IoT, automatizarea și centralizarea multor ramuri ale economiei (producție, agricultură, transport) pun în fața proiectanților noi provocări – în special în domeniul comunicațiilor fără fir. Între timp, marca Teltonika oferă soluții complete și convenabile tocmai în acest domeniu.
Teltonika este un producător european de echipamente de telecomunicații, ale cărui produse respectă standardele actuale și viitoare de securitate cibernetică (în conformitate cu CRA, Cyber Resilience Act). Acest brand lituanian a câștigat deja recunoaștere internațională datorită producției locale, calității ridicate a soluțiilor sale, interfeței clare, precum și adaptării la standardele industriale.
Mai jos prezentăm două tipuri de produse din portofoliul producătorului: routere celulare mobile, destinate montării, printre altele, în vehicule, precum și plăci de extensie de comunicație pentru Raspberry Pi, compatibile cu standardul 5G.
Merită menționat faptul că aceste dispozitive au fost proiectate cu suport pentru tehnologia 5G RedCap, adică Reduced Capability. Prin definiție, aceasta este destinată dispozitivelor IoT și industriale, care nu necesită performanța completă a 5G. Permite reducerea consumului de energie, simplificarea circuitelor și a software-ului, folosind în același timp principalele avantaje ale rețelelor celulare rapide: latență scăzută, fiabilitate și lățime de bandă ridicată.
Routere
Routerele oferite de marca Teltonika au fost proiectate pentru utilizare în aplicații variate. Acestea combină modem 5G RedCap și modem 4G LTE Cat 4 cu funcționalitate de punct de acces (WiFi, Ethernet). Interfața lor intuitivă, dar avansată (disponibilă prin browser de pe computer) permite gestionarea convenabilă a rețelei, a accesului la Internet și obținerea de informații avansate despre parametrii conexiunii (inclusiv date BTS etc.). Deoarece routerele sunt echipate cu sloturi SIM duble, ele pot comuta între serviciile a doi furnizori diferiți în funcție de puterea semnalului sau în cazul unei defecțiuni a uneia dintre rețele. Pentru alimentarea routerelor se poate utiliza orice sursă de curent DC cu tensiune între 9V și 30V (de exemplu din instalația unui vehicul). Routerele oferă, de asemenea, posibilitatea alimentării pasive prin rețeaua Ethernet conform standardului PoE.
Din oferta TME sunt disponibile trei modele ale furnizorului, toate oferind acces la rețelele 4G (LTE) și 5G RedCap. RUT271 este un dispozitiv compact și oferă un bun raport calitate-preț. RUT276 este echipat suplimentar cu port RS485 și funcționalitate active PoE (Power over Ethernet), adică opțiunea de alimentare prin conectorul RJ45 (conform standardului PoE In 802.3 af/at) a altor dispozitive care funcționează în aceeași rețea (de exemplu camere IP). Cele mai extinse posibilități sunt oferite de RUT976, care nu numai că are mai multe porturi Ethernet (4 în loc de 2 ca în celelalte modele), port RS485 (interfață serială industrială), dar și port USB și receptor pentru semnale de geolocalizare prin satelit (GPS).
În ce aplicații sunt utilizate astfel de routere?
Aplicațiile routerelor Teltonika acoperă multe domenii. Un exemplu interesant este infrastructura Smart City, adică sisteme inteligente sau centralizate de iluminat stradal, senzori de parcare, module care măsoară intensitatea traficului și calitatea aerului. Totuși, dispozitivele furnizorului lituanian sunt cel mai des utilizate în aplicații industriale, unde permit minimizarea întârzierilor de transmisie în sisteme integrate de automatizare. Nu este exclusă nici utilizarea routerelor în vehicule, rulote private sau transport public, precum și în gestionarea flotelor.
Modemuri HAT pentru Raspberry Pi
Calculatoarele Raspberry Pi au deja o poziție bine stabilită în sectorul educațional și al proiectelor hobby, precum și în industrie și automatizare. Mulți producători și profesioniști le utilizează ca bază pentru controlere de mașini sau alte module IoT. Puterea de calcul și funcționalitatea generațiilor RPi 4 și 5 permit integrarea lor în cele mai moderne sisteme de control. Un domeniu atât de larg de aplicații potențiale este adesea limitat de parametrii comunicației: raza rețelei WiFi poate fi insuficientă, tehnologia Bluetooth nu suportă metode de comunicare cu lățime mare de bandă, iar cablarea Ethernet contravine ipotezelor de proiectare, de exemplu în cazul dispozitivelor care funcționează la distanță, cum ar fi senzori răspândiți pe o suprafață extinsă.
În astfel de aplicații, rețeaua celulară se dovedește a fi soluția optimă – larg disponibilă, fiabilă și caracterizată prin un nivel ridicat de securitate (datorită criptării transmisiei). Important: separarea dispozitivelor individuale de rețeaua principală permite segmentarea și protejarea datelor critice.
Plăcile de extensie Raspberry Pi HAT+ Calyx sunt utilizate pentru a oferi acces mobil la Internet în sisteme de tip embedded bazate pe plăci Raspberry Pi 4 și 5. Modulul Calyx este montat direct pe computer ca așa-numitul HAT, adică o extensie (literal „pălărie”, dar și acronim pentru Hardware Attached on Top).
Specificația modulelor Calyx
Plăcile Teltonika Calyx pot fi achiziționate în 3 variante: 4G Cat. 4, 5G RedCap și 5G complet. Ele oferă conectivitate mobilă de înaltă performanță pentru Raspberry Pi – viteza și nivelul lor de integrare sunt suficiente pentru realizarea dispozitivelor care necesită control în timp real. Soluțiile au fost proiectate astfel încât să poată fi controlate prin GPIO. Programul computerului poate reseta modulul în caz de defecțiune, iar accesul la nivel scăzut la GPIO oferă tehnicienilor și personalului de service posibilitatea de diagnosticare și remediere de la distanță a problemelor. Mai mult, dispozitivele suportă și canal audio PCM pentru GSM.
Dimensiunea modulelor Calyx corespunde plăcii principale RPi, astfel extensia influențează doar ușor dimensiunea întregului computer. Pentru a extinde spectrul aplicațiilor potențiale, circuitul a fost adaptat pentru funcționare într-un interval industrial larg de temperatură: -40…75°C.
Oferta, proprietățile și aplicațiile potențiale ale extensiilor Teltonika sunt prezentate în materialul video de mai jos.
Exemple de aplicații
Există numeroase aplicații potențiale în care combinarea flexibilității și puterii de calcul a RPi cu capacitățile de comunicație ale extensiilor Calyx permite creșterea eficienței instalațiilor întregi, ba chiar influențarea semnificativă a economiei acestora. Printre aceste domenii se numără acțiunile preventive, adică metodologia de mentenanță în care uzura sistemelor de automatizare este monitorizată continuu, pentru a prevedea posibile defecțiuni și a le preveni prin înlocuirea preventivă a componentelor supuse uzurii. Pentru astfel de sarcini se utilizează frecvent dispozitive edge (edge devices), care în loc să transmită date brute de la senzori (privind vibrații, nivelul zgomotului, temperatură etc.) realizează permanent analiza măsurătorilor și transmit în cloud informații procesate. Pentru această sarcină pot fi folosiți algoritmi simpli de învățare automată, pe care RPi îi poate rula local. O astfel de monitorizare crește ergonomia întregului proces de supraveghere, în special în cazul fabricilor sau depozitelor mari, unde într-un lanț de mașini pot exista zeci, sute sau chiar mii de elemente monitorizate permanent.
Posibilitatea unei comunicări eficiente prin rețeaua celulară poate fi utilizată și în clădiri publice sau centre comerciale. În al doilea exemplu, Raspberry Pi este utilizat ca nucleu al unui punct informativ interactiv folosit de clienții care vizitează spațiul comercial. Pentru a gestiona de la distanță și dinamic conținutul afișat pe ecran, funcționarea unui astfel de chioșc poate fi bazată pe un sistem CMS. RPi se conectează prin rețeaua 5G și modulul Calyx la un server unde sunt stocate conținuturile administrate de operator. Astfel, utilizatorul primește întotdeauna date actualizate, iar atunci când chioșcul nu este utilizat, pe ecran pot fi afișate reclame și alte mesaje administrate în timp real.
Chiar din aceste două exemple se poate observa că comunicarea cu rețeaua 5G are potențialul de a influența pozitiv și semnificativ organizarea sistemelor moderne. Până acum acestea se bazau pe rețele locale care necesitau o infrastructură costisitoare și extinsă – în timp ce comunicarea prin rețele celulare simplifică acest aspect și oferă în același timp o scalabilitate practic nelimitată. De asemenea, permite funcționarea în dispozitive la distanță, de exemplu în agricultură (monitorizarea utilajelor, colectarea datelor despre condițiile de mediu) sau în distribuție (monitorizarea flotelor).
Text elaborat de Transfer Multisort Elektronik Sp. z o.o.
https://www.tme.eu/ro/news/about-product/page/74760/routere-i-module-de-comunicatie-de-la-teltonika