[{"data":1,"prerenderedAt":121},["ShallowReactive",2],{"news-smart-device-development-guide":3,"news-list":12},{"id":4,"slug":5,"title":6,"excerpt":7,"coverImage":8,"publishedAt":9,"category":10,"content":11},22,"smart-device-development-guide","智能设备开发，软硬件技术如何选型及上位机开发的注意事项","一、孤立的硬件设备比孤儿更难生存 随着通信技术的发展和社会互联互通的需要，不用手机的人是越来越少的。机器设备是服务于人类需要，并依赖于人而存在的，可以说不联网的设备也会越来越少，不联网的设备会像孤儿一样，不能得到很好的运行维护，更不能发挥其","\u002Fuploadfile\u002F2021\u002F1210\u002F20211210120926581.jpg","2021-07-14T09:00:00","hyzx","![](\u002Fuploadfile\u002F2021\u002F1210\u002F20211210120926581.jpg)\n\n## 一、孤立的硬件设备比孤儿更难生存\n\n随着通信技术的发展和社会互联互通的需要，不用手机的人是越来越少的。机器设备是服务于人类需要，并依赖于人而存在的，可以说不联网的设备也会越来越少，不联网的设备会像孤儿一样，不能得到很好的运行维护，更不能发挥其更大的价值。在万物互联的趋势下，各类设备的联网已经是先于其他东西的联网。\n\n组成世界的三个基本要素是物质、能源、信息。过去历史上的工业，我们都在改变物质和能源方面下功夫，现在开始我们在信息方面下功夫。在软件从业人员眼里，万物都是系统，都可以以概念的形式抽象成一个系统，系统从外部获取物质、能源、信息，并对外通过接口的形式提供服务，有的接口是看不见的，有的是看得见的人机接口（界面）。机器设备，如果不并入系统，它就没有合适的接口去与其他系统打交道，比如人总是有自己的国籍，他不能把自己当成国家与其他国家打交道。所以，孤立设备将像孤儿一样，越来越无法单独存在。\n\n## 二、智能设备是否言过其实了？\n\n当然，所谓的智能设备，很多也达不到真正意义上的智能，而人们为什么喜欢用智能设备这个词呢？\n\n一是，设备通过网络接口，与人发生了联系，人可以通过人机界面了解其运行状态和直接操作，让人从心理和感官上觉得其是智能的，感觉设备是\"活的\"，可以和我交流；\n\n二是，设备上运行的控制程序，可以根据参数自主决策和完成一些复杂条件下的任务，让人感觉设备是\"智能的\"；\n\n三是，智能设备可以替代人类的很多工作，让人从繁杂、枯燥、危险的任务和劳动中解放出来。可以做人的工作，还不\"智能\"吗？\n\n真正意义上的智能设备，能够达到人类智能的，目前技术还达不到。我们目前研发的智能设备，基本上是功能性智能设备，只要满足功能需求即可。\n\n## 三、典型的智能设备\n\n我们熟悉的智能设备就是智能手机，然后是智能电视，还有某不太听话的智能汽车，智能音箱。\n\n按行业应用分，可以有智能家电、智能家居、智能汽车、智能快递柜、智能锁、无人机、共享单车等，这在生活领域是非常常见的。商业领域，比如智能服务机器人、自动售货机、自助存包柜、自助洗车机、人脸闸机等。\n\n举个例子，一个朋友是做设备生产的，他们厂想生产一批自动洗车机，去找加油站合作。加油站出场地，他们出设备，收入分成。所以，设备需要记录每天的开关机时间和洗车的次数，把数据传回平台，以此作为双方结算的依据。更进一步，洗车机的故障信息可以传回总部，方便平台运行维护。\n\n工业领域的智能设备为什么比较少见呢，一是离人们生活较远，二是设备生产厂家的人才结构还停留在机械加电气的阶段，三是设备客户的成本敏感性。\n\n但是，设备智能化已经形成趋势，而且不可逆转。现在出现了一些公司，专门帮助设备生产厂家提供技术支持和软硬件开发服务，协助设备生产企业，将传统产品开发为智能联网产品。\n\n比如工业设备，可通过集成传感器和无线网卡或有线网口，使孤岛设备联网， 可实现远程采集数据，可实现远程控制，远程运维，可形成物联网平台。消费类设备联网，可引入支付功能、远程管理功能，形成运营管理平台。\n\n## 四、智能设备开发的人才结构\n\n设备开发，往往是机械工程师完成的，后来又引入了电气工程师，就是传统所谓的机电设备。出于习惯，在智能化、网络化方面，老人们还是会把这一层归入到电的方面。而实际上，智能互联与电气差别是非常大的，对从业人员的知识结构和技能要求也不一样，新人们并不喜欢自己是搞电的。\n\n所以，智能化设备的开发，现在又要引入IT工程师。这里面又涉及到硬件工程师和软件工程师。IT行业的硬件工程师不能理解成机械结构的硬件，而是指的控制单元、感知单元、计算单元的硬件，或者说是电子工程师。硬件工程师，有的又会做软件开发，尤其是嵌入式开发。在硬件与软件的结合处，这一类人才属于又硬又软。纯粹的软件工程师，根据硬件提供的操作接口，去进行更上一层次的软件开发。\n\n如果设备生产厂家没有成熟的IT团队，也可以考虑将这一块外包给专业的公司，成本更低、开发周期更短。\n\n## 五、智能设备常见架构\n\n智能设备由机械部分、电气部分、计算部分组成。常见的架构，由执行单元接入PLC，PLC接入上位机，上位机可以是人机界面，也可以接入局域网或者互联网。\n\n执行单元：\n常见的执行单元比如电动机、传感器、机械手、电磁阀等。\n\n电气单元，核心部件是PLC：\n\n可编程逻辑控制器，是完成电气控制的电子系统，可以说是智能设备的小脑。它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程。\n\n上位机：\n\n如果说PLC是工业控制的小脑，那么上位机软件就是其大脑。在概念上，控制者和提供服务者是上位机，被控制者和被服务者是下位机，上位机往往是数字信号的处理和命令的下发，下位机往往是模拟量的处理和命令的执行。\n\n上位机的硬件一般是工业电脑或者叫工控机，上位机上运行的操作系统一般可以是Windows、WinCE、linux等，根据不同的性能要求会选择不同的操作系统，上位机上运行的软件一般都是经过定制开发的专门软件，有的大型制造业或大型企业往往会有自己的研发团队，也有一些会选择将上位机软件外包出去。\n\n上位机硬件也可以是定制的控制板卡。这个需要电子工程师专门定制设计。\n\n其他：变频器、连接器、电源、仪器仪表等。\n\n## 六、硬件选型\n\n执行单元的选型，需要设备的类型、尺寸、功能、性能、环境、参数等因素，综合考虑，在此不赘述。\n\nPLC的选型，需要考虑设备尺寸、控制点位的数量、控制接口、网络接口、可靠性要求、成本预算等因素。西门子和三菱的PLC具有较高的市场占有率，但是价格相对较高；国产PLC价格相对便宜，质量稳定性也在逐渐提高，对于要求不高的设备可以考虑国产PLC。\n\n上位机的选型，一般是工控机、单片机、板卡。工控机有大型风扇散热的工控机，也有微型嵌入式的工控机。上位机的选型，需要考虑设备尺寸、运行环境（温度、湿度、震动、粉尘、噪声等）、数据采集频率、计算性能、硬件接口、能耗、网络条件等因素。\n\n## 七、软件技术体系\n\n智能设备里软的部分，一是PLC里运行的程序，二是工控机\u002F控制板卡上运行的程序。PLC程序由电气工程师完成。工控机程序由软件工程师完成，控制板卡如果是定制的，需要电子工程师和软件工程师共同完成。一般而言，大型设备会直接使用工控机进行开发，而小型设备或者精密设备，受限于尺寸要求、性能要求，会定制专门的板卡来进行软件功能开发。\n\n工控机软件开发语言，一般是C\u002FC++或者C#，这个是偏应用层的开发，或者叫上层的开发，所以又叫上位机开发。工控机的操作系统常用的是Windows、Linux、Wince。对于复杂设备，可以引入开源的机器人操作系统ROS。\n\n如果是定制的控制板卡，其软件部分就是我们常说的嵌入式开发，用于电路控制、设备驱动，嵌入式开发提供接口，满足更上一层开发的需求。嵌入式开发相对于应用层开发，其门槛更高、难度更大。\n\n## 八、设备研发周期及预算\n\n价格一般是根据功能需求、性能需求、开发周期、付款条件、点位数量、数据量等各项因素综合评估，太初有智会根据以上做出合理的报价的。有些客户一味追求低价，往往导致项目延期交付或者产生严重的质量问题、售后问题，不但让开发费用打了水漂，还影响到自己的生产运作，得不偿失。\n\n太初有智研发团队，具备10年以上的软硬件开发经验， 已经形成一套自己的开发体系和方法论，能够轻松胜任各种业务需求，可以服务全国客户。\n\n我们非常重视业务口碑，重视上位机软件的运行稳定性和售后服务的及时性。我们的销售理念是，要么不做，要么做好。\n",[13,20,26,31,36,41,46,51,58,66,72,78,84,90,96,102,108,114,115],{"id":14,"slug":15,"title":16,"excerpt":17,"coverImage":18,"publishedAt":19,"category":10},38,"palletizing-line-scada-system","太初有智为大西洋焊材开发码垛缓存线上位机SCADA系统","在工业4.0时代，智能制造已成为企业提升生产效率和竞争力的关键所在。太初有智作为工业自动化领域的领军企业，秉承\"智慧制造，引领未来\"的理念，致力于为客户提供高效、可靠的解决方案。近日，太初有智与大西洋焊材携手，成功开发了码垛缓存线上位机SC",null,"2024-08-08T09:00:00",{"id":21,"slug":22,"title":23,"excerpt":24,"coverImage":18,"publishedAt":25,"category":10},37,"smart-helmet-test-software","太初有智公司为重庆创新中心开发智能头盔上位机测试软件","成都太初有智信息技术有限公司（以下简称\"成都太初有智公司\"）今日宣布，他们将为北京某大学重庆市创新中心（以下简称\"重庆创新中心\"）开发智能头盔上位机测试软件，以推动智能穿戴设备的发展和创新。 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