工业树莓派的高光时刻！树莓派工业级 HMI 列阵！

 

上海晶珩作为树莓派官方设计合作伙伴和代理商，基于树莓派技术开发了一系列工业级人机界面(HMI)产品，广泛应用于工业自动化、楼宇控制、智能制造等领域。这些HMI产品凭借树莓派的强大性能和工业级设计，为现代工业控制提供了高性能、高可靠性的解决方案。本文将全面介绍上海晶珩HMI产品线的定位与设计理念，分析其在各行业的应用情况，并详细解析各款产品的核心亮点与技术优势。

 

产品定位与设计理念

上海晶珩的HMI产品线基于树莓派技术平台开发，定位于工业级人机交互解决方案，旨在为工业自动化、智能制造、楼宇控制等领域提供高性能、高可靠性的控制界面。作为树莓派官方设计合作伙伴，上海晶珩创始团队自2012年起就与Raspberry Pi合作，支持了第一代树莓派在中国成功投产和全球发布，积累了丰富的嵌入式系统开发经验。

核心功能定位方面，这些HMI产品主要提供：

- 工业级人机交互界面：支持多点触控、高亮度显示，适应各种工业环境

- 实时数据监控与可视化：通过CODESYS等技术实现设备状态可视化

- 设备控制与参数设置：提供直观的操作界面，简化复杂设备的控制

- 网络通信与数据交换：支持EtherCAT、Modbus TCP/IP等工业协议

 

设计理念上，上海晶珩HMI产品遵循三大原则：

1. 工业可靠性：采用宽温设计(-25℃~60℃工作温度)、金属外壳、隔离接口等，确保在恶劣工业环境下稳定运行

2. 高性能计算：基于树莓派CM4/5，Raspberry Pi 4/5 高性能处理器，提供强劲的运算能力

3. 灵活扩展性：支持多种I/O模块扩展，可适应不同应用场景需求

产品线覆盖了从7英寸到21.5英寸多种尺寸，满足不同应用场景对显示面积和操作便捷性的需求。

 

 

工业自动化与智能制造应用

在上海晶珩的产品生态中，HMI与PLC、运动控制系统等共同构成了完整的工业自动化解决方案。在这些应用中，HMI产品不仅提供操作界面，还承担着数据可视化和系统监控的关键角色。通过 CODESYS WebVisu技术，HMI与PLC可实现无缝通信，确保实时数据传输与高效操作。例如在智能制造产线中，操作人员可以通过HMI实时监控设备状态、调整参数，并获取生产数据统计，大幅提高生产管理效率。

 

楼宇自动化与智能控制应用

 

在楼宇自动化领域，上海晶珩HMI产品被广泛应用于智能照明、电梯控制、空调系统等场景。其产品支持多种工业协议和网络架构，能够轻松集成到楼宇管理系统中。

典型楼宇应用包括：

- 智能会议室控制：将灯光、空调、投影仪、幕布、窗帘整合在一个HMI控制屏上，通过预设情景模式(如普通会议模式、投影会议模式、视讯会议模式)一键控制所有设备

- 办公室智能照明：通过HMI设置调光淡出时间、目标照度(如工位桌面400Lux)、存在感应延时等参数，并与窗帘、风机盘管联动，实现节能舒适的照明环境

- 电梯门禁系统：作为梯控系统的操作界面，实现IC卡/二维码/人脸识别等身份验证方式，控制电梯楼层权限

在这些楼宇应用中，HMI产品的多协议支持特性尤为关键。楼宇自动化系统通常需要集成空调、照明、能源、给排水、电梯、电力及安防门禁等多个子系统，上海晶珩HMI支持多种国际标准通讯协议，能够将这些子系统集成于单一IP化平台。此外，产品的高安全性设计(双网段、防火墙隔离、SSL/HTTPS加密等)也满足了楼宇控制对系统安全性的严格要求。

 

设备人机交互与工业物联网

 

作为工业物联网的关键组成部分，上海晶珩HMI产品提供了丰富的连接选项和数据接口，支持设备间的互联互通。

在设备人机交互方面，这些HMI产品具有以下特点：

- 恶劣环境适应性：在宽温度范围、高粉尘和高湿度等环境下能够稳定运行，保证了高度可靠性

- 多样化连接：支持RS232/RS485、CAN、USB、以太网等多种接口，可连接各类工业设备

- 远程访问：通过CODESYS WebVisu等技术，支持PC端、移动端远程监控和操作

- 数据采集与分析：内置存储和计算能力，可进行本地数据处理后再上传至云端

例如在智能工厂中，HMI不仅作为单台设备的操作界面，还成为连接MES(制造执行系统)、ERP(企业资源计划)等上层系统的桥梁，实现生产数据的纵向集成。上海晶珩的解决方案通过简化和统一的管理系统，提高了生产管理的质量，同时降低成本，合理利用资源。

 

产品系列核心亮点分析

上海晶珩基于树莓派的HMI产品线丰富，各系列针对不同应用场景有各自的特色和优势。以下对主要产品系列的核心亮点进行详细分析：

ED-HMI2002系列

产品定位：经济型工业HMI，适合中小型设备和简单控制场景

 

核心亮点：

- 采用 Raspberry Pi CM4 核心，平衡性能与成本

- 7英寸和10.1英寸两种尺寸可选，以满足不同使用场景需求

- Broadcom BCM2711 4 核 Arm Cortex-A72 (ARM v8) 64 位 1.8GHz SoC

- 高达 8GB LPDDR4 RAM，32GB 或 64GB 的 SD 卡

- 1 x Gigabit 网口，2 x USB 3.0 和 2 x USB 2.0

- 双 HDMI 显示，支持输出 2 路 4Kp60 视频

- USB Type-C 接口的 5V 电源输入

- CNC 切割工艺的铝合金边框+钣金外壳，无风扇设计，提供良好的散热性能

- 支持嵌入式安装，兼容 VESA 标准支架安装

- 工业级触摸屏，支持戴手套操作，适应恶劣环境

典型应用：小型机械设备控制、简易生产线监控、楼宇设备控制等

 

 

ED-HMI2630-101C系列
 

产品定位：高性能工业计算机与HMI一体机，适合复杂控制场景

 

核心亮点：

- 采用 Raspberry Pi CM4 核心

- 10.1" TFT，分辨率1280x800，多点式电容触摸屏

- Broadcom BCM2711 4核Arm Cortex-A72 (ARM v8) 64位1.5GHz SoC

- 高达8GB LPDDR4 RAM和32GB的eMMC

- 支持Micro SD Card和M.2 NVMe SSD扩展

- 双网口，1 x Gigabit 网口和1 x 100M网口

- 4 x RS232/485带隔离接口，具备静电保护和浪涌保护

- 2 x CAN，带隔离保护，兼容CAN 2.0B标准，带led状态指示灯

- 8 x DI，带隔离保护，支持交流信号输入，带led状态指示灯

- 8 x DO，带隔离保护，具备限流保护，带led状态指示灯

- 2.4GHz&5GHz Wi-Fi、蓝牙和4G无线方式

- 支持选配CODESYS授权

- 9V~36V宽压电源输入，具有过流、过压和反接保护

- 集成超级电容备份电源 (选配)、RTC、Watch Dog、EEPROM和加密芯片

- 支持嵌入式安装，兼容VESA 75x75标准支架安装

典型应用：工厂自动化控制、多轴运动控制系统、智能仓储设备等

 

 

ED-HMI3120系列

产品定位：高性能处理器、多尺寸触摸屏、丰富的I/O接口和多种无线连接选项，适用于各种工业自动化和人机交互应用

核心亮点：

- 采用 Raspberry Pi CM5 核心

- 7/10.1/11.6/13.3/15.6 英寸可选，以满足不同使用场景需求

- Broadcom BCM2712 4核Cortex-A76(ARM v8) 64位2.4GHz SoC

- 高达16GB LPDDR4 RAM和64GB的eMMC

- 支持Micro SD Card和M.2 NVMe SSD扩展

- 双网口，1 x Gigabit 网口和1 x 100M网口

- 4 x RS232/485带隔离接口，具备静电保护和浪涌保护

- 2.4GHz & 5GHz Wi-Fi、蓝牙和4G无线方式

- 9V~36V宽压电源输入，具有过流、过压和反接保护

- 集成超级电容备份电源 (选配)、RTC、Watch Dog、EEPROM和加密芯片

- 支持嵌入式安装，兼容VESA 75x75标准支架安装

典型应用：大型生产线中央控制、多设备监控系统、数据可视化看板等

 

ED-HMI3630 系列

产品定位：易用性和可靠性拉满的 Raspberry Pi CM5 的工业平板电脑

核心亮点：

- 采用 Raspberry Pi CM5 核心

- 7/10.1/11.6/13.3/15.6 英寸可选，以满足不同使用场景需求

- Broadcom BCM2712 4核Cortex-A76(ARM v8) 64位2.4GHz SoC

- 高达16GB LPDDR4 RAM和64GB的eMMC

- 支持Micro SD Card和M.2 NVMe SSD扩展

- 双网口，1 x Gigabit 网口和1 x 100M网口

- 4 x RS232/485带隔离接口，具备静电保护和浪涌保护

- 2.4GHz & 5GHz Wi-Fi、蓝牙和4G无线方式

- 9V~36V宽压电源输入，具有过流、过压和反接保护

- 集成超级电容备份电源 (选配)、RTC、Watch Dog、EEPROM和加密芯片

- 支持嵌入式安装，兼容VESA 75x75标准支架安装

典型应用：主要应用于工业控制和物联网领域

 

技术架构与创新特性

上海晶珩HMI产品在技术架构上融合了树莓派的计算性能与工业级的可靠性设计，形成了一系列创新特性，使其在工业应用场景中具有独特优势。

核心计算平台方面，产品线覆盖了从4到5代树莓派主板和模组。

实时控制能力是工业HMI的关键需求，上海晶珩产品通过与 CODESYS 的深度集成解决了这一问题：

- 支持IEC-61131-3 PLCopen编程语言，可实现PLC功能

- 支持EtherCAT、Modbus TCP/IP等实时工业通信协议

- 在16轴运动控制解决方案中，可实现1ms总线周期和低于50微秒的抖动

连接性与扩展性方面，这些HMI产品提供了丰富的接口选项：

- 网络：双千兆以太网(部分型号)、Wi-Fi 6、蓝牙5.0、4G LTE

- 工业接口：多路隔离RS232/RS485、CAN总线、隔离DI/DO

- 扩展接口：PCIe、M.2等，支持功能扩展

人机交互创新包括：

- 高亮度显示屏(最高400 cd/m²)，在强光环境下仍清晰可见

- 10点电容触摸，支持戴手套操作

- 可选前置摄像头，增加视觉交互能力

AI边缘计算是新一代产品的发展方向，上海晶珩已经开始整合AI能力：

- 支持Raspberry Pi AI Kit，包含Hailo-8L 13 TOPS AI加速模块

- 可应用于视觉检测、预测性维护等AI场景

- 在六轴机器人视觉解决方案中，AI摄像头可实现实时图像处理和物品定位

 

行业解决方案与成功案例

上海晶珩的HMI产品已成功应用于多个行业，形成了成熟的解决方案。通过分析这些实际应用案例，可以更全面地理解产品的市场定位和技术价值。

在智能制造领域，上海晶珩与 CODESYS 合作的解决方案在2024年中国工博会上获得了高度关注。展会上展示的基于 Raspberry Pi CM4 的六轴机械臂视觉解决方案，集成了高速AI摄像头、六轴机械臂、工业HMI和EtherCAT远程I/O模块，展示了如何替代智能工厂中的劳动密集型任务。

是HMI在楼宇自动化中的典型应用。上海晶珩的PLC产品结合HMI产品在此类场景，提供更强大的性能。

电梯门禁系统是另一个重要应用场景。HMI在此类系统中作为操作界面，实现以下功能：身份验证界面(二维码/IC卡/人脸识别)，楼层选择与控制，紧急情况下的消防联动界面，系统状态显示与故障报警。

 

在能源管理方面，上海晶珩HMI支持智能照明等节能应用。通过存在感应、照度调节、时间表控制等功能，可实现60%-80%的节能效果。HMI在这些系统中提供：照明场景模式设置，能耗监控界面，系统参数配置，故障诊断信息。

值得一提的是，上海晶珩的HMI产品在特殊环境下也表现出色。HMI系列在宽温度范围(-25℃~60℃)、高粉尘和高湿度等恶劣工业环境下能够稳定运行，保证了高度可靠性。这使得它们特别适合应用于：户外设备控制，食品加工等潮湿环境，冶金等高温车间，冷冻仓储设施。

 

总结与展望

上海晶珩基于树莓派的HMI产品线代表了工业人机界面技术的一次重要革新，将树莓派芯片的高性能与工业级的可靠性完美结合。通过分析各系列产品的特性和应用案例，我们可以清晰地看到这些产品在工业自动化、楼宇控制、智能制造等领域的独特价值。

上海晶珩基于树莓派的HMI产品线已经形成了从入门级到高性能、从小尺寸到大屏幕的完整产品矩阵，能够满足工业自动化领域各种复杂应用场景的需求。随着工业4.0和智能制造的深入推进，这些融合了IT与OT技术的高性能HMI产品必将发挥越来越重要的作用，为工业数字化转型提供强有力的支撑。