探索嵌入式电脑对现代智能化应用的发展与影响

嵌入式电脑在如今的各行各业中几乎是无处不在，例如在繁忙的电商仓库中，AMR自动移动机器人可将出货物品自行搬运到指定的包装位置；路边的电动车充电桩不仅能给车辆供电，还提供监控、计费和金融交易服务；在畜牧场里的自动喂食设备，可根据每个栅栏内牛只的数量定时定量投喂，并提供饲主实时远程监控的功能。这些安装在各类设备内部的计算单元其实就是嵌入式电脑，广泛应用于制造、交通、仓储、物流、能源、农业和军事等领域，负责提供运算处理、智能控制和辅助监控功能。

一、嵌入式电脑的演进
根据电机电子工程师协会（IEEE）的定义，嵌入式电脑具备运算、存储和I/O输入输出的功能，并被包覆在更大的机械或电子设备中，用于处理和执行系统中的特定任务，由于其通常隐藏在设备内部，因此被称为“嵌入式”，这种设计使嵌入式电脑能够无缝集成到各种应用场景中，从而提升设备的性能和智能化程度。

嵌入式电脑与个人电脑的区别主要在于其使用环境，个人电脑主要用于家庭或商业场所等较为舒适的环境，提供日常的工作、文书处理、互联网访问和娱乐功能。而嵌入式电脑则多半用于机器设备或安装在机柜中，并需在严苛的环境下长时间稳定运行。也因为这些应用大多用于工业应用中，所以也称其为嵌入式工控机。

早期的嵌入式工控机通常仅执行单一任务或功能，而随着物联网、人工智能、5G网络和机器人技术的进步，现代的嵌入式工控机在计算性能和功能上展现出更高的智能化水平，能够处理更加复杂的任务，在推动物联网和自动化领域中扮演着愈发重要的角色。

二、嵌入式电脑面临的挑战

• 狭小的安装空间
  嵌入式工控机通常被安装在机台或机箱内，面对狭小且受限的安装空间，体积小、散热快且能够提供多种安装方式是其关键需求。

• 24/7 长时间稳定运行
  嵌入式工控机需在特定的工业环境中长时间不间断的运行，如产线自动化设备、监控设备、导航系统等，任何短暂的停机或中断都可能导致严重的经济损失，因此对稳定性和可靠性要求极高。

• 严苛的使用环境
  嵌入式工控机的使用环境相对比较严峻，如高纬度的寒冷地区，或车载、锅炉等高温环境之中，除了温度、湿度的巨大变化外，环境通常容易发生震动、撞击或强烈的电磁干扰等状况，嵌入式工控机必需更为坚固耐撞，以防系统损坏或死机等情况发生。

• 长期供货
  不同于消费电子产品可能半年甚至是一年就汰旧换新，安装嵌入式工控机的设备动辄常需要超过五年、十年甚至更久的使用年限，因此不只嵌入式工控机的供货时间要长，厂商更需进行备货，以确保客户在需要更换或维修时不会缺货，进而影响产线进度。

三、产业应用案例

本文透过德承工控机一系列的产品来解析嵌入式工控机在产业应用的案例，德承拥有齐全完整的产品线，无论是针对严苛的工业环境所需要的强固型嵌入式工控机 – DIAMOND产品线，到满足机器设备的显示运算需求的工业平板电脑与显示器 - CRYSTAL产品线，再加上符合AI、IoT技术演进需要大量图像运算处理的GPU 嵌入式工控机 – GOLD产品线。三大产品线各自有不同布局，无论是效能、扩展性、体积、节能或行业认证等，都有相应的产品系列能够满足多样化的应用需求。

• 智能制造
  制造业是优先使用嵌入式工控机来优化制造流程的，从智能工厂到设备智能化，嵌入式电脑负责针对现场端的机器设备，进行数据采集、监控和预测性维护等，提供有效的控制或数据判断，协助企业提高生产效率
  

精准能源监控：Cincoze 德承工业平板电脑提升能源管理效率
https://www.cincoze-china.com/story_info.php?id=144

一家位居全球前沿的云端运算平台提供商，采用德承工业平板电脑（CV-W121/P2002）作为能源管理系统的核心，透过接收来自各传感器的数据，进行即时分析和显示，帮助操作人员轻松掌握能源消耗情况，从而降低能源浪费并提升营运效率。

• 轨道交通
  嵌入式工控机为险恶的轨道环境提供边缘运算功能，广泛的被使用于讯号控制、监控和检测铁路周围基础设施、以及车厢内的乘客信息娱乐系统等，透过数据收集和实时控制来确保列车的安全。
  

铁路轨道安全检查的守护核心 – 德承GP-3000
https://www.cincoze-china.com/story_info.php?id=94

一家专门从事轨道施工和维修检测机器制造的铁路系统工程公司，选择德承GP-3000 嵌入式GPU工控机，并将其应用于自动轨道检测车上，此车辆搭载雷达传感器和摄像头，负责拍摄列车下方的影像，并通过机器视觉技术进行轨道安全判断。

• 智能交通
  在智能交通系统中，嵌入式工控机协助城市交通管理、监控、科技执法，提升城市交通运作效率以及使用者体验。嵌入式工控机被安装于户外的设备机箱，进行实时交通监控和数据分析，并将数据上传至交通管理中心做全面管理。
  

智慧海上通讯：德承嵌入式工控机助力高效解决方案
https://www.cincoze-china.com/story_info.php?id=147

一家全球领先的智慧网络解决方案提供商，选择DC-1100 德承工控机整合进海上通讯管理系统中，其紧凑设计非常适合在空间有限的环境中安装，多元化的I/O接口让其能灵活连接各种设备，并以其高度可靠性应对海上严苛环境，确保数据传输的稳定性与效率。

• 车载运算
  嵌入式电脑在车载应用中，是讯息串接与监测的管理中枢，车队管理是常见的应用，透过动态监控、维护预测、故障分析、安全监视等，有效提高资源分配效率与安全性。
  

优化乘车体验：Cincoze 工控机助力智慧公交 PIDS 系统
https://www.cincoze-china.com/story_info.php?id=137

一家位于美国东岸的公交车运营商，采用德承 DX-1000 工控机作为车內 PIDS 乘客信息显示系统的核心，透过连接控制中心，不仅能将路线、出发和抵达时间显示于公交屏幕，还能提供即时资讯如天气、温度和商业广告等，提升乘车体验同时也优化了营运效率和服务。

• 智慧能源
  嵌入式工控机控制和监测能源的生产并可对设备做预测性维护。面对越来越多的分布式能源和可再生绿色能源，智能化的管理才能使电网更有效地分配电力和实时监测相关数据。
  

全面提升安全性与效率：德承工控机 DS-1402 在智慧钻井中的关键表现
https://www.cincoze-china.com/story_info.php?id=136

一家在北欧的设备制造商，以其在生产、钻井和加工石油及天然气领域的技术而著称，采用德承 DS-1402 工控机作为智慧钻井系统的运算核心，通过连接多种感测器即时接收数据并进行分析，面对钻井环境中的剧烈震动及温度变化时，仍能稳定运作，丝毫不受影响。

• 仓储与物流
  嵌入式工控机在仓储与物流中利用串接多种传感器、搭配RFID射频识别、GNSS、网络通信等，用于收发货信息管理系统、自主移动机器人(AMR)及自动化检货分派系统等。来实现智能仓储、无人搬运及物流。

德承 GM-1000 助攻最后一公里的货物配送机器人
https://www.cincoze-china.com/story_info.php?id=110

国内一家知名电商业者运用德承 GM-1000 嵌入式GPU工控机，结合人工智能发展出自家的配送机器人，以提升末端配送的效率，搭配 NVIDIA® Quadro® P2000 MXM GPU，可处理复杂的运算，达到 L4 自动驾驶等级，未来将自主奔走于大学校区、社区、园区等地。

参考网址1：https://www.cincoze-china.com/goods_catalog.php?cid=1

参考网址2：https://www.cincoze-china.com/Tech-Articles_info.php?id=115