嵌入式计算机是一种基于微处理器的系统,专门设计用于执行特定功能,属于更大的系统。它配备了硬件和软件的组合,以实现独特的任务并承受不同的条件。
嵌入式计算机为基于PLC(可编程逻辑控制器)的自动化提供了一种智能替代方案,因为嵌入式计算机的x86架构允许集成任何基于Windows或Linux的软件,这些软件能够通过程序控制和管理更复杂的任务。
嵌入式计算机与台式计算机
嵌入式计算机和台式计算机的主要区别在于用途和设计。嵌入式计算机是从零开始建造的有目的的专用设备,用于执行特定任务。它可以在低资源的情况下最大限度地运行,并能承受恶劣的条件——这在消费级计算机上是不可能的。
另一个关键区别是,通用台式机配备了传统的主板,可以扩展或更换其组件。另一方面,嵌入式计算机的所有组件都烧在一块印刷电路板(PCB)或主板中。
嵌入式计算机的优点
嵌入式计算机被设计成嵌入式的,或者是用于特定任务的更大系统的一部分。它们在任何方面都不比消费级台式机好或坏,但在工业、军事和农业应用方面确实有很多优势。其中一些好处是:
小尺寸:嵌入式计算机使用小尺寸主板,如Mini-ITX板。他们创新的外壳设计和下一代冷却系统也使其体积小巧。大多数工业嵌入式计算机都是无风扇的——它们只依赖于热力学原理。这些系统能够在没有大型机箱和风扇的情况下进行冷却。
高可靠性:一些嵌入式计算机是为工业或军事部署等关键任务应用程序的高可靠性而设计的。它们需要在苛刻的应用和极端环境中(如崎岖的地形、持续的振动、高温等)24×7运行。这些嵌入式计算机可以在宽温度范围(如-30°C至70°C)下运行,防尘并防潮。
电源效率:一些应用程序要求嵌入式计算机保持日夜运行。这就是为什么这些计算机是为了提高能效而设计的。嵌入式计算机配有轻型专用软件,因此不需要大量的处理能力。功耗的另一个优点是,一些嵌入式计算机没有风扇,也没有任何移动组件。
嵌入式计算机的类型
坚固耐用的工业箱式PC
坚固耐用的工业嵌入式计算机内置于复杂的机箱中,可在恶劣条件下提供保护。计算机内的电子设备也被设计为坚固耐用。
大多数时候,嵌入式工控机的外壳是由阳极氧化铝制成的。这使得它耐用、耐腐蚀、防尘和防潮。坚固耐用的计算机可以安装在户外,而无需任何额外的保护层。
迷你电脑
微型计算机通常是计算密集度较低的嵌入式计算机。但最大的好处是它们非常小,而且通常很便宜。迷你电脑可以用于需要一些智能的小型密闭空间。
迷你PC嵌入式计算机可以用作网络安装中的安全设备,如防火墙或VPN路由器。坚固耐用的迷你电脑是在恶劣条件下需要24×7操作和安全的制造设施或工业装置的绝佳选择。
平板电脑
平板电脑配有集成显示屏和键盘,有时还配有一体式触摸屏。平板电脑可以通过不同的I/O模块进行扩展,以满足行业标准。这种类型的嵌入式计算机旨在通过其接口,特别是通过其坚固的屏幕,提供更容易、更好的与人类的交互。一些平板电脑配有触摸屏,可以戴上彻底的工作手套,抵抗有毒材料和电击。
平板电脑可以用于人类无法访问的地方。例如,用于控制食品加工机、大型机械臂、制药、工业制造、包装行业等。
车载电脑
车载嵌入式计算机是一种无风扇、坚固耐用、温度范围广的机箱。这种类型的嵌入式计算机就是为了这个目的而设计的。它们是坚固耐用的设备,可以承受振动、恶劣的温度、灰尘和环境中的湿度。它们还具有无线功能,可实现移动性和远程通信。
物联网网关
物联网网关提供不同类型通信技术之间的连接。这些技术可以在连接类型、协议或接口方面有所不同。物联网网关就像家里的互联网网关,通过PPP或HDLC连接互联网,通过以太网或WiFi连接局域网。