-on- Modules) basados en el factor de forma Qseven.
Módulos COM estandarizados
Los módulos COM son núcleos de computación estandarizados y listos para aplicaciones de sistemas personalizados. Los beneficios de estos súper componentes no solo son una factura reducida para el departamento de compras, sino también un ahorro enorme de tiempo y costes en comparación con diseños personalizados completos. Estos módulos vienen con un paquete de soporte de placa listo para la aplicación y, a menudo, también con PCB y muestras de diseño de interfaz para la placa de soporte específica personalizada, que solo se debe adaptar a la aplicación. Esto permite a los OEM aprovechar las capacidades de personalización de un diseño personalizado completo, junto con un rápido tiempo de comercialización y una rentabilidad de las soluciones comerciales disponibles en el mercado (COTS). Además, la modularidad de los módulos COM, ofrece una gran escalabilidad y longevidad de la solución, ya que los módulos pueden intercambiarse fácilmente independientemente del proveedor de módulos y procesadores.
Además, la modularidad de los módulos COM ofrece una gran escalabilidad y longevidad de la solución, ya que los módulos pueden intercambiarse fácilmente independientemente de los proveedores de módulos y procesadores. Esto hace que los módulos COM estandarizados sean mucho más atractivos para los diseñadores de plataformas basadas en ARM / RISC que cualquier plataforma de evaluación específica de módulos o procesadores que inevitablemente lleve hacia costosos diseños personalizados completos. Los módulos COM también reducen una gran cantidad de esfuerzos dentro de todo el ciclo de vida, ya que los dispositivos conectados necesitan actualizaciones constantes, como actualizaciones de controladores o firmware, que los proveedores de módulos brindan de forma gratuita. La estandarización ofrece un hosting independiente del proveedor, asegurando un avance estable y fiable de las especificaciones.
El estándar más adecuado
Entre los estándares de módulos COM disponibles, Datik disponía de las opciones Qseven y SMARC, ya que ambos factores de forma soportan las tecnologías de procesador RISC / ARM y x86, mientras que COM Express solo es compatible con x86. Al final, Qseven resultó contar con la mayor base de dispositivos instalados en el mercado actualmente, asegurando que este factor de forma disponga de soporte durante muchos años más. Y dado que los diseños de factor de forma pequeños son un mercado en crecimiento, Qseven se beneficiará de esta tendencia con incluso más ventas y una distribución más amplia en los próximos años. SMARC no era una opción ya que la nueva especificación 2.0 no se había lanzado en ese momento y la cuota de mercado todavía es muy baja. Desde el punto de vista de Datik, un cambio a SMARC 2.0 solo es necesario en los casos en que se necesitan más de tres pantallas independientes controladas por una sola plataforma.
Para alimentar su versátil plataforma, Datik ha elegido los módulos conga-QMX6 Qseven con potentes procesadores NXP i.MX6. La familia de procesadores basada en ARM Cortex 9 ofrece la ventaja de una amplia escalabilidad que varía de opciones de uno a dos, y hasta de cuatro núcleos. Los procesadores proporcionan además altas capacidades informáticas combinadas con una potente solución gráfica para pantallas múltiples, e integran un motor de descodificación / codificación de video basado en hardware, que es muy importante para la videovigilancia. Además, la familia de procesadores i.MX6 está calificada para aplicaciones en automoción y, en consecuencia, es la plataforma ideal para las necesidades de Datik. Para poder ejecutar todas las tareas diferentes en un módulo Qseven, Datik eligió la opción de cuatro núcleos con un rendimiento de 4x 1.0 GHz.
Otro beneficio de estos procesadores es que son ampliamente compatibles con diferentes sistemas operativos, incluyendo Android y el Yocto Project, que hace que los desarrolladores puedan ser independientes de la arquitectura de procesador subyacente que Datik usa en su plataforma.
Ampliar la escalabilidad más allá de i.MX6
Este soporte también allana el camino para que Datik aproveche módulos con otras tecnologías de procesador. Aquí, Qseven ofrece múltiples opciones: la cartera disponible incluye los últimos procesadores Intel Atom, Celeron y Pentium, así como las APUs Embedded G-Series de AMD. Esta amplia escalabilidad permite a proveedores como Datik ofrecer productos en diversas formas de rendimiento simplemente intercambiando los módulos disponibles en el mercado. Datik ya ha identificado un refuerzo de rendimiento para futuras mejoras del sistema. Pero no es ninguno de los mencionados anteriormente. Es un módulo de Qseven con un procesador I.MX8, ya que se espera que esta nueva generación de procesadores esté disponible pronto.
Este es realmente un ejemplo perfecto para mostrar los beneficios de un enfoque modular con módulos COM versus un diseño personalizado completo: con módulos COM estandarizados solo necesita pedirle a su proveedor que envíe el nuevo módulo, conéctelo, pruébelo y ya está listo para comenzar. ¡Es casi imposible lograr un tiempo de comercialización más rápido con menos esfuerzo! Por lo tanto, los ingenieros en el sector ARM / RISC definitivamente deberían evaluar el uso de módulos COM basados en el factor de forma Qseven o SMARC, ya que incluso el i.MX8 un día tendrá un sucesor.
El conjunto de características del ordenador del vehículo
Finalmente, echemos un vistazo a lo que ofrece el sistema Datik sin ventilación forzada: el sistema Datik Computing Brain (DCB) de cuatro núcleos ejecuta Linux incorporado basado en Yocto. Las pantallas de Info-entretenimiento para pasajeros están conectadas a través de HDMI y la consola del conductor con pantalla táctil usa VGA. Se pueden conectar hasta cuatro cámaras con visión infrarroja para una situación de iluminación crítica. Un conector E / S de audio está dedicado a la información del pasajero, los avisos del conductor y la comunicación con el centro de control. Dos conectores de vehículo ofrecen interfaces de vehículo a considerar, que incluyen 3x CAN bus y 1x K-line para diagnóstico del estado del vehículo, 2x RS-232 / RS- 485 para periféricos como pantallas y / o impresoras, 1x odómetro así como 12 entradas digitales y 4 salidas digitales con diagnóstico. Las interfaces dedicadas conectan las antenas GPS, WiFi y 3G. Además, el sistema proporciona 3x USB y 1x Gigabit Ethernet para los validadores y mayor conectividad. El sistema operativo, las aplicaciones y los datos del sistema, como el software de navegación, se almacenan en un disco SSD de 4 GB y los flujos de video de las cámaras de vigilancia se pueden almacenar en un segundo disco SSD de 250 GB.
Elegir el proveedor de módulo correcto
Datik eligió a congatec como su proveedor de módulos debido a que la empresa es muy conocida en este negocio y tiene un gran socio de distribución local en España, la empresa Matrix. “congatec y Matrix son muy profesionales. La disponibilidad y la asesoría de ambas compañías es excelente y su EOL y la gestión de la actualización es muy conveniente. Hacen que sea muy fácil para los clientes probar y validar nuevas soluciones y, hasta el día de hoy, siempre hemos obtenido tiempos de entrega cómodos para gestionar cualquier transición“, afirma el CTO de Datik, Iñigo Etxabe, resumiendo su experiencia de trabajo con congatec. “Ahora estamos ansiosos por tener en nuestras manos los próximos módulos I.MX8”.
Informatización de vehículos en áreas tropicales
La solución de gestión de flotas basada en la nube de Datik, iPanel, con la plataforma informática DCB basada en los módulos COM Qseven de congatec ya está disponible en el sur de Europa, Francia y España, así como en América Latina, junto con otras regiones mundiales donde llegará. Como algunas áreas son tropicales, los sistemas deben soportar entornos de temperatura extrema y alta humedad. Es por eso que el diseño del sistema se especifica para el funcionamiento en entornos que van desde 0°C hasta + 60°C, a la vez que se protege contra golpes y vibraciones. Algunos clientes son operadores de flotas en ciudades, y de servicios entre ciudades como Madrid, París, Varsovia y Marsella en Europa y Ciudad de México, Guadalajara (ambos en México), Santiago de Chile (Chile) y Lima (Perú), así como OEM líderes como el Grupo Irizar, con presencia comercial en más de 90 países en los cinco continentes.
