Индустриальная embedded система на базе Android-смартфона — как структурно правильно реализовывать?

Question

[peacemakerv]

Всем привет.

Кто практически пробовал собирать и программировать какую-либо автономную промышленную систему на базе Android-смартфона ? Просьба поделится крупицами опыта, "подводными камнями".

Т.е. если нам нужен "черный ящик" (корпус специально созданный) с запитанным Android-смартфоном c мобильным (и WiFi) интернетом и прочими аксессуарами, работающий в цеху с его условиями жары, пыли, электромагнитной обстановкой. Обращаю внимание - автономный блок предполагается, без панели управления в цеху.
Пусть, к примеру, основной канал обработки информации - с камеры.

0) Android смарт OTG + адаптер питания
1) USB OTG-адаптер + набор нужных кабелей
2) USB-hub + адаптер питания
3) вентилятор(-ы) охлаждения (может с настраиваемым термо-реле на вкл. и выкл. ?) + адаптер питания
4) LED-лампы или фонари + адаптер питания, для принудительной подсветки камеры
5) может, USB-контроллер с релюшками, для переключения какой-то периферии, может вентилятора.... через USB-хост. Посоветуйте проверенные контроллеры на 2\4\8 каналов на Али или может в крупных магазинах в России.
6) Общее питание переменного тока, разветвитель
7) Какой-то "watch-dog" для сброса всей системы тут может быть реализован (с Андроидом-то) ?

Программно, воображаю, приложение в Android должно контролировать:

0) Internet - соединение, скорее всего мобильное GSM\3-4G, а вероятнее вообще EDGE\2G.... Выгрузка на сервер текстовых результатов по HTTP API, не очень объёмных...
1) удаленное управление системой: полное логгирование процессов и, вероятно, выполнение команд извне: какие есть варианты решений ? TeamViewer вообще позволяет APK-приложений переинсталлировать, обновления врукопашную ? Или как гарантировать доступ к смарту ?
2) контроль заряда и температуры батареи: т.е. уведомление об отсутствии питания или перегреве ...
3) фотки, баркоды с камеры.... если это будет основной целью работы
4) ... что тут еще забыл я ?

Просьба поделится реальным опытом и идеями...

p.s.Просьба делится реальным опытом, если он есть именно с Андроидофоном. Другие варианты решений - оффтоп.
p.s.2: вопрос интересен из-за следующих причин:

1) Большой опыт программирования именно Android
2) Задача работы именно с камерой, распознавание образов\штрихкодов (готовыми библиотеками)
3) Автономное питание батареей смарта и подсветка камеры (резервная)
4) 3 варианта беспроводной связи: GSM и два частотных диапазона WiFi (которые кроме обмена данными позволяют...)
5)... удаленное управление готовым софтом
6) Отсутствие необходимости разрабатывать свои собственные платы\контроллеры\блоки питания....
Также уже был опыт постройки подобной идустриальной системы на базе ПК и беспроводных датчиков практически в цеху, но условия расположения системы (и температурные) были совсем другие. Поэтому ищется автономное решение, без пульта управления.

Comments

[sim3x]

c мобильным (и WiFi) интернетом и прочими аксессуарами, работающий в цеху с его условиями ... электромагнитной обстановкой

Никак, если помехи в диапазонах вайфая и связи

[peacemakerv]

sim3x, уже и 5ГГц есть вариант у Вифи. Просьба делится реальным опытом, если он есть с Андроидофоном.

[sim3x]

peacemakerv, просьба уточнить о каких у вас помехах идет речь

Прочьба уточнить, зачем городить огород с телефоном ,если есть нормальные пром решения?

[peacemakerv]

1) Большой опыт программирования именно Android
2) Задача работы именно с камерой, распознавание образов\штрихкодов (готовыми библиотеками)
3) Автономное питание батареей смарта и подсветка камеры (резервная)
4) 3 варианта беспроводной связи: GSM и два частотных диапазона WiFi (которые кроме обмена данными позволяют...)
5)... удаленное управление готовым софтом
6) Отсутствие необходимости разрабатывать свои собственные платы\контроллеры\блоки питания....

Answer 1

[Борис Сёмов]

Зачем? Для этого существуют специальные промышленные компьютеры. Корпуса к ним с хорошей изоляцией, защищённые сенсорные панели и.т.п.
А коммуникации строятся не по воздуху, обычно, а по проводам, всё же, т.к. помех может быть очень много.

Comments

[sim3x]

По кабелям с броней и заземлением

[peacemakerv]

Ребят, просьба без оффтопа. Интересно на базе именно смарта, который имеет всю необходимую периферию для быстрого внедрения, тем более уже имея навыки программирования под Дроид.
WiFi тоже уже имеет варианты отскочить на 5 ГГц.

[Борис Сёмов]

peacemakerv, Это не оффтоп. Так как вы описываете не делают, и тому есть веские причины. Ознакомьтесь с тем, как решаются подобные задачи в реальном мире, и задумайтесь почему. Пока ваша мысль, с огромной вероятностью, просто утопична.

[peacemakerv]

Борис Сёмов, вот в этом и вопрос - найти тех, кто _пробовал_ именно на Андроиде.
Лично я пробовал, но без Андроида, а на базе обычного ПК + GSM-модем + RF 433 Mhz от датчика до ПК в пределах 100 метров. Именно в цеху. Успешно пробовал.
Теперь вопрос именно по Андроиду, к тем кто уже пробовал.

[Борис Сёмов]

peacemakerv Вам попался хороший цех. =) Иногда, даже RS485 на несколько метров в экране не очень работает.

[peacemakerv]

Тут предполагается работа с камерой около оборудования, а беспроводная связь - только для обмена данными. Конечно, тут теоретически USB-host -> USB-to-LAN RJ45 адаптер и проводная витуха можно будет попробовать, но пока вопрос по общей структуре с Андроидом - что еще из ньюансов забыто.
Меня вот например, беспокоит вопрос охлаждения - специфика цеха - повышенная температура, сейчас зимой 30-40 градусов. Летом, похоже, будет трындец... Андроиду.

[Борис Сёмов]

Если это не что-то мощное, и постоянно загруженное в 100% по процу, и постоянно на зарядке, т.е. без нагрева аккума большим током зарядки, это не будет серьёзной проблемой.

Но если нужна камера, то не проще-ли взять соответствующее устройство отдельное(камеру), и по сети откуда-то с ним уже работать, убрав вообще из цеха большую часть оборудования?

[peacemakerv]

Так вот именно, что куда проще готового смарта.

[Борис Сёмов]

peacemakerv Это не проще, конечно, структурно, но это проще в плане обеспечения работоспособности и надёжности конечного решения.
А раз речь идёт о сканировании всяких штрихкодов, то и вовсе есть готовые сканеры же.

[peacemakerv]

Для Android приложение сканирования штрихкодов пишется за несколько часов, всю систему можно собрать и отладить за пару месяцев максимум - зависит от наличия комплектующих и финансирования.
Выходит, что только канал связи в цеху может быть проблемой - это ожидаемо, конечно.
Но что еще может быть тут забыто структурно ?
Разве можно вентилятором обеспечить работу (смарта или одноплатного компа) т.е. нормальный температурный диапазон, хотя бы ниже 45 градусов ?

[Борис Сёмов]

Одноплатник можно даже пассивным охлаждением - просто подобрав нужную площадь радиатора. Со смартом готовым всё сложнее, если он сам в этих условиях и нагрузке не выходит на стабильный терморежим.

Answer 2

[Борис К.]

Сталкивался со стендами, использующих Android устройства в качестве КВУ (контроллеров верхнего уровня).

1. Стенд - большой железный ящик с кучей аппаратуры внутри.
2. Снаружи закреплен обычный планшет с уходящим внутрь usb кабельком.
3. Изнутри хаб с питанием. Питание постоянное от встроенного родного з/у, всегда воткнутого в сеть.
4. К хабу подключены usb устройства, к которым обращается приложение для стенда (используется библиотека с гита).
В т.ч. подключены устройства RS-485/RS-232.
5. Для управления автоматикой используется отечественное программируемое реле ПР-200 (недорогое, простое, универсальное). Оно берет на себя в т.ч. защитные низкоуровневые задачи, обработку органов управления с панели стенда и т.д.
6. Охлаждения дополнительного планшет не требует. Он снаружи - горячий, выключи, обдуй и т.д. Но так как он прикручен к железному корпусу (считай радиатор) - не проблема.
7. В принципе можно использовать планшет полноценно - камера/передача данных и т.п. при наличии удобного подключения (гибкое и длинное).
8. Стенды автономные, но вставленная симка, подключенный wi-fi - решают вопрос простой телеметрии и сбора статистики.
9. Можно подключить принтер/ монитор/мышку/клавиатуру.

Специализированные встраиваемые устройства:
1. Или очень дороги (но встроенными интерфейсами RS485/232 и т.п.)
2. Или дешевы и хрен работают (привет с али с устарелой осью и отсутствующей документацией)

Готовые устройства потребительские:
1. Или подороже покрасивше, но нежные. Все будет работать из коробки, в т.ч. OTG с питанием и т.п.
2. Или подешевле обрезиненные с кривоватым ПО но с известными спецификациями и внятным описание на 4pda/xda. Но могут в силу дешевизны иметь кривоватую реализацию OTG (ограничения кол-ва устройств и т.п.).

Если устройство снаружи - его легко заменить/обновить, вся периферия не трогается внутри стенда.

Comments

[Борис Сёмов]

В таких случаях, фактически "стенд" автономен, и внутри ПЛК, или полноценный комп, или другие законченные автономные устройства, а андроид устройство заменяет заметно более дорогую промышленную панель, обычно, т.е. фактически является просто терминалом. Иначе надёжность такого решения ужасна.

Беспроводную сеть, опять же, совсем не везде можно использовать, и получение стабильной связи может быть большой проблемой. Этого может хватать для сбора статистики какой-нибудь агригируемой, и не посылаемой в реальном времени, но для удалённого управления в реальном времени, например, выбор плохой.

[peacemakerv]

Ребята, речь про панель управления на предприятии - не идет. Тут именно автономный блок предполагается, внутрь которого запихнут Андроидофон (закрытый стационарный опечатанный ящик, воткнутый в питание). Вот реально ли, пробовал ли кто-нибудь....

[Борис К.]

peacemakerv, Смартфон в ящик - значит антенны следует выносить или использовать проводное соединение. Экран если отключен - львиная доля потребления батареи отпадает - если задача не ресурсоемкая, то и греться не будет при обычных условиях. Тропическое исполнение требует, конечно же, другого подхода, и вы бы здесь вопрос не задавали.

[peacemakerv]

Борис К., Вот как раз, похоже, потребление смарта будет немалым, т .к. работа камеры возможна только с включенным экраном, хотя подсветка и будет выключена. Но пластиковый корпус, по-моему, не помеха радиосвязи.