建構工業4.0環境的嵌入式系統

瀚達電子總經理張思敬。

物聯網架構與工業4.0的關係相當密切，也因此成為工業4.0的發展關鍵。瀚達電子總經理張思敬指出，典型的物聯網架構，必然需要透過Gateway採集數據到數據中心(Data Center)，最好還要能做數據分析，才能建構理想的應用環境。

因此要建構工業4.0環境，勢必要有智能IoT閘道器(IoT Gateway)，成為廠在地(OT)跟雲在天(IT)之間的橋樑。張思敬指出，製造現場的設備種類非常多樣，有些感測器所產生的數據非常複雜，但也有感測器只會產生電流輸出之類的簡單數據，加上還要考慮不同的通訊方式，都是智能IoT閘道器必須要面對的挑戰。

張思敬更以瀚達智能IoT閘道器為例指出，為了能夠達到穩定可靠的表現，產品使用ARM架構，配合Linux(2016年底發表的4.9.18版本)，配合Native C/C++、toolchain、支援Node-RED、USB direct power及apt-get package套件軟體倉庫，讓產品更容易使用，同時還提供幾乎是免費的售後服務，協助客戶Build需要的套件與驅動，以及幾乎是終生的長期供貨，十幾年來沒有產品停產。

為了因應不同的通訊方式，張思敬指出，智能IoT閘道器的通訊接口需要具備雙網、4/8路串口(RS-485/232)及CAN Bus，同時還可透過mini-PCIe擴充無線通訊，支援USB信號、Wi-Fi、3G/4G、LoRa及BLE等。

許多新產品更開始導入地理？移動？運動資訊，包括GPS、陀螺儀(Gyroscope)及加速度計(Accelerometer or G-Sensor)等，可以提供行動裝置，提供更多的數據，配合各種數位輸出入、類比輸出入，如光隔離輸入、繼電器輸出及類比電壓電流信號輸出入等。

為了能滿足各式各樣的應用，智能IoT閘道器還必須提供完整的軟體開發環境與工具。如在C/C++方面，必須要提供原生編譯器，可以直接在閘道器上開發軟體，隨時改，隨時測，就不會有交叉編譯器，需要安裝在特定的電腦上，還得面對無止盡的編譯－上傳－測試循環。

此外，閘道器若能採用USB Console，只需一般的micro-USB手機充電傳輸線即可連結，就可以避免因為採用Serial Console，導致需要準備USB-to-Serial cable傳輸線可能帶來的不便。

張思敬指出，IoT閘道器軟體開發環境與工具的腳本語言，應該要支援比較流行的工具，如python、node、php等，網頁服務器及數據庫的支援也相當重要。如Node-RED不只可以在雲端運行，也可以在嵌入式電腦及筆電上運行，而且同時支援Windows及Linux，不管是開發及測試。導入Node-RED都相當容易。

如連立達使用瀚達的解決方案，所設計的EBox-CGate，特色包括無須二次程式開發，只要判讀到特定狀況，會做即時的對應處置，包括發送E-mail或其他告警，同時也能夠執行定時動作或是現場端的即時控制需求，也可自定義連接設備，完成客製化通訊，有些產品放在沙漠地區超過一年，並沒有做特別的防護，機器運作仍然非常良好，有利於建立穩定可靠的服務。