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Ob Röntgensystem oder Schichtdickenmessgerät – neben der technischen Funktionalität entscheidet eine leichte, logische Bedienbarkeit mit über den Erfolg technischer Geräte. Eine modulare Plattformlösung hilft, kundenspezifische, industrietaugliche Bedienschnittstellen kosteneffizient zu entwickeln und zu fertigen.

Viele Hersteller industrieller Geräte und Embedded-Systeme, etwa für die Medizintechnik, Mess- und Prüftechnik, Logistik, den Handel und weitere Bereiche, haben in der Vergangenheit Ressourcen in das Entwickeln von Windows-CE-basierten Bedienkonzepten gesteckt. Um jetzt festzustellen, dass Microsoft das Betriebssystem nicht weiterentwickelt und den Support bereits Ende Februar 2022 einstellen wird. Das bedeutet: Danach gibt es keine offiziellen Sicherheits- oder Softwareupdates mehr.

Für Neuentwicklungen kommt Windows CE daher nicht länger in Frage. Als Alternative etabliert sich zunehmend Android, das von Google als Open Source entwickelt Mobile-OS. Auch bei großen Herstellern zeigt der Trend klar in diese Richtung. Allerdings ist ein Android „von der Stange“ eher für schnelllebige Consumer-Produkte wie Smartphones ausgelegt. Die hohen Anforderungen professioneller Anwender an Datenschutz, Systemsicherheit, jahrelangen Support und zuverlässigen Betrieb erfüllt das Betriebssystem nicht ohne Weiteres.
Hinzu kommt: Viele Hersteller sind hochkarätige Spezialisten, was die technische Funktionalität ihrer Produkte angeht. Das Entwickeln einer komfortablen, genau auf das jeweilige Gerät abgestimmten Bedienoberfläche gehört jedoch meist nicht zu ihren Kernkompetenzen. Dieser Prozess ist oft komplex, langwierig und bindet viele Ressourcen – und damit für viele Unternehmen keine Option.

Hier setzt die ACD Gruppe an: Das auf industrietaugliche, mobile Bedienlösungen spezialisierte deutsche Unternehmen hat eine modular aufgebaute Embedded-Plattform entwickelt, mit der sich professionelle Anwender eine auf ihre Anforderungen zugeschnittene Bedieneinheit zusammenstellen können. Standardkomponenten sorgen für eine stabile Basis, während das Baukastensystem für sinnvolle Anpassbarkeit sorgt. Als Betriebssystem kommt Android™ Industrial+ zum Einsatz – eine für den professionellen Einsatz optimierte, hochsichere Variante des beliebten Mobile-OS.
Basis der Industrieplattform ist das Baseboard. Darauf lassen sich CPU-, Funk- und GPS-Module aufstecken. Das CPU-Board ist mit einem i.MX8M-Mini-Prozessor von NXP bestückt, der auf der energieeffizienten ARM-Architektur basiert. Er vereint vier Cortex-A53-Kerne mit bis zu 1,8 GHz und einen Cortex-M4-Kern mit DSP und 400 MHz Taktfrequenz zu einem Controller, der hocheffiziente Signalbearbeitung mit stromsparenden Kontrollfunktionen kombiniert.

Ob stationäres medizintechnisches System oder mobiler Handheldcomputer: Der Einsatzzweck bestimmt die benötigte Anzeigefläche der Bedienschnittstelle. Daher stellt der Embedded-Baukasten Touch-Screens mit Diagonalen von 3,5 Zoll (8,9 cm), 4,8 Zoll (12,2 cm) und 10,1 Zoll (25,7 cm) zur Wahl. Die Bildschirme lösen 640 x 480, 1280 x 720 respektive 1280 x 800 Pixel auf.
Für zuverlässige drahtlose Konnektivität sorgt das nach der EU-Richtlinie 2014/53/EU (Radio Equipment Directive, RED) zertifizierte Funkmodul. Es beherrscht die Standards IEEE 802.11 a/b/g/n/ac/d/h/e/i/r/w/v im 2,4-GHz- und 5-GHz-Frequenzband sowie Bluetooth 5.0. Ein GPS-Modul mit integrierter Antenne übernimmt bei Bedarf die Standortbestimmung. Darüber hinaus hält der Embedded-Baukasten weitere Schnittstellen, Sensoren und Komponenten bereit, mit denen sich die Bedienlösung noch weiter individualisieren lässt.

Im industriellen Einsatz stehen Systemsicherheit, Datenintegrität und langfristige Verfügbarkeit im Fokus. Für Verbraucher ausgelegte Produkte wie Smartphones sind jedoch auf relativ kurze Nutzungszyklen ausgelegt. Das gilt auch für die verwendeten Betriebssysteme und Bedienoberflächen: Software-Updates gibt es vom Hersteller – wenn überhaupt – nur unregelmäßig und über einen sehr begrenzten Zeitraum.
Daher hat sich ACD entschieden, eine industrietaugliche Variante des beliebten Mobile-Betriebssystems Android™ zu entwickeln. Android™ Industrial+ vereint Systemsicherheit und lebenslangen Support mit der von Android™-Smartphones gewohnten modernen Benutzerführung. Es funktioniert unabhängig von externen Diensten, der gesamte Quellcode liegt beim Hersteller in Deutschland, funktioniert jedoch wie ein handelsübliches Android Betriebssystem.
Dieser Ansatz stellt sicher, dass keine Daten an Dritte übertragen werden und die Software – genau wie die Hardware des Embedded-Baukastens – langzeitverfügbar ist. Außerdem ermöglicht dies auch nachträgliche kundenspezifische Anpassungen. Security-Patches liefert der Hersteller zeitnah per OTA-Update (Over the Air) aus, so dass die Geräte stets auf dem neusten Stand sind.

Letzte entscheidende Komponente sind die verfügbaren Apps und Software-Tools. Abgestimmt auf die Hardware und das Betriebssystem erleichtern sie beispielsweise die Ersteinrichtung und Diagnose des Systems sowie die Konfiguration modularer Erweiterungen. Darüber hinaus kann ein Kioskmodus dafür sorgen, dass Anwender nur die für ihre Arbeit erforderlichen Programme nutzen können. Welche das sind, entscheidet der Geräteadministrator. Vorteil: Nutzer werden nicht abgelenkt und das Betriebssystem bleibt vor unerwünschten Zugriffen geschützt.
Unter dem Strich bietet das modulare Embedded-Baukastensystem von ACD industriellen Anwendern die Möglichkeit, schnell und mit planbarem Aufwand eine auf ihre Anforderungen zugeschnittene, für den professionellen Einsatz ausgelegte Bedienschnittstelle zu realisieren.

Dabei haben sie die Wahl: Sie entwickeln die Bedieneinheit auf Basis aufeinander abgestimmter Hard- und Softwarekomponenten der Embedded-Plattform selbst, bei Bedarf mit zielgerichtetem Support – auch für die Konstruktion und Zulassung – des erfahrenen ACD-Entwicklerteams. Oder ACD übernimmt in enger Abstimmung die komplette Hard- und Software-Entwicklung samt Fertigung.