Scaler-Baugruppe macht Panel und Displays zum IoT-Gateway

Jeder braucht eigene Steuerungsfunktionen. Schließlich wollen Anwender Helligkeit, Brillanz und Farbwiedergabe regeln. Die Intelligenz moderner Displays lässt sich auch als Daten-Gateway für nutzen. An und in der müssen Displays zudem kalibrierbar sein. Und bei OEM-Bildschirmen mit Sonderformaten sind die eingehenden Signale meistens zu konvertieren und/oder zu skalieren. Hinzu kommen ergänzende Logik für die Parametrierung der Touchfunktion oder für weitere Bedienelemente bis hin zum Näherungssensor und Soundausgabe. All das führt dazu, dass jeder Flachbildschirm eine eigene Intelligenz benötigt. Und diese sollte man eigentlich auch verwalten können.

Wer schon einmal einen Monitor auf seine Bedürfnisse angepasst hat, kommt zwangsläufig mit dem On-Screen-Menü in Berührung; Freundschaft mit der Bedienung dürften aber nur die wenigsten geschlossen haben: Die Einstellungen sind meist zu umständlich. Komfortabler wäre es, wenn sich alle Parameter entweder über ein Webinterface des Bildschirms einstellen ließen oder alternativ über eine App, die sich beispielsweise über Bluetooth mit dem Monitor verbindet. Solche Szenarien sind vielversprechend. Bleibt ein Manko: Diese Konzepte fokussieren lediglich auf einzelne Flachbildschirme aber nicht auf verteilte Installationen.

Verteilte Installationen effizient managen – per Display-Cloud

Was machen die Betreiber hunderter BDE-Terminals in der Fertigung oder von Bildschirmen in der Warenannahme und im Versand, wenn sie neue Konfigurationen freischalten wollen? Wie ändert ein Lohnfertiger die Zugangsberechtigungen auf seinen Maschinenpark, die sie überwiegend auf Basis von RFID-Tags managen? Wie nimmt ein OEM Inbetriebnahmen vor und wie spielt er Treiber-Updates ein? Wie können OEM und Betreiber die Zustandsdaten ihrer Monitore überwachen und bei zu starker Sonneneinstrahlung beispielsweise eine Warnung vor einer Überhitzung erhalten? Wie optimieren sie ihre Predictive Maintenance? Wie setzen sie neue Monetarisierungsfunktionen für ihre Maschinen und Anlagen um, beispielsweise Pay-per-Use? Wäre für all diese Funktionen nicht eine Cloud für Flachbildschirme sinnvoll?

Clouds erleichtern Monitoring, Management und Maintenance von industriellen Flachbildschirmen. Phoenix Contact, Ecount

Schnittstelle für das Berechtigungsmanagement

Für Pay-per-Use-Szenarien gibt es sicherlich Alternativen, beispielsweise die Netzanbindung der Steuerungen. Die Summe an Möglichkeiten macht vernetzte Monitore aber zu einer attraktiven Lösung – vor allem, weil ein direkter Internetzugang von Steuerungen, Maschinen und Anlagen wieder kritischer beurteilt wird. Dies nicht nur wegen den Bedrohungsszenarien ‚Spectre‘ und ‚Meltdown‘ im Bereich der x86er-Prozessoren. Die Kombination x86 mit Windows zählt nun mal zu den gefährdetsten Einfallstoren für Schadsoftware, weil sie sehr weit verbreitet ist und es deshalb auch ein breites Know-how für Sabotage gibt.

Warum also nicht alternative Anbindungsszenarien wie die Flatpanel-Controller von Bildschirmen prüfen, wenn diese Geräte ohnehin aus Clouds heraus überwacht werden sollen? Diese Controller haben einen großen Vorteil: Sie sind nur über ein Videokabel an die Systeme angebunden. Letztere sind somit nicht kompromittierbar. Gleichzeitig können die Panel-Controller aber den Zugang zum System komplett verwalten, einfach indem man ihre Funktionen zu- oder abschaltet.

Das Dashboard der ecloud hat eine bedarfsgerecht konfigurierbare Weboberfläche







Phoenix Contact, Ecount

Sichere End-to-End Kommunikation ist Pflicht

Für den Aufbau solch einer Display-Cloud braucht es zunächst eine Logik auf dem Flatpanel-Controller, welche die Daten des Boards auslesen und mitunter auch vor Ort analysieren kann, um entsprechende Meldungen über Bluetooth oder an eine Target-Cloud absetzen zu können. Dies alles muss nach neuesten Sicherheitstechnologien End-to-End verschlüsselt werden. Über einen Rückkanal muss es möglich sein, die Einstellungen der Baugruppe zu aktualisieren. Sehr anwendernah wird die Cloudanbindung des Panels in Kombination mit einem RFID-Reader. Typische Szenarien sind Anwendungen in der Logistik, das Berechtigungsmanagement der Nutzer oder die Betriebsdatenerfassung nach Kundenaufträgen oder Chargen zur Rückverfolgbarkeit von Fertigungslosen.

Entsprechend der Anwendungen muss sich auch eine Cloud-Lösung anpassen lassen, da sie sich von Gerät zu Gerät deutlich unterscheiden kann. Deshalb kommt die Endanwender-App in der Regel auch vom OEM, dem Systemhaus oder auch vom Systemintegrator, der die Terminals, Panels und Displays einsetzt, die solche Cloudfunktionen über entsprechende Schnittstellen auf den Scaler-Boards unterstützen.

Die Basis Cloud (off the shelf) für Flatpanel-Controller bietet folglich im ersten Schritt vor allem die Basisfunktionen – die Bereitstellung der Daten in einer OEM-Cloud und die Kommunikation mit den Panels. Die Mehrwert-stiftenden Apps für Anwendungen müssen dann in Zusammenarbeit mit den jeweiligen Kunden entwickelt werden.

Die Scaler-Baugruppen der Firma ecount embedded lassen sich aus der Cloud-Lösung heraus konfigurieren. Phoenix Contact, Ecount

Erste Flatpanel-Controller mit Cloud-Anbindung

Die Firma ecount embedded ist eines der ersten Unternehmen, das eine Cloudanbindung von Flachbildschirmen auf der Scaler-Baugruppe mit Flatpanel-Controller CRTtoLCD-91 umgesetzt hat. Das Board steuert Flachbildschirme mit bis zu 4K-UHD Auflösung an. Optional aufsteckbar ist ein HF-RFID-Leser mit NFC-Unterstützung. Im Laufe des Jahres folgt ein UHF-RFID-Reader, der mit einer Reichweite von bis zu 10 Metern die Anforderungen der meisten Logistikapplikationen abdeckt. Somit lassen sich exakt die beschriebenen Szenarien realisieren.

Die Cloud-Anbindung ist applikationsfertig ausgeführt und kann bei Bedarf kundenspezifisch angepasst und/oder ausgebaut werden. Aktuell lassen sich über die Cloud die 30 wichtigsten Funktionen und Informationen des Scalerboards ansprechen, beispielsweise die Eingangswahl, Modus, Temperatur, Betriebsstundenzähler, Einschaltvorgänge und natürlich alle Menü-Funktionen eines Displays (Backlight, Helligkeit, Kontrast und Audio-Lautstärke). Auch RFID-Reader lassen sich über ein optionales an die Cloud anbinden. Darüber können Anwender Informationen, wie die Anzahl der gescannten Tags, aktuelle Temperaturwerte, Informationen der integrierten GPIOs sowie die Beschleunigungs- und Lagewerte des Gyroskopsensors und die aktuelle Leistungsaufnahme mitloggen.

Ebenfalls über die ecloud verwaltbar ist das optionale HF-RFID-Leser-Modul. Phoenix Contact, Ecount

Ecount embedded plant in diesem Jahr unter anderem ein Kampagnen-Management umzusetzen, um die Distribution neuer Settings oder Firmware auf alle an die Cloud angeschlossenen Devices effizienter zu gestalten. Auch eine Mobilfunkanbindung des Scaler-Boards sowie eine integrierte Rule-Engine sind in Vorbereitung. Ebenfalls werden Schnittstellen zu ERP-Lösungen mit SAP oder SQL hinzukommen. Zudem sind dedizierte Apps (iOS und Android) geplant und das Webportal soll um kundenspezifisch anpassbare Dashboards und Widgets erweitert werden.

Die Scalerbaugruppe unterstützt Flachbildschirme mit einer Auflösung von bis zu 4K-UHD (3 840×2 160 Bildpunkten), RGB Farbformate bis 30 Bit Tiefe sowie CYbCr (420/422/444). Grafikdaten und HDCP 1.4 / 2.2-geschützte Inhalte nimmt die Baugruppe über DisplayPort 1.4 oder DVI/HDMI 2.0 entgegen. Die Content-abhängige Backlightsteuerung und neue Scaler-Algorithmen sorgen dabei für eine brillante und kontrastreiche Darstellung. Zu den weiteren Schnittstellen zählen Ausgänge für Dolby 7.1 Audio und analogen Stereo-Sound, zweifach USB für Touch-Funktionalität sowie Keyboard/Maus und USB zur Anbindung an Embedded Computer Systeme als Client. Digitale und analoge GPIOs – beispielsweise für Lüftersteuerung und Intrusion-Detection – sowie eine serielle Schnittstelle (USB to RS232) für industrielle Peripherie runden das Schnittstellenangebot ab. Fertig konfektionierte Kabelsätze für Flatpanels und der kundenspezifische Integrationssupport vereinfachen die Integration.

(sk)