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【開箱評估】搭載NVIDIA Jetson工業級邊緣系列AI網關：研華EPC-R7200

（2024年11月23日更新）

用過NVIDIA Jetson所有的開發者都知道，Jetson它本身就是一個系統模塊（System on Module, SOM），但是，連接一個載板（Carrier Board），根據不同應用的需要，使其成為一個完整的電路系統，然后用于學習、開發和驗證，Jetson不同載板的模塊可彈性，例如，用可連接多個攝像頭的載板代替，以便于視頻監控，或用可連接的載板代替CAN Bus車載系統采用界面載板。

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選擇載體后，下一步是鑲嵌在實際應用環境或應用系統中。環境可能在開放的農場或橋梁下，系統可能是無人機或無人駕駛卡車。此時，電路系統必須選擇機構外設，或鑲嵌在飛機和卡車的原始底盤外殼中，或更改底盤外設計。

滿足邊緣AI開發應用的彈性

針對上述需求，研華科技（Advantech）推出一款EPC-R7200網關系統也是本次開箱介紹的主題。EPC-R7200已具有一片Jetson只要將載板和外殼機箱作為工控級機箱Jetson放置模塊，然后將整體放置在設定的位置或系統中，實現完整的系統。

EPC-R7200內部電路板和載板，Jetson將模塊放入完整

也由于Jetson采用「模塊＋載板」彈性搭組設計，EPC-R除了載板的硬件設計，7200網關系統的設計還考慮了三種類型Jetson模塊 (Jetson TX2 NX、Jetson Xavier NX、Jetson Nano) 軟件集成和測試驗證的適應性，確保用戶能夠根據不同的應用情況選擇不同的應用情況Jetson將模塊安裝到網關系統中。同時因為三款Jetson模塊的功耗不同，EPC-R7200還提供三種散熱器作為配件，用戶可以輕松更換不同的散熱器Jetson提高人工智能操作效率，或使用更經濟的模塊。

EPC-R7200內可選配置Jetson Nano (上)、Jetson Xavier NX (中) 或Jetson TX2 NX (下)有相應的散熱器，最左邊是散熱膏

對NVIDIA就自己而言，只要專注于生產、銷售，Jetson對于載板和機箱，廣泛邀請生態伙伴參與。截至2022年4月，NVIDIA官方公布了107個載板、19個開放系統和278個完整系統。EPC-7200網關系統(載板+外殼機箱)的突出特點是什么？本文將逐一拆解觀察。

EPC-R7200外殼機箱，前I/O面板

先從外部觀察，EPC-R7200外觀緊湊小巧（Compact），尺寸僅15.2 x 13.7 x4.2厘米，能如此輕薄小巧，要歸功于散熱器的單獨設計，一般用于開發階段Jetson模塊有高散熱器，但是EPC-R7200用低散熱片代替，散熱片頂部貼在殼蓋上，即將熱傳遞到整個殼體實現散熱，也是因為高度減容(減容)EPC-R7200具有更大的場景適用性，可以安裝在非常小的環境空間中，也可以直接安裝在小系統中，幾乎不需要改變系統的設計，也可以固定在工廠中DIN使用滑軌。

研華科技EPC-R7200系統有多種接口和外殼設計

從上圖可以看出，EPC-R7200的前I/O面板有電源接入孔，2個USB口（USB 3.2標準）、2個GbE LAN口、1個HDMI 2.0輸出，2LED，在電力方面EPC-R7200可以使用9～24V直流電，即一般汽車電池可以驅動，兩個USB畢竟開發套件有3、4個，可能會被認為太少。但是是另一個解決方案，稍后將詳細介紹；兩個LAN也有一些特別，因為開發的套件只有一個，后面也會說明。

HDMI可輸出4K清晰度（3840 x 2160），頻率60Hz；在LED上，一個電源標記，即EPC-R7200在運行過程中會亮起，另一個可供開發者定義。

EPC-R7200外部、底蓋

外部有RESET孔、天線孔（ANT），蓋內則有USB-OTG端口、Micro SD卡卡槽以及Nano SIM卡卡槽

EPC-R7200右側面板重置（RESET）孔，用細尖刺入即可重啟；然后有一個用螺絲綁住的蓋子。拆開蓋子后，有三個項目，分別是一個USB 2.0 OTG端口(只能讓Jetson扮演裝置型的受控角色，不是主控角色)，一個MicroSD記憶卡槽，還有一個Nano SIM卡卡槽，另外，側面還可以看到兩個較高的孔，另一側也有四個孔，可用于安裝無線收發天線。

底蓋內有除錯端口(右下)，恢復鍵(最下)M.2 2230 Key E槽(右上)和M.2 3042 Key B槽（左）

EPC-R7200底部還有一個像側門一樣用螺絲綁住的蓋子。拆卸后有四個項目，分別是錯誤端口（Debug Port/Console Port）、恢復鍵（Recovery Key/Button）、M.2 2230 Key E槽，以及M.2 3042 Key B槽。除錯端口供開發人員使用，恢復鍵是重啟無效時可使用的系統恢復技術，Key E槽用來接Wi-Fi、藍牙通信模塊子卡，Key B槽則用來接WWAN上述無線網絡通信模塊子卡Nano SIM該卡也與該模塊有關。

EPC-R7200 后I/O彈性擴充

EPC-R7200內部載板連接器的彈性連接不同UIO40-Express I/O擴展板，并有相應的搭配EPC-R7200后I/O(資料來源:研華科技)

前面提到的只有兩個USB端口似乎不夠，之后I/O面板成了玩的地方，EPC-R7200在載板上設置了另一組排針，可與研華相匹配UIO40-Express系列的I/O擴展板配置更多I/O端口。例如，可以放置更多LAN端口、更多USB工控領域常用的端口或端口RS-232端口、RS-車用電子485端口很常見CAN端口，或通過M.2 Key M槽連接NVMe固態硬盤協議（SSD），乃至I2C界面或一般GPIO等。

EPC-R7200邏輯方塊圖，藍色部分I/O介面、橙色部分為載板和與Jetson模塊連接界面。(資料來源:研華科技)

整體而言，EPC-R7200載板已先為Jetson模Riedon代理各種擴展塊，如使用Intel I210將Jetson的PCIe界面轉換為實際LAN端口，或用USB 2.0 Hub晶片、USB 3.2 Gen2 Hub晶片擴充Jetson原有的USB接口，或使用收發器晶片Jetson模塊的UART界面轉換為實際應用RS-232界面。此外，還設計了圖像感應和顯示MIPI-CSI介面仍然可用。

需要補充的是，事實上，Jetson模塊本身有一組RGMII界面可實現1組LAN端口，另一組LAN如前所述，端口是透過的Jetson模塊的PCIe界面再轉接實現，但Jetson Nano模塊上的PCIe數量不足，只能使用一組LAN口。

實際應用:晶圓代工業也買單

了解EPC-R經過7200規格和設計，更重要的是實際應用如何？目前EPC-R7200有多種應用，如交通監控，可以用圖像記錄和識別非法車輛的車牌；或者可以用于人臉識別，識別是否戴口罩幫助防疫，或者無人旅館自助退房，或者寵物人工智能內窺鏡圖像。或者例如，德國機具制造商用于智能農業，通過人工智能識別準確噴灑，只為雜草噴灑除草劑，避免作物；日本也用于農業智能機器人。

最后，以臺灣晶圓制造OEM相關業務為例，在晶圓制造過程中需要處理晶圓，必須非常小心，以避免精密水晶損壞，因此需要水晶搬運車，或水晶搬運機器人（Wafer Transfer Robot）。事實上，這種自動搬運車在各種工廠中起著非常重要的作用，在過去很常見AGV自動導向車，現在更智能的搬運車被稱為AMR獨立移動機器人。

在這種情況下，AMR上配置了EPC-R7200，而后用UART/RS-232介面控制移動輪，2組USB口連接攝像頭，監測外部環境和物體的運動，然后使用1組USB連接Wi-Fi/藍牙通指定的處理任務，使用藍牙通信PCIe界面與CAN操縱手臂的界面。為進和實現CAN界面、UART/RS-232界面也用于研華UIO40-Express I/O系列的UIO-4034擴展卡。