Entwicklung einer universellen HMI-Plattform für die Agrarindustrie

Projekt in Kürze: Wir haben eine vielseitige HMI-Plattform für die Steuerung von Außenbordmaschinen in der Landwirtschaft und im Baugewerbe entwickelt, die sich nahtlos in bestehende Standardlösungen integriert und an spezifische Kundenanforderungen anpassen lässt. Diese Plattform beschleunigt den Entwicklungsprozess, ermöglicht eine schnellere Markteinführung und verkürzt die Markteinführungszeit.

Herausforderung

Moderne Traktoren und Baumaschinen sind komplexe Robotersysteme, die oft autonom gesteuert werden. Die Rolle des Menschen hat sich zu der eines Operators gewandelt, der diese Maschinen kontrolliert.  

Trotz der Fortschritte in der Automobiltechnologie verwendet die Landwirtschafts- und Bauindustrie oft Lösungen mit eingeschränkter Funktionalität und veralteter Grafik zur Darstellung der Steuerungsprozesse der angeschlossenen Maschinen. Dies ist auf die geringen Produktionsmengen von Spezialmaschinen zurückzuführen – von Hunderten bis zu wenigen Tausend Einheiten pro Jahr. Die Entwicklung individueller HMI-Bildschirme für jeden Maschinentyp, z.B. Sämaschinen oder Sprühgeräte, ist zu teuer.  

Unsere Kunden, die technische Lösungen für die Landwirtschaft und das Bauwesen entwickeln, sind sich der beschriebenen Problematik durchaus bewusst. Daher hat sich das Ingenieurteam von Promwad das Ziel gesetzt, diese Nischen mit einer universellen Lösung für die schnelle HMI-Entwicklung auf Basis einer fertigen Plattform zu versorgen. 

Lösung

Wir haben eine universelle HMI-Plattform geschaffen, die bereits einen grundlegenden Funktionssatz für eine einfache und schnelle Integration mit bestehenden Lösungen und Anpassung an die Anforderungen einer spezifischen Anwendung implementiert. 

Entwurf von Software und Hardware

Die HMI-Plattform basiert auf dem NXP i.MX 8M Plus Prozessor, der hochqualitative Grafiken und Konnektivität für bis zu vier 4K-Displays unterstützt. Dieser kostengünstige Prozessor kann alle notwendigen Informationen in eine umfassende und benutzerfreundliche Oberfläche integrieren und klare und detaillierte visuelle Daten anzeigen.

Der i.MX 8M Plus Prozessor von NXP

Die Plattform wurde mit C++ und Qt für die HMI-Entwicklung aufgebaut und ermöglicht die Anpassung der Benutzeroberfläche und die Integration mit verschiedenen Betriebssystemen. 

Die Programmiersprache C++ ist ideal für die HMI-Entwicklung aufgrund ihrer hohen Leistung und Effizienz, die für Echtzeitsysteme wichtig ist. Sie bietet robuste und flexible Programmierung, die es ermöglicht, komplexe und reaktionsfähige Schnittstellen zu erstellen. Darüber hinaus ermöglicht die HMI-Entwicklung in C++ in Verbindung mit den Qt-Frameworks die Erstellung visuell ansprechender und benutzerfreundlicher Lösungen.  

Die Plattform wurde im Hinblick auf zukünftige Integrationsmöglichkeiten entwickelt. Weiterhin werden wir die ISOBUS-Kompatibilität hinzufügen, um eine nahtlose Verbindung zwischen verschiedenen Technologien zu ermöglichen.  

Durch die Integration in die SDV-Plattform kann das System auch als zentraler Computer betrieben werden, der keine Internetverbindung benötigt.
 

Plattform-Funktionen

Die Plattform ist darauf ausgelegt, den Anforderungen an Zuverlässigkeit, Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit gerecht zu werden. Durch die verwendeten Technologien bietet sie umfangreiche Anpassungsmöglichkeiten sowie:

• verbesserte Grafiken und Unterstützung für mehrere Displays;

• verschiedene Kameraausgänge, einschließlich 360-Grad-Kameras; 

• Unterstützung für die Präzisionslandwirtschaft für effiziente und genaue landwirtschaftliche Arbeiten. 

Die Plattformoberflächen können an die Bedürfnisse des Benutzers angepasst werden und die folgenden Informationen in Echtzeit anzeigen: 

• Fehlererkennung im System;

• Status von Motor, Getriebe, Ölsystem, Karosserieanschlüssen;

• Wartungsbedarf des Fahrzeugs;

• Reifendruck;

• Qualität der Satellitenkommunikation, GPS, Karte und Position im Raum;

• automatisches Fahren, ADAS. 
   

Ein Beispiel für Informationen, die auf den Oberflächen der Plattform angezeigt werden können: Systemstatus, Reifendruck, Karte und Fehlermeldungen

 
Durch das Einschalten des Transparenzmodus können Sie in das Innere der abgedeckten Komponenten schauen und alle Elemente unter den transparenten Schichten des Systems sehen, auch wenn sie durch das Gehäuse oder andere Teile, wie das Fahrgestell oder den Motor, verdeckt sind.
 

Hervorhebung versteckter Systemelemente bei aktivierter Transparenz

Die Dashboard-Oberfläche ist ebenfalls anpassbar und kann dutzende Indikatoren anzeigen, zum Beispiel:  

• Aufmerksamkeitssymbol und/oder Feststellbremse;  

• Kraftstoffverbrauch;  

• Kühlmittelsystemanzeige;  

• Multimedia und Konnektivität (Radio, BLE, WIFI, GSM);  

• Tachometer;  

• Geschwindigkeitsmesser.
   

Dashboard zur Anzeige aller notwendigen Indikatoren: von der Komfortfunktion in der Kabine bis zum Druck in der Hydraulik

Geschäftswert

Mehr von dem, was wir für die Agrarindustrie tun

• Landwirtschaftliche Maschinen: unsere Expertise in Software- und Hardware-Design mit Fallstudien zu eingebetteten Lösungen für landwirtschaftliche Geräte. 

• ISOBUS-Lösungen: unsere Dienstleistungen für die Entwicklung und Integration von ISOBUS-Stacks zum Datenaustausch zwischen landwirtschaftlichen Geräten verschiedener Hersteller.