Внедрение цифровых технологий – основной вектор развития для многих отраслей: промышленности, транспорта, сельского хозяйства, ритейла и многих других. Наибольшее внимание уделяется видеоаналитике, которая доказала свою эффективность и стала неотъемлемой частью таких систем, как событийное видеонаблюдение, автоматизированный контроль качества продукции и подсчет пассажиропотока.
Современная видеоаналитика с централизованной топологией очень требовательна к каналам связи, необходимым для отправки большого потока данных, но не во всех случаях возможно обеспечить достаточную пропускную способность. В связи с этим растет спрос на устройства, предназначенные для обработки данных в непосредственной близости к источникам информации, – на Edge-решения.
На старте развития интеллектуального видеонаблюдения пионеры–интеграторы распределенных вычислений в качестве Edge-систем использовали оборудование бытового класса из-за отсутствия доступных альтернатив. Такой опыт новаторов помог сформировать рынку набор определенных критериев для Edge-решениий. Выявленные на практике критерии, преимущественно повторяющие требования к промышленным встраиваемым системам, способствовали появлению специализированных решений для периферийной видеоаналитики.
Многие разработчики все еще сталкиваются с проблемами выбора целевой платформы. Компания "Ниеншанц-Автоматика", эксперт по встраиваемым решениям, работая с заказчиками из разных отраслей, определила подход, способный помочь выбрать аппаратную платформу для задач периферийной видеоаналитики.
Подход компании базируется на соответствии оборудования ключевым требованиям:
Благодаря этому подходу и успешной работе с проектами заказчиков инженеры "Ниеншанц-Автоматики" выделили наиболее оптимальные на текущий момент и, как следствие, ставшие наиболее востребованными Edge-решения для задач видеоаналитики. Рассмотрим их более подробно через призму методики выбора.
Большой выбор модулей – это то, что надо для пилотной стадии проекта. Мы работаем с самыми нетривиальными задачами, что зачастую требует проверки разных подходов как с ПО, так и с железом.
Дмитрий Новиков, руководитель отдела инноваций "Ниеншанц-Автоматика"
Компьютер GM-1000 – это встраиваемый компьютер с экстремальной производительностью и модульной архитектурой, разработанный для суровых условий эксплуатации.
Помимо экстремальных температур и нестабильного питающего напряжения, GM-1000 благодаря высококлассной инженерной проработке способен работать при постоянных вибрациях. Требование устойчивости к вибрации зачастую предъявляется заказчиками из промышленной и транспортной сферы.
При проектировании системы инженерами изначально заложена плотная компоновка компонентов. Такой подход не требует проектирования воздуховодных каналов внутри корпуса устройства. Отвод и рассеивание тепла от компонентов происходят с помощью радиатора, являющегося частью корпуса.
За счет ряда строгих требований гарантируется соответствие компьютера заявленной спецификации на протяжении всего срока производства, что крайне важно при переходе от прототипа до массового внедрения и чего невозможно достичь с комплектующими бытового класса.
Гарантированный цикл жизни промышленного устройства составляет 5 лет и в зависимости от уровня спроса может достигать 20 лет. Учитывая это, заказчики могут уверенно планировать срок доступности своих изделий.
Важной отличительной чертой GM-1000 является модульная архитектура, позволяющая добавлять к базовой модели дополнительные порты ввода/вывода, например COM, USB, GbE с опциональным PoE и даже в исполнении M12. Этот функционал делает GM-1000 невероятно гибким и экономически эффективным устройством.
GM-1000 уже нашел применение в составе комплекса фотофиксации нарушений ПДД, разрабатываемого заказчиком "Ниеншанц-Автоматики". Комплекс обрабатывает огромные объемы информации в режиме 24/7/365 без права на отпуск.
C переходом на GM-1000, который может работать при -40 °С, разработчик смог удешевить комплекс, так как пропала необходимость в дополнительном обогреве коммуникационного шкафа. Оборудование успешно прошло испытания в условиях теплого времени года, впереди – зимний период.
Компьютер GM-1000 является передовым Edgeрешением с уникальным набором характеристик, соответствующих самым требовательным проектам, что высоко ценится как инженерами "Ниеншанц-Автоматики", так и заказчиками.
Эксперты компании "Ниеншанц-Автоматика" могут подготовить конфигурации GM-1000 с разным уровнем интеграции, от платформы для самостоятельной сборки до полностью готовой к внедрению системы с предустановленной ОС и набором интерфейсных модулей. Сборка и тестирование собранных компьютеров происходит на собственных производственных мощностях "Ниеншанц-Автоматики", соответствующих всем современным требованиям.
Появление готовых к внедрениям систем на с Jetson на борту – хорошая тенденция, которая значительно повлияет на уровень качества конечных систем. Разработчики же получают еще одну опцию для оптимизации расходов и сроков вывода решения на рынокГерман Дудецкий, менеджер проектов "Ниеншанц-Автоматика"
На заре распределенных вычислений наблюдался дефицит Edge-систем, и компаниям-интеграторам приходилось проводить многие часы за разработкой оригинальных решений и рассчитывать их экономическую эффективность.
Ситуация кардинально изменилась с популяризацией NVIDIA Jetson. Наборы для разработчиков (Developer Kit) с модулями семейства Jetson заняли прочную позицию среди энтузиастов и профессионалов. Однако Developer Kit не предназначены для массовой интеграции и работы в суровых условиях эксплуатации.
Для создания полноценного решения необходимо было найти как минимум корпус и несущую плату для модуля Jetson серийной версии. Такие компоненты можно подобрать у участников экосистемы Jetson, если в технических требованиях отсутствуют редкие интерфейсы и нужен корпус стандартного исполнения. Это экономит ресурсы вашей команды, так как не требует разработки платы и корпуса с нуля. Однако такой подход несет определенные риски и неудобства: тестирование компонентов на совместимость на старте и при смене ревизий, работа с несколькими поставщиками и, как следствие, отсутствие единого окна технической поддержки/гарантийного обслуживания и зачастую наличие минимальной партии для заказа.
К счастью, на сегодняшний день появились предложения на базе модулей Jetson в виде готовых к интеграции решений. Одним из них является компьютер, входящий в широкий модельный ряд устройств тайваньской компании Axiomtek. Это AIE100-FL-NX с идеальным соотношением "цена/производительность".
AIE100-FL-NX – встраиваемый компьютер на базе модуля NVIDIA Jetson Xavier NX, полностью совместим с NVIDIA Jetpack и подготовлен для промышленной эксплуатации.
При разработке серии AIE инженеры компании Axiomtek уделили особое внимание таким характеристикам, как температура эксплуатации (-30°C...+50 °C), устойчивость к вибрациям и соответствие требованиям электрической безопасности. Последнее, к слову, часто остается вне фокуса у разработчиков кастомных решений.
Более 58% площади корпуса используется для отвода тепла от основных компонентов системы. Благодаря этому стало возможно расположить элементы с высокой плотностью и уменьшить габариты устройства.
Все элементы системы (корпус, несущая плата, наборы опций) изготавливаются одним производителем, что гарантирует высокую стабильность системы и поставки в любых количествах.
Срок доступности компьютеров AIE соответствует жизненному циклу применяемых в них модулей NVIDIA, для которых он составляет от 5 до 10 лет. Таким образом AIE100-FL-NX будет доступен до 2025 г. включительно, с возможным продлением.
Встраиваемый компьютер AIE100-FL-NX – решение мейнстрим-уровня. Он отлично подойдет для средненагруженных, тиражируемых задач и соответствует концепции периферийных вычислений.
В работе с одним из заказчиков инженеры "Ниеншанц-Автоматики" предложили использовать подход распределенных вычислений с AIE100-FL-NX в роли локального вычислителя. Заказчику было необходимо обеспечить контроль соблюдения техники безопасности на распределенных однотипных постах в цеху. Централизованный подход требовал прокладки новых оптических линий связи от камер, установленных на посту, к серверу аналитики, что требовало существенных затрат и остановки работы всего цеха на время монтажных работ.
Подход с периферийными вычислениями и заменой сервера аналитики на группу локальных вычислителей – AIE100-FL-NX – помог оптимизировать многие этапы проекта. В первую очередь стала возможна оптимизация объема передаваемых данных, что позволило использовать существующие сети передачи данных. Для проведения монтажных работ стала возможна остановка отдельных постов. В итоге заказчик смог сократить затраты без ущерба в функционале, а инженеры "Ниеншанц-Автоматики" и специалисты компании–партнера по разработке ПО получили бесценный опыт.
Решения уровня AIE100-FL-NX отлично сочетаются с идеологией, заложенной в модули Jetson: масштабируемость, эффективность и поддержка единого стека технологий. Компания Axiomtek постоянного работает над разработкой новых устройств, учитывая в процессе свой многолетний опыт по созданию высококачественных и востребованных встраиваемых компьютеров.
Видеоаналитика стала драйвером роста для множества направлений, инициировала переосмысление подходов при проектировании систем и открыла новые потенциальные применения для ряда технологий. По мнению участников рынка видеоаналитики, спрос на решения Edge-вычислений продолжит расти, дополнит централизованный подход, открыв новые возможности.
Компания "Ниеншанц-Автоматика" следует современным трендам и применяет огромный опыт своих инженеров для построения максимально эффективных решений вместе с партнерами и заказчиками.
Направление видеоаналитики имеет для компании высокий приоритет, именно поэтому мы создали "Лабораторию ИИ", сотрудники которой помогают нашим заказчикам идти в ногу со временем и внедрять новые технологии. Инженеры непрерывно тестируют новые Edge-платформы и отбирают лучшие из них, чтобы предложить клиентам в качестве основы для современного и надежного решения видеоаналитики.
Опубликовано в журнале "Системы безопасности" №5/2021