česky english Vítejte, dnes je středa 26. leden 2022

eScreen – chytrá zobrazovací jednotka pro průmysl

DPS 1/2014 | Vývoj - články
Autor: Ing. Zdeněk Lokaj, Ph.D.

Předávání relevantních informací je zcela zásadní takřka pro každé odvětví průmyslu a další navazující činnosti, jako je například logistika či skladové hospodářství nebo maloobchodní prodej. Velmi významným posunem pro průmysl jsou elektronické identifikační systémy, které zvýšily kvalitu výroby a návazných procesů. Jako doplnění těchto systémů jsou v mnoha logistických a výrobních řetězcích zaváděny také vizuální informace, které jsou zpravidla v tištěné formě na papíře, umístěné na obalu, např. krabici, přepravce anebo na regálu, aby informovaly o aktuálním umístění zboží. V případě, že dojde ke změně, je nutné papírový popisek vyměnit. Tento způsob značení je sice levný a jednoduchý, nicméně může dojít k poškození štítků s potřebnými informacemi, případně k jejich záměně. Všechny tyto nevýhody lze eliminovat díky komplexnímu řešení eScreen, jehož zobrazovací jednotky jsou umístěny na obalech dílů či výrobků, které jsou opakovaně využívány, např. v logistických systémech KANBAN, a data jsou aktualizována v serverové aplikaci. Komunikace mezi serverem a zobrazovacími jednotkami probíhá prostřednictvím bezdrátové komunikační sítě.

Architektura systému

Řešení eScreen využívá otevřenou a modulární architekturu a sestává ze 3 základních komponent (obr. 1):

  • Centrální server
  • Embedded zobrazovací jednotka eScreen
  • Bezdrátová komunikační síť

eScreen – chytrá zobrazovací jednotka pro průmysl obr. 1

Obr. 1 Architektura řešení eScreen

Systém je implementovatelný jak pro menší projekty s několika zobrazovacími jednotkami, tak i pro projekty se stovkami jednotek.

Centrální server

Centrální server řešení eScreen slouží k evidenci embedded jednotek a zobrazovaného obsahu, který je vázaný vždy na konkrétní zobrazovací jednotku umístěnou v dané lokalitě. Může se tak jednat o seznam komponent, které jsou umístěny v přepravce KANBAN, aktuální obsazení zasedací místnosti anebo aktuálně umístěné zboží v regále logistického skladu či maloobchodní prodejny s detailními informacemi.

eScreen – chytrá zobrazovací jednotka pro průmysl obr. 2

Obr. 2 Uživatelské rozhraní centrálního serveru

Aplikace je řešena webovou formou s využitím protokolu HTTP, případně s využitím certifikátů i bezpečnou variantou HTTPS. Může být dodána jako virtuální stroj do HW prostředí zákazníka (např. KVM, Virtualbox anebo VMware appliance), případně ji lze nainstalovat i na běžný fyzický server. Způsob provedení se odvíjí od požadavků uživatele a počtu zobrazovacích jednotek.

eScreen – chytrá zobrazovací jednotka pro průmysl obr. 3

Obr. 3 Zadávání nových informací do centrálního serveru

Ve speciálních případech, kdy je systém integrován do malé sítě s méně než 50 zobrazovacími jednotkami, lze server realizovat rovněž jako malé embedded zařízení. Oproti výše zmíněným výkonným řešením je zde znatelná úspora na straně provozních nákladů (spotřeba, chlazení, fyzické umístění). Embedded provedení dovoluje upravit server do takové podoby, aby mohl být použitý v místech, která nejsou pro běžná serverová řešení vhodná (speciální prostory, zástavba do systémů apod.).

Systém je vyvinut na otevřených platformách, které umožňují jeho škálovatelnost a úpravy podle požadavků koncového zákazníka, resp. podle odvětví, ve kterém je systém nasazován.

Embedded zobrazovací jednotka

eScreen zobrazovací jednotka funguje na principu technologie eink, která je energeticky velice úsporná a zároveň disponuje dostatečnou velikostí displeje (minimálně 6 palců), která umožňuje zobrazit velké množství informací, navíc je možné využít vlastnosti listování mezi jednotlivými stránkami, jako je tomu u elektronických knih, ve kterých je stejná technologie využívána. Přepínání stránek je možné nastavit automaticky anebo je měnit pomocí HW tlačítek na jednotce.

eScreen – chytrá zobrazovací jednotka pro průmysl obr. 4

Obr. 4 Zobrazovací jednotka eScreen

Displej zobrazovací jednotky existuje ve dvou provedeních, a to s rozlišením 800 × 600 px nebo 1 024 × 768 px a umožňuje zobrazení v 16 stupních šedé. Zařízení je rovněž vybaveno Wi-Fi modulem IEEE 802.11 a/b/g/n a může být rovněž osazeno RFID tagem umožňujícím jeho jednoznačnou bezdrátovou elektronickou identifikaci (např. při inventarizaci nebo při vzdáleném zadávání dat do centrálního serveru prostřednictvím mobilního terminálu).

Technologie eink poskytuje v porovnání s jinými zobrazovacími technologiemi naprosto bezkonkurenční výdrž baterie, která se pohybuje v řádu desítek dní na jedno nabití, neboť ke spotřebě energie dochází pouze při překreslování aktuálně zobrazených informací. To ilustruje graf na obr. 5, na kterém je zobrazená reálná výdrž embedded zobrazovacího zařízení, vybaveného Li-Ion baterií o kapacitě 2000 mAh při překreslení displeje jednou až desetkrát denně. Při každém překreslení displeje došlo rovněž ke stažení aktuálních dat ze serveru pomocí bezdrátové komunikační technologie.

eScreen – chytrá zobrazovací jednotka pro průmysl obr. 5

Obr. 5 Životnost baterie v závislosti na počtu překreslení displeje za den

Embedded zobrazovací jednotku lze také připojit na trvalý stejnosměrný rozvod s napětím 5 V, typický odběr aktivovaný bezdrátovou komunikací je 175 mA, překreslení displeje spotřebuje a v režimu spánku jednotka potřebuje jen 2,5 mA. Samotné překreslení displeje vyžaduje 125 mA.

Díky subtilním rozměrům celého řešení lze provést jeho zapouzdření do velmi rozsáhlé škály obalů a krytů. Zobrazovací jednotku lze umístit do krabičky, stejně tak jako zastavět přímo do dveří nebo přepravního boxu. Pokud je zobrazovací jednotka provozována výhradně z baterie, lze provést její zapouzdření i takovým způsobem, aby splňovalo krytí až IP 67.

Bezdrátová komunikační síť

Distribuce dat z centrálního serveru do zobrazovacích jednotek probíhá prostřednictvím bezdrátové komunikační sítě WiFi (IEEE 802.11 a/b/g/n), tudíž není nutné budovat nákladnou komunikační infrastrukturu. Navíc je možné bezdrátovou síť využívat i pro jiné aplikace, např. komunikaci s RFID terminály nebo přenos dat v rámci task managementu.

Závěr

Systém eScreen nalezne využití ve všech odvětvích, kde je nutné pravidelně měnit vizuální informace, ať už se jedná o značení přepravek v logistickém systému KANBAN, zobrazování obsazení zasedacích místností, anebo například popis regálů ve velkoobchodech a maloobchodech. Rovněž se může jednat o efektivní nástroj task managementu, tedy elektronické úkolování zaměstnanců a sledování plnění přiřazených úkolů.

Partneři

eipc
epci
imaps
ryston-logo-RGB-web
mikrozone
mcu
projectik