Sfera - 将树莓派引入工业自动化环境

Raspberry Pi 是我们客户最青睐的工业应用平台‍

Sfera Labs 的客户需要从纯工业应用到边缘计算再到关键安全应用的各种解决方案。Raspberry Pi 是一个灵活、可靠的开放平台，可以满足所有这些需求。

解决方案	Raspberry Pi 3B+Raspberry Pi 4 Raspberry Pi Compute Module 3+Raspberry Pi Compute Module 4
公司规模	中小型
所在行业‍‍‍‍	工业自动化

Sfera Labs 首席运营官 Maria Chizzali 表示:"我们是第一家将树莓派引入工业自动化环境的公司。" 这家意大利公司专注于设计、制造和销售面向工业世界的开放技术，其专长包括基于 Raspberry Pi 技术的工业自动化服务器、I/O 模块和传感器。这个业务想法是对 Raspberry Pi 的直接响应。

挑战

‍Sfera 的客户需要从纯工业应用(如能源行业中使用多个传感器的应用)到采用 Compute Module 和 Raspberry Pi 进行边缘计算逻辑,再到机场安全应用等各种解决方案。成本和机械耐用性通常是关键考虑因素,生产寿命也是如此。Chizzali 指出:“在工业自动化领域，长期可用性至关重要。如果他们不能100%确定五年内能够使用该应用程序，没有人会投资应用程序。”Sfera Labs从一开始就有一个雄心壮志，就是提供一个开放的平台，让系统设计师避免与专有平台锁定，而专有平台只能与同一制造商的其他硬件和软件配合使用。Chizzali解释说，以前，如果你想要一种控制供暖系统的方法，你必须从同一家公司购买软件，同样适用于建筑控制和自动化系统。“我们有这个想法，就是尝试开发独立于硬件的软件，这样它就可以与西门子、勒格朗德或其他人交谈。Sfera Labs 的愿景是让设计师能够获得最佳产品的最佳部件,而不会因为软件而被绑定到某个特定公司。”

解决方案

Sfera 首先确定了如何为工业客户提供利用 Raspberry Pi 的功能，例如 DIN 导轨、UPS 和硬件外壳。他们开始建立带有端口、I/O 模块、传感器和电源的扩展板,以满足各种工业应用。Sfera 还开发了围绕控制/服务器单元、I/O 模块和传感器模块的产品线。Strato Pi 是一款以其广泛的通信协议支持、可靠性和容错能力而闻名的控制单元，是Sfera最早的产品线之一。Sfera于2016年2月开始在Strato中使用Raspberry Pi，并于2019年升级到带有Strato Pi CM的 Raspberry Pi 计算模块。2020年，他们增加了一个带有两个SD卡插槽的CM Duo版本，允许一个用于额外的存储或作为冗余驱动器。Strato 非常适合微型企业,如小型酒店或 B&B，可以让他们从一个 200 欧元的模块控制供暖、照明、温度和访问。Chizzali 说:“这一直是我们的产品系列,也是我们最受欢迎的产品之一。”‍该公司的其他两个主要硬件系列是Iono输入/输出控制模块，以及Exo环境传感器和接口。两者都支持广泛的有线和无线通信协议，使其成为添加到现有网络的理想选择，在那里它们可以监控噪音、湿度、地震活动、空气质量等。Sfera 在 2021 年推出了基于 Raspberry Pi Compute Module 4 的 Exo Sense Pi。Sfera 在 CM4 模块的基础上建立了传感器和传感器服务器软件。Chizzali 描述了一个典型的使用场景,用户需要监测房间的空气质量、温度和通风,还需要检测占用率。一个蓝牙传感器可以统计房间内的人数,通过与外部扬声器的无线连接,该设备能够发出预设的语音警告。

为什么选择树莓派？

Sfera Labs 之所以选择Raspberry Pi，是因为它拥有大规模的生产量以及长期制造寿命的承诺。Chizzali认为，与专业和封闭的专有平台相比，开放平台是关键，因为了解它们的人数众多，以及来自社区的支持。从实际的角度来看，“如果你的供应商因某种原因消失，或者你的程序员离职了，你不必惊慌，因为还有很多人[精通该平台]，可以找到另一个程序员和供应商。”Chizzali说，这种弹性越来越受到重视。无论是在专业、工业还是建筑环境中，使用专有平台的人都可能会陷入他们无法改变的系统控制，这阻碍了他们，有时甚至无法遵守新的法规和新的生产方法。Chizzali指出，在工业环境中，控制系统需要根据情况、法规或市场而发展。“开放解决方案比依赖他人和他人更新的传统专有平台要好。”Chizzali指出，在故障排除和支持等式中，有4000万个树莓派的销售额以及拥有近30万名成员、发帖量超过160万的论坛,在故障排除和支持方面不容忽视。“如果出现问题 - 事实上问题是不可能不存在的 - 无论何时出现问题,如果你使用的是专有平台,你能做的就只有等待下一个版本的发布。但如果你使用 Raspberry Pi 和Arduino 这样规模如此之大的开放平台,社区通常在几天内就能找到解决方案。”Raspberry Pi 在原型设计方面也很有吸引力,因为它的成本较低。"你只需买几个Raspberry Pi,开发人员进行软件测试,完成后就拥有了可以投入生产的软件,"Chizzali说。你不需要开发自己的硬件,如嵌入式应用程序或设备。更快的原型设计意味着更快地进入生产阶段,更快地进入市场。因此,Raspberry Pi"绝对是我们做最多业务的平台,绝对是我们进行最多研发的平台,也绝对是我们客户在工业应用中最青睐的平台。"

结果

Sfera活跃在不少于62个国家，其主要市场是北美、欧洲（特别是德国和荷兰）和澳大利亚。能源行业客户是一个重要细分市场。Chizzali解释说：“就其性质而言，能源公司和应用类型是新的。”“他们没有任何'传统'的东西，所以显然他们使用Raspberry Pi和基于它的软件。”因此，非洲的新兴市场也正在成为Sfera的良好市场。Chizzali指出：“我们增长缓慢，但我们最近通过了100个协议的门槛。”长期客户很满意。Hi-Interiors制造了Hi-Can智能床，与Sfera合作了十年。Hi-Interiors 首席运营官兼联合创始人Gianni Tallarico解释说：“Hi-Interiors的专业知识在于家具的数字化转型，我们希望与在电子和软件开发方面具有类似优势的合作伙伴合作。Sfera Labs利用Raspberry Pi的开放平台，,设计了我们 Hi-Can 和 HiAm 的控制系统,使用他们的 Strato Pi 服务器和 Exo Sense 传感器。这个项目的成功导致了两家公司之间长达十年的关系。Sfera Labs开发的模块化系统架构极大地简化了向第二代智能床Hi Bed的过渡。”