船舶案例 | 强扩展嵌入式控制器E7QS-Q170在船舶固态导航雷达中的应用
项目背景
随着全球航运智能化进程加速,船舶导航雷达正从传统脉冲雷达向全固态、多功能、高可靠方向快速演进。新型固态导航雷达需全天候远距离探测目标,融合海图、AIS等多源信息,支撑智能避碰与雷达健康管理,对核心控制硬件的算力、扩展能力及恶劣环境适应性提出了严苛要求。针对这些需求,阿普奇与某知名船舶电子企业深度合作,依托Intel® 6~9代桌面级处理器平台,推出基于强扩展嵌入式控制器E7QS-Q170的船舶固态导航雷达解决方案,精准应对严酷海洋环境下的三大关键挑战。
- 船舶雷达长期暴露于高湿、盐雾、剧烈振动及持续颠簸的海洋环境中,普通工控硬件易出现腐蚀、接触不良、硬盘损坏甚至系统崩溃。客户要求控制核心必须能在持续振动、宽温变化及不稳定的船舶电力下实现7×24小时无间断稳定运行,并具备快速自我恢复能力。
- 新一代雷达系统需同时接入GPS、AIS、罗经、声光报警器、雷达天线控制单元等多种传感器与执行机构,对外部总线接口、串口类型及数量提出了非常多元化的要求。客户原有控制器接口单一,难以在兼顾信号隔离的同时集成全部功能模块,严重制约整机功能升级。
- 船舱控制柜空间有限,传统工控机体积大、安装方式单一,难以紧凑部署。同时,设备一旦安装完毕,后续拆卸维护极为不便。客户希望控制器既紧凑小巧,又能支持灵活的安装方式,便于日常检修与快速更换。
- 工业级加固设计: 核心电路进行防潮、防盐雾三防处理,抗振动达3Grms、抗冲击达30G,从物理层面抵御海洋环境侵蚀。
- 宽压隔离供电: 支持18~36V直流宽压输入,并采取隔离滤波设计,有效抑制船舶电网波动与浪涌,保障系统供电稳定。
- 智能运维门童系统: 内置阿普奇硬件门童系统及软件感知小助手,实时监控CPU、内存、硬盘及系统进程。一旦出现异常卡死、硬盘故障或系统崩溃,可自感知并自动重启、主动恢复系统,无需人员亲赴现场处理,大幅降低停机风险。
- 多路原生串口:4个DB9串口,2路支持RS232/422/485全协议切换,灵活适配不同传感器。
- 极致模块扩展:通过MXM扩展插槽可选配多路光电隔离串口、独立网口或GPIO,确保长距离信号完整性;通过PCIe与Mini PCIe插槽可扩展4G/5G/WiFi模块,实现岸船数据链路。
- 多显示与存储扩展:VGA+DVI-D+DP+内部LVDS/eDP四路显示,支持独立海图与雷达界面多屏联动;免工具快速更换2.5英寸硬盘仓与M.2 NVMe插槽,满足海量航迹数据本地存储需求。
- 紧凑机身:整机尺寸仅268×194.2×159.5mm,结构高度集成,可轻松嵌入各类控制柜。
- 多姿态安装: 支持VESA、壁挂、桌面三种安装方式,满足不同船型、不同舱位的空间约束。
- 独立散热与免工具维护: CPU与机箱独立散热设计,适应密闭柜内高温环境;硬盘、门盖等关键部件均采用免工具或快捷拆卸设计,缩短现场维护耗时。
- 搭载Intel® 6~9代酷睿/奔腾/赛扬桌面级处理器与Q170芯片组,最高支持64GB双通道DDR4内存,从容应对雷达回波多帧缓存与实时分析。
- 存储采用SATA3.0免工具硬盘仓,支持M.2 NVMe扩展。
- 接口涵盖2×千兆网口、6×USB 3.0、4×DB9串口(含RS232/422/485),显示输出配备四路接口,最高支持4K@60Hz。
- 整机支持9~36V宽压供电,工作温度-20~60℃,通过振动冲击及电磁兼容性认证,可选PCIe/PCI、MXM、aDoor等扩展套件