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钻井平台或车间内的最耐用平板电脑

一些地方,计算机无法在其中正常工作。想象一下,北大西洋寒冷暴风雨中 60 英里/小时强风席卷海水冲击的石油钻井。或者,比如驱车通过贫瘠沙漠的联合国援助护卫队,他们的车辆受到风沙、刺耳的振动、酷热和暴晒的多重打击。这样恶劣的环境不适合具有敏感触摸屏的平板电脑,但也就到此为止。

本文中,我们考察极端环境中对可靠移动计算和无线连接性越来越高的需求。我们考虑一款耐用防水的平板电脑系列,该平板即使受到极端温度、雨中、海水冲刷、粉尘和高处掉落也能正常工作。我们讨论其创新触摸屏如何允许人们在强烈阳光下用湿手和戴手套操作。最后,我们介绍其超低电压第 5 Intel® Core 处理器如何提供计算和图形性能,处理办公或现场的挑战性计算任务。

提高恶劣环境中的生产力

当环境条件超过技术设备限制时,很难在联网环境下具有高生产力。例如,维护工程师在炼钢厂的粉尘和振动条件下检查熔炉性能,马来西亚快递司机在雨季递送包裹,或者在加尔各答的热浪下提供医疗服务的急救人员。由于许多作业需要在舒适的办公室外执行,企业无法忽略过去十年来仅仅因为恶劣环境带来的计算生产力提高。

执行这些作业越来越需要平板电脑的连接性、紧凑性和便捷性。高度便捷的轻型平板电脑支持立即输入,而没有笔记本电脑庞大的外壳。

无线连接性允许平板电脑访问全球任何地点存储的信息,还允许与团队成员和管理层实时共享重要数据。借助平板电脑的内置摄像头,人员可以拍摄损坏、故障设备的照片,供总部参考接下来措施和作为质保证明。网络摄像头和音频功能允许在紧急医疗场合与外部专家进行视频会议,如地震、龙卷风或洪水后。

现场对平板电脑的需求与现场工作性质之间的有限因素一直是这些平板电脑工作所在的环境。风、雨、雪、洪水、强光、温度、油、油脂和振动甚至能够挑战最好的平板电脑设计。虽然许多“耐用”平板电脑声称适合移动和室外使用,但在这里所述的条件下,大多数(即使不是全部)仍显不足。

可承受极端条件的平板电脑

最近 Kontron 开始着手弥补真正耐用、几乎不会出现故障的平板电脑这一领域的空缺。Kontron Endurance Tablet 系列就是成果。这些平板电脑满足许多对耐用分类的最严格要求。

和其他耐用平板电脑类似,它们的工作温度范围更大,防水防尘性能达到 IP65,并保护边缘和角落以防范掉落。但它们走的更远。

以屏幕为例。任何尝试过在明亮阳光下在平板电脑屏幕上阅读的人都知道很难看清屏幕上的内容。Endurance Tablet 是市面上唯一提供 1000 特日光可读显示屏的平板电脑 – 目前最高水平(图 1)。


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Figure 1: Endurance Tablet 采用 1000 尼特显示屏在明亮阳光下 带来最高可读性,电容式多点触摸屏幕支持戴手套 触摸,并防水防手掌误触。

尼特是可见光强度单位,通常用于指定阴极射线管 (CRT) 或 LCD 显示屏的亮度。典型有源矩阵 LCD 面板的输出在 200 300 尼特之间。在 1000 尼特下,Endurance Tablet 屏幕是明亮程度的三倍。

Endurance Tablet 的 10.1 英寸 1920 x 1200 WUXGA 显示屏不仅方便阅读,而且触摸反应更灵敏。其电容式多点触摸屏支持手套触摸,防水并防止手掌误触。员工可以使用它在佩戴滴水的手套情况下执行工作。

屏幕比普通屏幕更加耐用,采用 Corning* Gorilla* Glass 3 Native Damage Resistance* 技术设计制造(图 2)。Corning Gorilla Glass 3 原子配置比上一代 Corning 玻璃更坚固耐用,甚至在工厂的化学品加固前。它可防止接触损坏,耐刮擦。尤其可承受可导致屏幕玻璃破裂的深刮痕。


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Figure 2: 采用 Native Damage Resistance 技术的 Corning Gorilla Glass 3 在玻璃中出现放射状裂痕前,可承受高得多的负荷。(来自 Corning Gorilla Glass 3 产品表的比较结果。)

不是单纯防水 – 而是高度防水防尘

水和计算机是两个对立的敌人,但 Endurance Tablet 的防水等级达到 IP65。它可以承受所有方向的低压水流喷射(图 3)。员工可以在雨中使用,只需在用完后擦干即可。如果 Endurance Tablet 掉在泥浆中,用湿布快速擦干净就可以继续使用。


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Figure 3: Kontron Endurance Tablet 能够应对低压水流喷射、粉尘、高冲击、 振动和 5 英尺高度多次掉落。

对于耐冲击性能,平板电脑可承受 5 尺高度多次掉落。耐冲击和振动性能通过 MIL-STD-810G 认证,工作温度范围扩大到 -20°C 至 60°C。

为连接性、数据捕获和更长电池使用时间而设计

Endurance Tablet 几乎适合任何任务,集成多种 I/O 和连接功能,支持各种通信需求(图 4,第 58 )。先进的无线技术包括 Wi-Fi 802.11abgn/ac 和可选的 4G LTE、Bluetooth 4.0 及 GNSS (GPS/Glonass/BeiDou),用于导航、定位和测绘应用。


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Figure 4: Endurance Tablet 集成多种 I/O 和连接功能,支持各种通信需求。

传感器包括陀螺仪、加速度计(重力传感器)和电子罗盘。内置光传感器持续检查可用光,在昏暗光线下自动调节屏幕亮度,减轻眼睛压力并延长电池使用时间。在日光下,屏幕自动变亮以提高可见性。

平板电脑系列提供多种数据收集功能。为读取包装和设备上的近场通信 (NFC) 和 RFID 标签,提供可选 NFC 以及智能卡和磁条读取器插入功能。还提供二维码读取器选件。平板电脑提供 2 万像素 (MP) 正面摄像头和 5 万像素背面摄像头,带自动聚焦和 LED 闪光灯功能。128 GB SSD 或可选 256 GB mSATA SSD 提供充足的存储空间。平板电脑标配 4 GB DDR3L 内存,但可以订购最高 8 GB DDR3L。

平板电脑采用强大的可热插拔电池,电池工作时间为 6 时。客户可以选择替换为更大电池容量,为野外全天提供最多 12 时工作。用户更换电池时无需将平板置于休眠模式,缩短停机时间并实现全天候使用。

皮带拉手和其他配件方便野外使用(图 5)。扩展底座选项包括台式机和车辆扩展底座。


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Figure 5: Endurance Tablet 提供丰富的配件,包括四点皮带拉手、两点携带把手、肩带、电源适配器和触控笔。

为了让最终客户更加放心,Kontron 的全球服务在世界各地提供延长质保、加速技术支持、热插拔更换以及专业服务等选择。这些服务包括通过 Kontron 预付费的往返航班加快维修。

不妥协的移动处理器

为了给目前最高水平的 Endurance Tablet 提供出色的计算和图形性能,Kontron 使用第 5 Intel® Core i5-5350U 处理器(图 6)。低功率多芯片封装 (MCP) 将 64 双核处理器和平台控制器中枢 (PCH) 组合在一个公共封装基底上。处理器在 15 W 封装中提供 Intel® Core i5 理器应有的性能和功能,以及集成 HD 图形和高质量视频。


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Figure 6: 第 5 代 Intel® Core™ i5-5350U 处理器相比以前的移动处理器,提供更出色的计算和图形性能。(与极为类似的 Intel Core i5-5300U 处理器比较,以采用 Intel® Core™ i5-520UM 的 2010 年 PC 为标准。)

Intel Core i5-5350U 处理器以 Intel 的 14 nm 工艺技术和第 2 3D tri-gate 晶体管为基础,允许 Endurance Tablet 提供超高清 4K 图形性能,而不会使用过多功率。因此,无论是查看地图、复杂组件的 3D 图还是部件列表,Endurance Tablet 的亮丽屏幕都能够呈现更清晰更锐利的显示画面。

集成 Intel® HD Graphics 6000 擎提供改进机构和额外 VDBOX 单元(多格式视频编解码器)。该组合带来更流畅的图像质量,超高速媒体转码性能,以及出色的 HD 媒体播放。

图形包括 Intel® Clear Video HD 技术和 Intel® Quick Sync Video 2,为从安全视频到逐步组装过程的多种视频内容,增强图像质量和色彩保真度。编解码器支持包括 VP8 HEVC/H.265。更新的音频 DSP 核心提供 Intel® Smart Sound Technology 性能,支持 MP3/AAC 编解码器、Waves* DTS* 后期处理和语音唤醒。

多个功能组合在一起,确保平板电脑在野外应用中的出色性能:

  • Intel® Turbo Boost Technology 2.0 在需要时为特定工作负荷提供短时间性能增强。
  • Intel® Hyper-Threading Technology (Intel® HT Technology) 支持每个处理器核之间的同时多线程,优化每个时钟周期的计算性能。
  • Intel® Advanced Vector Extensions 2 (Intel® AVX2) 为数字信号和图像处理工作负荷提供更高性能,如医疗影像。
  • Intel® Smart Cache Technology 减少数据处理延迟,提高性能和能源效率。

为保护敏感数据,Intel Core i5-5350U 处理器提供先进的安全功能,帮助防范恶意软件入侵和未经授权软件。这些功能包括 Intel® OS Guard 和 Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (Intel® AES-NI)。Intel OS Guard 通过阻止恶意代码在应用程序内存空间中执行,防范复杂病毒。Intel AES-NI 指令集允许快速安全加密和解密数据,几乎不影响应用程序性能 – 数据保持安全而不妨碍员工生产力。

中级性能版本的 Endurance Tablet 甚至可提供更低功耗 (8 W),让电池使用时间更长。该平板电脑采用 Intel® Atom 处理器 E3827,此处理器已经在广泛天气条件和应用中得到了证明。

如何检测 Endurance?

极端条件下的艰苦作业需要平板不仅仅做到勉强工作。通过创新组件和智能设计,Kontron 提供具有卓越构造的平板电脑系列,在最恶劣条件下也能出色完成工作。在野外人员的手中,Kontron Endurance Tablet 提供耐用工具的保证,其性能、连接性和先进功能几乎可在任何地方完成作业。

有关基于 Intel® Core 处理器的 Kontron Endurance Tablet 的信息,请参见 intel.com/SD-kontron-kt-rt-i5。有关基于 Intel® Atom 处理器的 Kontron Endurance Tablet 的信息,请参见 intel.com/SD-kontron-kt-rt-bt。

有关耐用应用和其他解决方案的更多信息, 请参见 intel.com/embedded-performance。

Kontron (intel.com/MR-kontron) 是 Intel® 物联网解决方案联盟高级成员。作为嵌入式计算技术全球领导厂商和受信任物联网顾问,Kontron 提供完整集成的硬件、软件和服务组合。Kontron 创建了许多标准,推动全球嵌入式计算平台,实现众多技术和应用。这样,可以实现加速上市速度,降低总体拥有成本,延长产品寿命,以及尖端最高可靠性嵌入式技术的最佳整体应用成果。