Máy tính nhúng (Embedded computer) đóng một vai trò vô cùng quan trọng và là một thiết bị rất phổ biến trong ngành công nghiệp và lĩnh vực tự động hóa. Với chi phí thấp và kích thước nhỏ gọn, máy tính nhúng đã đem lại nhiều lợi ích thiết thực cho quá trình sản xuất trong các nhà máy và xí nghiệp. Hãy cùng AIOT tìm hiểu sâu hơn về máy tính nhúng, cùng với các đặc điểm và ứng dụng của nó trong bài viết dưới đây nhé!
1.MÁY TÍNH NHÚNG LÀ GÌ?
Máy tính nhúng hay còn được gọi là Embedded System, là một hệ thống được thiết kế và xây dựng để thực hiện các tác vụ hoặc ứng dụng cụ thể theo chỉ định từ người dùng. Các thiết bị này phổ biến trong nhiều lĩnh vực trong cuộc sống hiện đại như công nghiệp, tự động hóa, quan trắc và truyền tin.
Máy tính nhúng hoạt động khác biệt so với máy tính cá nhân hoặc máy tính xách tay đa dụng. Chúng được thiết kế và sản xuất với mục tiêu chính là thực hiện một số công việc cụ thể, điều này giúp giảm chi phí sản xuất và làm cho chúng trở nên dễ dàng tiếp cận và sử dụng.
Máy tính nhúng thường có kích thước nhỏ gọn, tiêu thụ điện năng thấp, và có khả năng tương thích với các phần cứng và phần mềm cụ thể cho nhiệm vụ mà chúng được thiết kế. Điều này giúp chúng phù hợp cho cáIOc ứng dụng đòi hỏi tính ổn định và hiệu suất cao trong các môi trường cụ thể như trong các thiết bị điều khiển tự động, các hệ thống đo lường và quan trắc, hoặc các thiết bị truyền thông.
Với chi phí thấp, khả năng thực hiện công việc cụ thể và tính linh hoạt trong ứng dụng, máy tính nhúng đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả và ổn định của nhiều hệ thống và thiết bị trong cuộc sống hàng ngày.
2.ĐẶC ĐIỂM CỦA MÁY TÍNH NHÚNG
Tính linh hoạt cao
Máy tính nhúng có khả năng kết nối linh hoạt với nhiều giao thức khác nhau như:
Serial: RS-232, RS-422 và RS-485 là những giao thức serial tiêu chuẩn cho các ứng dụng công nghiệp.
USB: RS-232/422/485 là tiêu chuẩn cho các ứng dụng công nghiệp nhưng USB đang bắt đầu xâm nhập thị trường.
Kết nối mạng: Ngoài việc được sử dụng rộng rãi hộ gia đình hay các môi trường văn thì giờ đây Ethernet được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống công nghiệp
IO rời rạc: Các hệ thống điều khiển diện rộng ứng dụng rộng rãi công nghệ General Purpose Input/Output (GPIO).
Khả năng chuyển đổi từ Analog sang tín hiệu số Digital và ngược lại: Đây là một yêu cầu của nhiều ứng dụng công nghiệp.
Kết nối không dây: Giao thức truyền thông không dây phù hợp với những hệ thống khó kết nối trong lĩnh vực công nghiệp.
Khả năng hoạt động trong điều kiện môi trường khắc nghiệt
Trong môi trường khắc nghiệt, ngược lại với môi trường văn phòng ổn định, máy tính nhúng cần được thiết kế với sự cứng cáp đặc biệt. Điều này bao gồm các yếu tố sau:
- Vỏ bọc kim loại chắc chắn và nhỏ gọn: Để đảm bảo bền bỉ và chống lại môi trường khắc nghiệt, máy tính nhúng thường được đặt trong vỏ bọc kim loại vững chắc. Vỏ bọc này cũng giúp tản nhiệt hiệu quả.
- Sử dụng ít cáp: Việc sử dụng ít cáp kết nối giữa các thành phần giúp giảm nguy cơ hỏng hóc do đứt cáp hoặc oxi hóa.
- Không sử dụng các bộ phận chuyển động: Tránh sử dụng các bộ phận có chuyển động như ổ cứng cơ và quạt làm mát, vì chúng có thể bị xước hoặc hỏng trong môi trường rung động hoặc sốc.
- Sử dụng bộ nhớ flash: Thay vì ổ cứng cơ truyền thống, máy tính nhúng thường sử dụng bộ nhớ flash, vốn ít bị ảnh hưởng bởi rung động và sốc, và cũng không có các bộ phận chuyển động như đĩa quay.
- Khả năng chống rung và sốc: Máy tính nhúng được thiết kế để chống rung và sốc, đặc biệt quan trọng khi sử dụng trên các phương tiện di chuyển như xe bus, tàu hỏa, xe tải, hoặc trong môi trường có độ rung mạnh.
- Dải nhiệt độ rộng: Nhiệt độ dao động khoảng cách rộng -35°C đến 70°C giúp máy tính nhúng có thể hoạt động tốt trên các điều kiện nhiệt khác nhau.
- Bảo vệ cách ly: Các thiết bị điện tử có thể hưởng lợi từ công nghệ cách li quang, hoạt động bằng cách chuyển đổi tín hiệu điện sang ánh sáng, tín hiệu mà được truyền qua một khe hở nhỏ trong các thiết bị điện tử.
Dễ dàng sử dụng
Hầu hết các nhà tích hợp hệ thống và những người sử dụng máy tính nhúng khác đều tìm những máy tính với hệ điều hành, drivers, các hệ thống file và các ứng dụng thông thường như Open VPN hay IPsec VPN được cài sẵn. Máy tính nhúng thường kết nối được với nhiều thiết bị không thường xuyên sử dụng cùng giao thức truyền thông. Máy tính nhúng có thể truy cập từ xa có tác dụng tích cực cho công tác quản lí.
3.ỨNG DỤNG CỦA MÁY TÍNH NHÚNG
Ứng dụng trong giao thông thông minh
Hiện nay, để giảm tắc nghẽn giao thông, tiết kiệm năng lượng và tạo trải nghiệm di chuyển tốt hơn cho hành khách, các hệ thống giao thông đã tích hợp công nghệ điện tử và phần mềm. Máy tính nhúng, với tính ổn định và linh hoạt cao, đã trở thành một lựa chọn hàng đầu cho các giải pháp giao thông thông minh, bao gồm cả vận tải đường sắt, đường bộ và đường biển.
Đơn giản hóa việc thiết kế các hệ thống Robot
Robot và máy móc tự động đóng một vai trò cực kỳ quan trọng trong việc duy trì và nâng cao hiệu suất trong hoạt động sản xuất, đồng thời giúp tiết kiệm đáng kể sức lao động. Mặc dù việc thiết kế hệ thống Robot luôn là một thách thức phức tạp đối với các doanh nghiệp, nhưng giải pháp mô-đun sử dụng máy tính nhúng đã mở ra nhiều ứng dụng tiềm năng cho Robot. Các ứng dụng này cho phép điều khiển Robot một cách chính xác và đáng tin cậy trong các môi trường công nghiệp quan trọng.
Giải pháp tối ưu cho hệ thống IoT
Bảo trì dự đoán đóng một vai trò cực kỳ quan trọng đối với các nhà sản xuất, bởi vì nó giúp dự đoán và loại bỏ những nguy cơ rủi ro từ giai đoạn thử nghiệm ban đầu. Tuy nhiên, việc thuê các chuyên gia bảo trì dự đoán thường đòi hỏi chi phí cao và không phải tất cả các nhà sản xuất đều có khả năng tài chính để đáp ứng nhu cầu này.
Vì vậy, giải pháp tốt nhất cho vấn đề này là sử dụng hệ thống nhúng thông minh. Các cảm biến tích hợp trong máy móc có nhiệm vụ phát hiện các sự cố và rung động trong quá trình hoạt động của máy, sau đó truyền dữ liệu đến máy tính nhúng để phân tích. Nhờ vào hoạt động hiệu quả của máy tính nhúng, tình trạng sức khỏe của các thiết bị công nghiệp được cải thiện đáng kể và thời gian ngừng hoạt động bất ngờ cũng được giảm thiểu một cách đáng kể.
4.Embedded Computer SO VỚI MÁY TÍNH CÔNG NGHIỆP và IoT GETWAY.
Hệ thống Embedded Computer có nhiều tên gọi khác nhau như Box PC, Gateway, Controller, Industrial PC, và nhiều tên khác, tuy nhiên, chúng có điểm chung là được triển khai như một phần của các thiết bị hoặc hệ thống lớn hơn. Chúng đóng vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực và có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau, từ những thiết bị nhỏ gọn dựa trên kiến trúc ARM, phục vụ cho các ứng dụng di động thông thường, đến các giải pháp “tất cả trong một” mạnh mẽ dùng cho các ứng dụng đòi hỏi cao cấp và công nghiệp.
Hệ thống Embedded Computer cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển Internet of Things (IoT), nơi chúng được sử dụng để kết nối và thu thập dữ liệu từ các thiết bị, cảm biến, và máy móc khác nhau, sau đó truyền tải dữ liệu này đến đám mây để phân tích và kiểm soát từ xa. Sự linh hoạt và khả năng tích hợp của các hệ thống Embedded Computer là một yếu tố quan trọng trong việc xây dựng hệ thống IoT hiệu quả và thông minh.
TỔNG KẾT
Vậy bài viết trên đây là tất tần tật về máy tính nhúng mà AIOT muốn gửi đến các bạn đọc giả, mong rằng qua bài viết này giúp bạn hiểu rõ hơn về những ưu điểm và ứng dụng tuyệt vời mà nó mang lại.
