鑽井平台或車間內的最耐用平板電腦

March 1, 2017

一些地方,電腦無法在其中正常工作。想像一下,北大西洋寒冷暴風雨中 60 英里/小時強風席捲海水衝擊的石油鑽井。或者,比如驅車透過貧瘠沙漠的聯合國援助護衛隊,他們的車輛受到風沙、刺耳的振動、酷熱和暴曬的多重打擊。這樣惡劣的環境不適合具有敏感觸控式螢幕的平板電腦,但也就到此為止。

本文中,我們考察極端環境中對可靠移動計算和無線連線性越來越高的需求。我們考慮一款耐用防水的平板電腦系欄,該平板即使受到極端溫度、雨中、海水沖刷、粉塵和高處掉落也能正常工作。我們討論其創新觸控式螢幕如何允許人們在強烈陽光下用濕手和戴手套操作。最後,我們介紹其超低電壓第 5 Intel® Core 處理器如何提供計算和圖形性能,處理辦公或現場的挑戰性計算任務。

提高惡劣環境中的生產力

當環境條件超過技術設備限制時,很難在聯網環境下具有高生產力。例如,維護工程師在煉鋼廠的粉塵和振動條件下檢查熔爐性能,馬來西亞快遞司機在雨季遞送包裹,或者在加爾各答的熱浪下提供醫療服務的急救人員。由於許多作業需要在舒適的辦公室外執行,企業無法忽略過去十年來僅僅因為惡劣環境帶來的計算生產力提高。

執行這些作業越來越需要平板電腦的連線性、緊湊性和便捷性。高度便捷的輕型平板電腦支持立即輸入,而沒有筆記型電腦龐大的外殼。

無線連線性允許平板電腦存取全球任何地點存儲的資訊,還允許與團隊成員和管理層即時共用重要資料。借助平板電腦的內建攝像頭,人員可以拍攝損壞、故障設備的照片,供總部參考接下來措施和作為質保證明。網路攝像頭和音訊功能允許在緊急醫療場合與外部專家進行視訊會議,如地震、龍捲風或洪水後。

現場對平板電腦的需求與現場工作性質之間的有限因素一直是這些平板電腦工作所在的環境。風、雨、雪、洪水、強光、溫度、油、油脂和振動甚至能夠挑戰最好的平板電腦設計。雖然許多“耐用”平板電腦聲稱適合移動和室外使用,但在這裡所述的條件下,大多數(即使不是全部)仍顯不足。

可承受極端條件的平板電腦

最近 Kontron 開始著手彌補真正耐用、幾乎不會出現故障的平板電腦這一領域的空缺。Kontron Endurance Tablet 系欄就是成果。這些平板電腦滿足許多對耐用分類的最嚴格要求。

和其他耐用平板電腦類似,它們的工作溫度範圍更大,防水防塵性能達到 IP65,並保護邊緣和角落以防範掉落。但它們走的更遠。

以螢幕為例。任何嘗試過在明亮陽光下在平板電腦螢幕上閱讀的人都知道很難看清螢幕上的內容。Endurance Tablet 是市面上唯一提供 1000 特日光可讀顯示幕的平板電腦 – 目前最高水準(圖 1)。


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Figure 1: Endurance Tablet 採用 1000 尼特顯示幕在明亮陽光下帶來最高可讀性,電容式多點觸控式螢幕幕支持戴手套觸摸,並防水防手掌誤觸。

尼特是可見光強度單位,通常用於指定陰極射線管 (CRT) 或 LCD 顯示幕的亮度。典型有源矩陣 LCD 面板的輸出在 200 300 特之間。在 1000 特下,Endurance Tablet 螢幕是明亮程度的三倍。

Endurance Tablet 的 10.1 寸 1920 x 1200 WUXGA 顯示幕不僅方便閱讀,而且觸摸反應更靈敏。其電容式多點觸控式螢幕支持手套觸摸,防水並防止手掌誤觸。員工可以使用它在佩戴滴水的手套情況下執行 工作。

螢幕比普通螢幕更加耐用,採用 Corning* Gorilla* Glass 3 Native Damage Resistance* 技術設計製造(圖 2)。Corning Gorilla Glass 3 原子配置比上一代 Corning 玻璃更堅固耐用,甚至在工廠的化學品加固前。它可防止接觸損壞,耐刮擦。 尤其可承受可導致螢幕玻璃破裂的深刮痕。


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Figure 2: 採用 Native Damage Resistance 技術的 Corning Gorilla Glass 3 在玻璃中出現放射狀裂痕前,可承受高得多的負荷。(來自 Corning Gorilla Glass 3 產品表的比較結果。)

不是單純防水 – 而是高度防水防塵

水和電腦是兩個對立的敵人,但 Endurance Tablet 的防水等級達到 IP65。它可以承受所有方向的低壓水流噴射(圖 3)。員工可以在雨中使用,只需在用完後擦乾即可。如果 Endurance Tablet 掉在泥漿中,用濕布快速擦乾淨就可以繼續使用。


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Figure 3: Kontron Endurance Tablet 能夠應對低壓水流噴射、粉塵、高衝擊、 振動和 5 英尺高度多次掉落。

對於耐衝擊性能,平板電腦可承受 5 尺高度多次掉落。耐衝擊和振動性能透過 MIL-STD-810G 認證,工作溫度範圍擴大到 -20°C 至 60°C。

為連線性、資料捕獲和更長電池使用時間而設計

Endurance Tablet 幾乎適合任何任務,集成多種 I/O 和連接功能,支持各種通訊需求(圖 4,第 58 )。先進的無線技術包括 Wi-Fi 802.11abgn/ac 和可選的 4G LTE、Bluetooth 4.0 及 GNSS (GPS/Glonass/BeiDou),用於導航、定位和測繪應用。


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Figure 4: Endurance Tablet 集成多種 I/O 和連接功能,支援各種通訊需求。

感測器包括陀螺儀、加速度計(重力感測器)和電子羅盤。內建光感測器持續檢查可用光,在昏暗光線下自動調節螢幕亮度,減輕眼睛壓力並延長電池使用時間。在日光下,螢幕自動變亮以提高可見性。

平板電腦系欄提供多種資料收集功能。為讀取包裝和設備上的近場通訊 (NFC) 和 RFID 標籤,提供可選 NFC 以及智慧卡和磁條讀取器插入功能。還提供二維碼讀取器選件。平板電腦提供 2 萬圖元 (MP) 正面攝像頭和 5 萬圖元背面攝像頭,帶自動聚焦和 LED 閃光燈功能。128 GB SSD 或可選 256 GB mSATA SSD 提供充足的存儲空間。平板電腦標配 4 GB DDR3L 記憶體,但可以訂購最高 8 GB DDR3L。

平板電腦採用強大的可熱插拔電池,電池工作時間為 6 時。客戶可以選擇替換為更大電池容量,為野外全天提供最多 12 時工作。使用者更換電池時無需將平板置於休眠模式,縮短停機時間並實現全天候使用。

皮帶拉手和其他配件方便野外使用(圖 5)。擴展底座選項包括桌上型電腦和車輛擴展底座。


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Figure 5: Endurance Tablet 提供豐富的配件,包括四點皮帶拉手、兩點攜帶把手、肩帶、電源適配器和觸控筆。

為了讓最終客戶更加放心,Kontron 的全球服務在世界各地提供延長質保、加速技術支援、熱插拔更換以及專業服務等選擇。這些服務包括透過 Kontron 預付費的往返航班加快維修。

不妥協的移動處理器

為了給目前最高水準的 Endurance Tablet 提供出色的計算和圖形性能,Kontron 使用第 5 Intel® Core i5-5350U 處理器(圖 6)。低功率多晶片封裝 (MCP) 將 64 雙核處理器和平台控制器中樞 (PCH) 組合在一個公共封裝基底上。處理器在 15 W 封裝中提供 Intel® Core i5 理器應有的性能和功能,以及集成 HD 圖形和高品質視頻。


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Figure 6: 第 5 代 Intel® Core™ i5-5350U 處理器相比以前的移動處理器,提供更出色的計算和圖形性能。(與極為類似的 Intel Core i5-5300U 處理器比較,以採用 Intel® Core™ i5-520UM 的 2010 年 PC 為標準。)

Intel Core i5-5350U 處理器以 Intel 的 14 nm 工藝技術和第 2 3D tri-gate 電晶體為基礎,允許 Endurance Tablet 提供超高清 4K 圖形性能,而不會使用過多功率。因此,無論是檢視地圖、複雜元件的 3D 圖還是部件清單,Endurance Tablet 的亮麗螢幕都能夠呈現更清晰更銳利的顯示畫面。

集成 Intel® HD Graphics 6000 擎提供改進機構和額外 VDBOX 單元(多格式視頻轉碼器)。該組合帶來更流暢的圖像品質,超高速媒體轉碼性能,以及出色的 HD 媒體播放。

圖形包括 Intel® Clear Video HD 技術和 Intel® Quick Sync Video 2,為從安全視頻到逐步組裝過程的多種視頻內容,增強圖像品質和色彩保真度。轉碼器支持包括 VP8 HEVC/H.265。更新的音訊 DSP 核心提供 Intel® Smart Sound Technology 性能,支援 MP3/AAC 轉碼器、Waves* DTS* 後期處理和語音喚醒。

多個功能組合在一起,確保平板電腦在野外應用中的出色性能:

  • Intel® Turbo Boost Technology 2.0 在需要時為特定工作負荷提供短時間性能增強。
  • Intel® Hyper-Threading Technology (Intel® HT Technology) 支援每個處理器核之間的同時多執行緒,優化每個時鐘週期的計算性能。
  • Intel® Advanced Vector Extensions 2 (Intel® AVX2) 為數位信號和影像處理工作負荷提供更高性能,如醫療影像。
  • Intel® Smart Cache Technology 減少資料處理延遲,提高性能和能源效率。

為保護敏感性資料,Intel Core i5-5350U 處理器提供先進的安全功能,說明防範惡意軟體入侵和未經授權軟體。這些功能包括 Intel® OS Guard 和 Intel® Advanced Encryption Standard New Instructions (Intel® AES-NI)。Intel OS Guard 透過阻止惡意程式碼在應用程式記憶體空間中執行,防範複雜病毒。Intel AES-NI 指令集允許快速安全加密和解密資料,幾乎不影響應用程式性能 – 資料保持安全而不妨礙員工生產力。

中級性能版本的 Endurance Tablet 甚至可提供更低功耗 (8 W),讓電池使用時間更長。該平板電腦採用 Intel® Atom 處理器 E3827,這里理器已經在廣泛天氣條件和應用中得到了證明。

如何檢測 Endurance?

極端條件下的艱苦作業需要平板不僅僅做到勉強工作。透過創新元件和智慧設計,Kontron 提供具有卓越構造的平板電腦系欄,在最惡劣條件下也能出色完成工作。在野外人員的手中,Kontron Endurance Tablet 提供耐用工具的保證,其性能、連線性和先進功能幾乎可在任何地方完成作業。

有關基於 Intel® Core 處理器的 Kontron Endurance Tablet 的資訊,請參見 intel.com/SD-kontron-kt-rt-i5。有關基於 Intel® Atom 處理器的 Kontron Endurance Tablet 的資訊,請參見 intel.com/SD-kontron-kt-rt-bt。

有關耐用應用和其他解決方案的更多資訊, 請參見 intel.com/embedded-performance。

Kontron (intel.com/MR-kontron) 是 Intel® 物聯網解決方案聯盟高級成員。作為嵌入式計算技術全球領導廠商和受信任物聯網顧問,Kontron 提供完整集成的硬體、軟體和服務組合。Kontron 建立了許多標準,推動全球嵌入式計算平台,實現眾多技術和應用。這樣,可以實現加速上市速度,降低總體擁有成本,延長產品壽命,以及尖端最高可靠性嵌入式技術的最佳整體應用成果。

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