V2EX = way to explore
V2EX 是一个关于分享和探索的地方
现在注册
已注册用户请  登录
chingli
V2EX  ›  硬件

嵌入式仪器开发:来看看这个东西该如何实现?

  •  
  •   chingli · 2014-07-29 01:27:55 +08:00 · 4869 次点击
    这是一个创建于 3770 天前的主题,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
    V2上有精通嵌入式开发的朋友吗?看看这个问题有没有人能帮忙。

    其实需求很简单:

    1. 用于煤矿井下的灾害报警仪器;
    2. 基本功能就是监测、记录、分析、报警,以及可能需要实现的联网数据传输;
    3. 数据来自1~6个不同的传感器,仪器传入信号有模拟信号,也有经调制后的数字信号;
    4. 仪器平时是固定在某个位置的,上面应该有个屏幕(显示功能很简单),当然还有喇叭用于声音报警;
    5. 由于是煤矿使用的仪器,并不需要小巧精致,只需要坚固稳定,同时是本质安全型的(不懂的可以暂时不考虑这个);
    6. 仪器实时性要求不高;
    7. 仪器通过内置电源供电;
    8. 一开始的计算逻辑不会特别复杂,但将来会逐渐地变得越来越复杂。

    我的疑问:

    1. 这样的仪器设备是否需要带操作系统?

    其实我觉得带不带操作系统都能满足我的要求。我的理解是,不带操作系统的话,要省电和稳定一点,这样就不容易供热或产生电火花;带操作系统的话,软件系统编写要更加容易一点(个人熟悉Linux),将来也易于扩展。但看了小米手环这样带Android操作系统的东西续航还可以,觉得带操作系统也不是太费电。

    2. 需要买块开发板进行原型开发吗?需要什么样的开发板?

    其实现在一些功能,包括通过程序连接传感器,我自己通装Ubuntu系统的台式机都能实现。如果要买开发板的话,因为系统功能简单,感觉现在流行的Linux或51开发板都可以的,这里又遇到选择障碍了。Arduino也不错,但Arduino开发出的东西,能进行工业应用吗?

    3. 将来找什么样的厂家实现产品化?

    我觉得这个东西实现个原型很容易,但要变成产品,似乎比较难,要进行专门的电路设计、工业设计,我完全搞不懂,我目前倒是在网上看到许多开发板生产厂家,但他们能帮助把一个东西实现产品化吗?仪器设备最终产品的实现,一般需要找什么样的公司?

    4. 这样的仪器找别人实现一般要话多少钱?

    注意这其实是一个功能相对简单的仪器,主要需要为满足本质安全性而做一些特殊设计(如加大电子元件间隙,减小电容、电感,适当减小功率)。另外,软件的主要逻辑功能,我想由我自己来实现。

    由于是刚刚有个想开发电子仪器的想法,对这方面不太了解,希望懂的人不吝赐教,先行谢谢了!
    37 条回复    2014-07-31 23:32:34 +08:00
    manhere
        1
    manhere  
       2014-07-29 01:35:09 +08:00
    1.这都敢入行?
    2.最简单粗暴的方法:煤矿行业是否有现有的产品?找来拆解学习
    yexiaoxing
        2
    yexiaoxing  
       2014-07-29 01:36:13 +08:00
    小米手环是Android的?没了解过。
    kmcool
        3
    kmcool  
       2014-07-29 01:42:09 +08:00
    RTU啊 之前实验室给油田做过 全套大概7位数起
    chingli
        4
    chingli  
    OP
       2014-07-29 01:47:10 +08:00
    @manhere
    1. 特定行业的产品又不光是做设备,后面的数据分析很重要,不懂嵌入式的就不能做了?况且我是想拿钱找别人合作。
    2. 目前已有的产品一般都非常简单,想做点稍微智能点的。况且目前已有的一般都有固定的合作厂家,人家又不一定愿意理我。


    @yexiaoxing 可能是我看错了,要求手机是 Android 4.4 以上吧。
    chingli
        5
    chingli  
    OP
       2014-07-29 01:50:44 +08:00
    @kmcool RTU要求高,现在这个没有要求这么高。说白了,我就是要一个本质安全型的数据采集和分析仪,小小一个盒子就够了!
    chingli
        6
    chingli  
    OP
       2014-07-29 01:56:40 +08:00
    @yexiaoxing 果然看错了,人家现在是兼容 Android4.4及以上版本MIUI。
    circsqua
        7
    circsqua  
       2014-07-29 07:22:44 +08:00 via Android
    1,终端裸跑,除非数据量很大或者有监控需求
    2,必然需要原型开发,有积累的会用相近硬件系统裁剪。51和atmel当然可以,选合适型号即可
    3,一般硬件软件一家,外壳一家,组装一家。具体看合作方式,客户可以全程参与也可以全程不管
    4,在成本敏感和数量少的情况下,至少终端设备你没有机会自行编写程序
    whatsdjgpp
        8
    whatsdjgpp  
       2014-07-29 08:22:44 +08:00
    可以带os, 因为有os的情况下开发要简单很多(资料多, 支持硬件多, 比如BB/Arduino/BeagleBone)
    并且对实时性要求不高, 以后如果逻辑复杂了也方便扩展.

    如果你买Arduino这种开发板开发, 之后批量生产也还是大量用Arduino, 各种大小工厂都能做, 质量难说稳定, 因为你做的仪器特殊条件下使用(温度,湿度等),这种"民用"级别的东西无法在这种条件下保证稳定.

    实现产品化,看你出货量了,量大的话可以找到比较好的代工厂(这都是废话, 忽略吧), 外围电路不需要太多, 招个硬件吧
    chingli
        9
    chingli  
    OP
       2014-07-29 09:05:15 +08:00
    @circsqua 1,数据量不小,有监控需求;2,嗯;3,挺麻烦,不过我会想方设法省一点;4,这个有点没天理。


    @whatsdjgpp 我现在想的是,必须使用最好的元器件,为了安全稳定可以不计成本。Arduino适合这种情况吗?似乎它是被拿来玩的比较多。
    heyf
        10
    heyf  
       2014-07-29 09:40:40 +08:00 via Android
    煤矿下面的环境很复杂,对无线传输的要求很高,不建议从零开始做…
    whatsdjgpp
        11
    whatsdjgpp  
       2014-07-29 09:43:24 +08:00
    这里有个讨论:http://electronics.stackexchange.com/questions/15535/reliability-of-the-arduino-platform-for-industrial-use
    搜了下淘宝, 能买到的arduino来自各种大小工厂, 质量参差不齐, 并且, 并不是用最好的元器件就能稳定的, 并且大厂不玩arduino, 小工厂也没法给你们提供一套解决方案.
    撸主可以搜下"工控机", 其实就是个x86架构的半军工级迷你主板. 比arduino方案贵很多.
    zhujinliang
        12
    zhujinliang  
       2014-07-29 09:48:50 +08:00 via Android
    楼主最好不要自己开发了,出了问题不好负责
    circsqua
        13
    circsqua  
       2014-07-29 09:49:09 +08:00
    @chingli
    1,我指视频监控
    2,略
    3,选公模可省去一大笔费用
    4,在低端系统的情况下,在买断整个设计前提下,你才能自行编写程序。高端系统的话,得原厂释出SDK才行。具体怎样的看商业合作方式,低端系统一般少有公司做纯硬件,高端系统到有。另外为了追求低价和保护,会选用非公开资料的芯片。无论低端高端的,越便宜越没有公开资料……

    Arduino多数用的是Atmel的芯片,有工业型号可选的。Arduino的SDK包了很多层,还没听闻有大规模应用的消息(可靠性验证)。
    chingli
        14
    chingli  
    OP
       2014-07-29 09:50:31 +08:00
    @heyf 产品具有可伸缩性,初期甚至可以不联网。

    @whatsdjgpp 多谢!x86架构太耗电,不合适。
    chingli
        15
    chingli  
    OP
       2014-07-29 09:57:35 +08:00
    @zhujinliang 非关键应用,只要不引起瓦斯爆炸,不会多大问题。况且设备要获得本质安全证书都要经过严格测试的。

    @circsqua 再次受教。
    0x61
        16
    0x61  
       2014-07-29 10:26:47 +08:00
    完全不需要操作系统,需求太简单了,找人做也花不了几个钱。MCU和其他的电子原件注意要选择工业级。

    还有一点就是井下的东西不是你做出来就能卖出去的,上面要有人才行的。我有同学他们公司以前做这个的。
    mlhorizon
        17
    mlhorizon  
       2014-07-29 10:33:04 +08:00
    看完楼主的描述,奉劝一句,还是撒手吧。
    chingli
        18
    chingli  
    OP
       2014-07-29 10:36:30 +08:00
    @0x61 嗯,其实我也觉得不是很难。

    @mlhorizon 惊讶!请说明原因。
    skybr
        19
    skybr  
       2014-07-29 10:47:33 +08:00
    这种东西不是资深从业熟门熟路的出身, 别说直接竞标, 连中标方的转包都拿不到.
    chingli
        20
    chingli  
    OP
       2014-07-29 11:02:42 +08:00
    @skybr 哦,从业内人士来看,表示这个不是问题。
    mlhorizon
        21
    mlhorizon  
       2014-07-29 11:07:28 +08:00
    @chingli 实现功能确实不难,做成产品路漫漫。
    从哥们的文字描述看,你对这个事情的理解离入门都还有一定距离。
    对自己几乎不了解的领域,做个玩具玩玩可以,做产品要慎重。
    我还算是科班出身,最近做一个很“简单”的电子设备,量产过程中遇到一系列的问题,已经焦头烂额了。
    sunocean
        22
    sunocean  
       2014-07-29 11:13:02 +08:00
    1,可以上RTOS或uc/os
    2,建议用contex M3/M4的单片机,资源足够价格便宜
    3,小批量直接找淘宝
    4,这个不好说
    5,你这是差一个电子工程师的节奏
    6,楼主直接买现成的比较好
    chingli
        23
    chingli  
    OP
       2014-07-29 11:13:38 +08:00
    @mlhorizon 哦,的确,隔行如隔山,我还未入门。我最担心的就是从玩具升级到产品会太艰难。
    chingli
        24
    chingli  
    OP
       2014-07-29 11:15:43 +08:00
    @sunocean 6,里面要实现自己的算法的,这是仪器的卖点啊,没有现成的。
    sunocean
        25
    sunocean  
       2014-07-29 12:06:03 +08:00
    @chingli 找人合伙吧。你差一个硬件工程师。一个销售。工业设计可以外包,或者去中关村转转。
    sunocean
        26
    sunocean  
       2014-07-29 12:07:26 +08:00
    @chingli 我比较好奇你算法的卖点在哪里?
    chingli
        27
    chingli  
    OP
       2014-07-29 12:17:41 +08:00
    @sunocean 通过算法分析,何时该有危险需要报警,煤矿的一些灾害并不是你看到几个数据就能知道有没有危险。我是说像冲击地压、煤与瓦斯突出这样的灾害。
    cw35
        28
    cw35  
       2014-07-29 14:56:42 +08:00
    硬件上,找些兼职什么的就行了
    Luzifer
        29
    Luzifer  
       2014-07-29 15:23:43 +08:00
    楼主做出来了 at 一下我. 先收藏了
    tonychin
        30
    tonychin  
       2014-07-29 17:19:04 +08:00
    一楼 @manhere 的建议十分靠谱,找一台现有的产品拆解了看下。
    如果计算分析逻辑一般复杂的话,不用上系统, MSP430(单片机)或者 Cortex-M3(ARM)足够,430功耗低,M3性能高,这两片在嵌入式工控行业用量非常大,所以价格低,资料和示例程序齐全,上手没难度。
    chingli
        31
    chingli  
    OP
       2014-07-29 18:02:34 +08:00
    @tonychin 谢谢。原来一直想上Linux系统,通过这里,好像很多人还是认为不上系统简单可靠点。
    yygymmq
        32
    yygymmq  
       2014-07-29 21:24:46 +08:00
    1、硬件上选用工业级的Cortex-M3,如NXP Atmel等
    2、软件上使用uCos,没必要使用Linux
    3、可以使用官方的开发板搭建平台进行软件开发,同时进行硬件设计。

    从事嵌入式开发多年,有问题可以与我交流。wayne.guo(@)outlook.com
    chingli
        33
    chingli  
    OP
       2014-07-29 21:28:19 +08:00
    @yygymmq 嗯,多谢,留着你的邮箱!
    Earthman
        34
    Earthman  
       2014-07-30 11:55:16 +08:00
    @yygymmq 已经说了不少。不过这个是煤矿用的,一些个安全认证肯定是跑不了的。看起来功能不是很复杂,一个熟练的工程师应该也要不了太长时间,一个月应该做出样品。
    southwolf
        35
    southwolf  
       2014-07-30 15:37:08 +08:00
    搞原型的话…… 我又来做广告啦
    http://www.microduino.cc/wiki/index.php?title=Main_Page/zh
    看看有没有你需要的
    whatsdjgpp
        36
    whatsdjgpp  
       2014-07-31 23:12:59 +08:00
    先确定下工作环境吧,比如温度,湿度,干扰。采购元器件的时候可以当作指标。
    chingli
        37
    chingli  
    OP
       2014-07-31 23:32:34 +08:00
    谢谢各位,越来越明晰了!
    关于   ·   帮助文档   ·   博客   ·   API   ·   FAQ   ·   实用小工具   ·   1242 人在线   最高记录 6679   ·     Select Language
    创意工作者们的社区
    World is powered by solitude
    VERSION: 3.9.8.5 · 24ms · UTC 17:58 · PVG 01:58 · LAX 09:58 · JFK 12:58
    Developed with CodeLauncher
    ♥ Do have faith in what you're doing.