【導(dǎo)讀】樹莓派憑借其與生俱來的靈活性完成了向工業(yè)級平臺(tái)的華麗轉(zhuǎn)身。如今，涵蓋樹莓派5、計(jì)算模塊及Pico系列的產(chǎn)品矩陣，已構(gòu)建起適配多樣化需求的解決方案體系，精準(zhǔn)契合邊緣計(jì)算、傳感器控制等工業(yè)場景。在工業(yè)4.0向工業(yè)5.0演進(jìn)的浪潮中，樹莓派以多核ARM處理器的性能優(yōu)勢、豐富的I/O接口與連接能力，以及開放的軟件生態(tài)，打破了傳統(tǒng)工業(yè)控制設(shè)備的壁壘，成為工程師實(shí)現(xiàn)智能分布式邊緣計(jì)算的優(yōu)選載體。

樹莓派最初設(shè)計(jì)為一款價(jià)格實(shí)惠且易于訪問的單板計(jì)算機(jī)（SBC），面向創(chuàng)客、愛好者和學(xué)生，其靈活性使其在嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境中得到了廣泛應(yīng)用。產(chǎn)品系列已大幅擴(kuò)展，現(xiàn)已包括樹莓派5、計(jì)算模塊和Pico系列，提供針對多樣化設(shè)計(jì)需求的定制解決方案，非常適合邊緣計(jì)算、傳感器控制和工業(yè)應(yīng)用中的電機(jī)管理。每個(gè)申請都有一個(gè)公告板。計(jì)算模塊（CM4、CM5）是為大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)對模塊（SOM）設(shè)計(jì)，配備定制硬件。SBC（Raspberry Pi 5及更早版本）提供自動(dòng)化、網(wǎng)關(guān)和人機(jī)界面等全方位計(jì)算能力，而微控制器（Pico系列）則非常適合輕量化嵌入式項(xiàng)目。

工業(yè)4.0和新興的工業(yè)5.0原則需要智能分布式邊緣計(jì)算，樹莓派的技術(shù)優(yōu)勢使其成為工業(yè)應(yīng)用的有吸引力的選擇。樹莓派主板配備多核ARM處理器，具備低功耗、PCIe連接和硬件加速視頻處理能力。此外，豐富的I/O選項(xiàng)（USB、HDMI、SPI、I2C、UART）以及Wi-Fi和藍(lán)牙連接選項(xiàng)，確保了靈活性。攝像頭、AI HATs、PoE模塊和工業(yè)I/O擴(kuò)展等配件加速了原型制作，無需定制硬件。

通過Docker、balena、Node-RED和MQTT等軟件框架和配件，工業(yè)系統(tǒng)的集成得以簡化，同時(shí)豐富的配件生態(tài)系統(tǒng)支持快速原型制作和部署。

與傳統(tǒng)PLC依賴專有編程和昂貴許可不同，樹莓派支持多種語言和多作環(huán)境，從而避免了廠商鎖定。其多核ARM處理器支持AI推理、實(shí)時(shí)控制和高速數(shù)據(jù)處理。結(jié)合工業(yè)機(jī)箱和eMMC存儲(chǔ)，樹莓派以更低成本提供可靠的運(yùn)行。

物聯(lián)網(wǎng)邊緣的π

樹莓派在邊緣計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面表現(xiàn)出色。得益于支持 RS-485、Modbus、CAN、以太網(wǎng)和無線接口，它能夠連接多種傳感器。此外，實(shí)時(shí)本地神經(jīng)處理，配備附加的AI HAT和攝像頭模塊，支持物體檢測、預(yù)測性維護(hù)和質(zhì)量控制。模塊支持高級分析，能夠輕松地在設(shè)備上直接運(yùn)行顏色排序、面部識別及其他人工智能應(yīng)用，消除網(wǎng)絡(luò)延遲，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)決策。

長期支持

工業(yè)系統(tǒng)的關(guān)鍵需求之一是對未來的支持。工程師需要穩(wěn)定性和耐用性，而這正是樹莓派所提供的。公司保證產(chǎn)品生命周期為10年，在某些情況下可以延長。這一承諾確保了關(guān)鍵任務(wù)應(yīng)用的可靠性和未來設(shè)計(jì)的保障。

現(xiàn)實(shí)中的采用

隨著該技術(shù)的可靠性，樹莓派在工業(yè)應(yīng)用中的應(yīng)用正在迅速增長。其理想應(yīng)用包括自動(dòng)檢查、包裝核查、工人安全監(jiān)控、數(shù)字標(biāo)牌和運(yùn)輸顯示。這些模塊已經(jīng)為機(jī)場的飛行信息顯示、零售中的數(shù)字自助終端、工業(yè)自動(dòng)化中的邊緣網(wǎng)關(guān)提供動(dòng)力，同時(shí)也被應(yīng)用于智能建筑的能源管理和安全以及農(nóng)業(yè)中的環(huán)境監(jiān)測。

例如，夏普和NEC大幅面顯示器的核心是MPi4套件，該套件由樹莓派CM4模塊供電。在另一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域，總部位于意大利的Sfera Labs主要提供基于樹莓派設(shè)備的工業(yè)自動(dòng)化服務(wù)器、I/O模塊和傳感器。公司集成CM5的原因多方面，包括性能和經(jīng)濟(jì)性、靈活性和可擴(kuò)展性、可靠性和支持，以及其易于集成和完全符合工業(yè)規(guī)范。

樹莓派從業(yè)余愛好者的基礎(chǔ)出發(fā)，如今已成為一款高性能工業(yè)平臺(tái)，能夠在廣泛的邊緣計(jì)算和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域表現(xiàn)出色。其經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、靈活性和生態(tài)系統(tǒng)支持相結(jié)合，使其成為尋求工業(yè)4.0及更遠(yuǎn)可持續(xù)創(chuàng)新解決方案工程師的理想選擇。

樹莓派的發(fā)展路徑充分彰顯了開放架構(gòu)、高靈活性與高性價(jià)比融合所孕育的強(qiáng)大技術(shù)生命力。其長達(dá)10年的產(chǎn)品生命周期承諾，為工業(yè)級應(yīng)用提供了穩(wěn)定可靠的底層保障；而對Docker、MQTT等主流工業(yè)軟件框架的深度適配，以及豐富的硬件擴(kuò)展配件生態(tài)，則有效降低了工業(yè)系統(tǒng)的集成難度與部署成本。從機(jī)場飛行信息顯示系統(tǒng)，到工業(yè)自動(dòng)化場景中的邊緣網(wǎng)關(guān)，樹莓派已通過諸多實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證了自身的工業(yè)級價(jià)值。