Embedded System zum Überwachen und Daten sammeln

PaulAtreides

Well-Known Member
Kann mir jemand ein Embedded System empfehlen auf dem FreeBSD, OpenBSD oder Linux läuft?

Ich möchte möglichst auf Standardpakete zurückgreifen können oder die zumindest die Möglichkeit haben diese selbst zu kompilieren und keine extrem angepasste Distribution verwenden. Mit dem System möchte ich Maschinen überwachen, Daten aufzeichnen und aufbereiten.

Schnittstellen
  • Ethernet
  • RS485
  • LTE Modem mit NB
  • (Optional) ein paar Digital Ein-/Ausgänge

Grafikausgabe brauche ich nicht.
Vielleicht so etwas wie Raspberry PI bloß als fertiges Produkt mit einer annehmbaren Lieferzeit.
 

mr44er

moderater Moderator
Teammitglied
als fertiges Produkt mit einer annehmbaren Lieferzeit
Schwierig!

Eventuell so ein Chinakracher: https://de.aliexpress.com/i/1005001411576839.html
Dieser ist nicht mehr lieferbar, aber man kann nach den Boardnummern suchen, die werden oft auch unter anderem Namen verkauft.

Hier sind noch ein paar Vorschläge: https://community.openhab.org/t/alternatives-to-expensive-raspberry-installation/139560
Auf den Futros läuft FreeBSD und sogar Proxmox (Debian) problemlos. Die Anforderung RS485 oder LTE Modem würde ich auf externe USB-Geräte auslagern, dürfte billiger und verfügbarer sein. Vielleicht haben das die neueren Futros sogar oder mal bei HP gucken, die haben auch Thin Clients.
 

dettus

Bicycle User

Spontan habe ich das hier gefunden.
 

morromett

Well-Known Member
Vielleicht so etwas wie Raspberry PI bloß als fertiges Produkt mit einer annehmbaren Lieferzeit.
Den RaspberryPI bekommst Du schon schnell geliefert, wenn Du bereit bist, ca. das zweifache vom normalen Preis für so ein Gerät zu bezahlen. ... Angebot und Nachfrage, ... die Händler nutzen das verständlicherweise aus. Da Du damit Maschinen überwachen willst, gehen ich davon aus, dass Du das nicht privat machst, oder?
 
Für Industrieanwendungen eignet sich der Raspberry Pi. Einige Anbietern bieten diesen Minicomputer in industrietauglichen Gehäusen zur Montage an der DIN-Schiene an. Man muss sich nur das richtige Angebot mit den gewünschten Anschlüssen und der gewünschten Lieferbarkeit heraussuchen. Zum Beispiel:




Als Betriebssystem für Industrieanwendungen empfehle ich SUSE Linux Enterprise Server (SLES) oder Ubuntu Server LTS.



Die Vorteile und Nachteile von SLES versus Ubuntu Server LTS sind unter:




ausführlich beschrieben.

ARM-Prozessoren sind deutlich weniger stromdurstig als INTEL-Prozessoren. In naher Zukunft könnten RISC-V-Prozessoren eine gute Alternative zu ARM-Prozessoren sein.


Wenn der Stromhunger kein Problem ist oder bei hohen Leistungsanforderungen, darf es auch ein INTEL-Prozessor sein. Für Minicomputern in Industrieanwendungen ist wohl der Intel Atom x6000E aktuell die beste Wahl aus dem Sortiment aller aktuellen Intel-Prozessoren.



Zum Beispiel:




Für die Mobilfunkanbindung würde ich den Ethernetanschluss des Minicomputers verwenden und das Ethernet-Netzwerkkabel mit einem industrietauglichen Mobilfunkrouter (Ethernet -> Mobilfunk) verbinden. Hat den Vorteil, dass man in 10 bis 20 Jahren den Mobilfunkrouter gegen ein neueres Modell austauschen kann (5G-, 6G-tauglich).
 
Zuletzt bearbeitet:
Interessant zu lesen, dass bei Industrierechnern auf Linux-Basis häufig der "Real-time Patch" zum Einsatz kommt.

Zum Beispiel beim "Revolution Pi" (kurz RevPi):

Industrierechnern mit Linux-Kernel und installierter Realtime-Erweiterung (Real-time Patch) erfüllen weiche Echtzeitanforderungen.

Die Realtime-Erweiterung sorgt für Reaktionszeiten < 100 µs. Die Realtime-Erweiterung bringt aber auch ein genereller Performanceverlust von rund 10% ein! Man beachte die Messresultate vom Raspberry Pi 4B im Kapitel "RT-Tests suite" und "Performance Test" unter:

und die Grafik im Kapitel "What is the real-time kernel?" unter:

Die Realtime-Erweiterung hält langsam aber sicher Einzug in die LTS-Linuxdistributionen.

Für Ubuntu Server LTS siehe:


Für SUSE Linux Enterprise Server (SLES) ist die Realtime-Erweiterung (heute) nur für Intel-Prozessoren erhältlich (x86_64). Siehe dazu:

Auch RedHat bietet für RedHat Enterprise Linux (RHEL) die Realtime-Erweiterung an. Ein Einstieg bietet:

Klassische Betriebssysteme wie Linux, MS Windows und FreeBSD eignen sich nicht für die Erfüllung von harten Echtzeitanforderungen. Harte Echtzeitanforderungen können nur von Echtzeitbetriebssystemen (RTOS) erfüllt werden. Eine Auflistung der wichtigsten Echtzeitbetriebssystemen (RTOS) findet man im Kapitel "Implementierungen" unter:

Ein Einstieg in die Welt der RTOS bietet:






Echtzeitbetriebssysteme bedienen sich gerne am FreeBSD-Sourcecode. Nennenswertes Beispiel ist RTEMS:


 

Neals

New Member
Anstatt mit einem "Preemptive Patch" zu versuchen das gesamte Linux echtzeitfähig zu gestalten, wurde bei TwinCAT/BSD ein hoch priorer Tick auf FreeBSD erstellt, welcher in einer isolierten Umgebung die Echtzeit erzeugt und mit niedrigerer Priorität den Rest des Betriebssystems normal weiter nutzt.
Siehe www.beckhoff.com/TwinCAT-BSD
 

schorsch_76

FreeBSD Fanboy
Ich hab unter Linux 5.10 den PREEMPT_RT Patch auf einem Raspberry Pi4 am laufen und Kundenprojekte damit bedient. Als Bussystem hab ich CanOpen und Wago Komponenten verwendet. Als Takt hab ich 1kHz verwendet. Mithilfe von perf und Kernelshark konnte ich sehr gut die Reaktionszeiten prüfen und nachvolziehen.

Das Bild ist während eines "dohell" runs....
 

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Wer TwinCAT/BSD in einer Virtuellen Maschine (VMware Workstation) ausprobieren möchte, sollte sich dieses Youtube-Video reinziehen:

TwinCAT/BSD erachte ich als ein "Hybrid Real Time OS", wie es auf Seite 9 vom NASA-Foliensatz beschrieben ist:

Ein modifiziertes FreeBSD läuft über oder neben einem klassischen RTOS namens TwinCAT.

Klassische RTOS sind generell im Funktionsumfang (sehr) eingeschränkt. Deshalb gibt es gerade im Umfeld vom Mobilfunk (5G) ein grosses Interesse, klassische PC-Betriebssysteme für weiche Echtzeitanforderungen zu ertüchtigen. Ein guter Einstieg in die Welt der "Hybrid Real Time OS" bietet dieser Foliensatz:
 
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