聊聊身边的迷你主机——工控机科普篇1

说起迷你主机，很多人可能觉得日常距离我们生活很远，其实迷你主机元老NUC，最早就是作为“工控机”的一种，在我们身边悄悄工作很多年了，这次就给大家介绍一下生活中能见到的一些工业/商业迷你主机、工控机，看看它们内部到底是什么样子。

所谓工控机，IPC，Industrial Personal Computer，就是专用于工业环境中的增强型电脑主机，从以往的资料来看，起源自80年代美国AD公司的MAC-150类IPC计算机，其后IBM推出了IBM7532，被视为是工控机技术初步成熟的标志。当时的它，是个重达20公斤的庞然大物。

到了目前，除了渐渐消费化的NUC之外（当然正统的NUC Pro系列依然是可以7×24小时工作的准工控机），工控机则可以理解为具有高可靠性和制造精度标准的“特种电脑”，能够承担在恶劣工况（高温度、高湿度、多灰尘等情况）下稳定运行使命；具有较强的抗干扰能力，抵御对电磁干扰和其他外部干扰源影响，保证数据准确性和设备安全运行；以及多扩展接口、多功能性和定制性强等特点，有助于提高生产效率，满足工业现场环境的多样性和复杂性工况的使用要求。

举个简单例子：日常中大家最常见到的刷卡的闸机，里面一般就是一台工控迷你主机：

再比如越来越多的无人售货机，也有很多使用了工控机来运行程序。

当然也有例外，就比如最近热门的“人怎么这么能闯祸关于名字里有生僻字把自助取票机给折腾死机这件事”：这种情况。

当然，这其实是软件的字库的问题，并不是工控机出了问题，软件虽然死了，机器可非常坚强！当然IPC并不单纯只应用于人机交互作用，还广泛应用于收银、自动化生产线、机器人控制、机器视觉、轨道交通、医疗、航空等各领域，这次找了几台典型的工控机，来一起看看到底有什么特别。

今天这台是来自英特智能的IPC6901，英文名称是Inter Smart，Inter这个名字原来已经有厂商了啊哈哈哈哈哈……显然看名字就知道他们以做Intel的迷你主机为主，这也是INTEL目前仍有绝对优势的领域之一，工控机的厂家很多在消费市场都完全没名气，但是规模都不小，毕竟第一产业第二产业才是支柱，就好比世界500强里可能一多半大家都没什么概念……

它这个造型，不少人一眼就觉得眼熟：啊，是软路由！的确，目前很多厂商出售的软路由，说白了就是性能较弱的多RJ45网口工控机，要不然一般的机器也扛不住软路由这样7×24小时恶劣的工况。这台细看也有异曲同工之处，不过多的却是目前鲜少用到的COM口和USB2.0接口。

砖头适配器的输出高达19V 9.5A，总输出功率来到了180W，属于过饱和配置，能够为机器运行提供更稳定的保障。而且电源输入是宽幅 100-240V，能够应对各种用电环境。

整机近乎fanless设计，整个就是一个大铝坨，巨重！散热片呈锯齿状间隔排布，中间还有主动散热风扇来提升散热效果，即便是风扇不转，这个散热规模应对个几十W的散热也没啥压力，这就是工控机的设计思路之一。

全金属外壳带来的压迫感，机身总重达到了3.26公斤……

背部的扩展接口也是非常丰富，HDMI DP确保能快速接入各类显示器调试、排障，还有两个USB 3.0 A口，能保证资料数据的高速传输，此外还有RJ45网口，USB 2.0 A口和音频接口和WIFI接头，此外比较引人注目的就是有两个COM口——现在好多读者可能都没见过这个接口了，这个东西也叫串口（RS232），诞生于1970年，54岁了……其最大的优势就是简单，只需要3根线发送Tx、接收Rx、地线GND就可以实现串行数据传输，一个标准的RS232共有9根线，除了传输的2根之外还有5根握手信号线、1根地线，传输速度最高可达……20kbps，也就是大概2500字节每秒……而且这个速度还是理论上限速度，一般常用的是115200和9600波特率，也就是115200或者9600bps，有兴趣的可以算一下大概多少速度。

串口作为PC中目前能见到的年龄最大的爷爷辈接口之一，最大的优势就是兼容性极好，极为简单，对设备的要求也低，最重要的是相对稳定可靠（都这么简单了当然可靠），在日常生活中对速率要求不高的各种古早工业“外设”都得用它，比如在工业生产中用于连接控制器、传感器设备等作用，至今在嵌入式系统开发、设备调试、远程控制、数据采集等领域仍能发挥巨大的作用，因此仍然广泛应用于各类专业领域。

在PC中很早就取消了串口的设计，在千禧年前后基于PCI总线的主板上，还能经常见到COM口的身影（同时还有用于打印机和早期手柄的并口LPT，那个是真正淘汰了），在PC转入PCI Express总线之后，在民用级主板上就几乎见不到串口的身影了。所以目前来说，“有串口”就是工控机的一个重要标志之一，毕竟真的只有工业环境会用到这个了。

（1998年的440BX主板，可以看到红紫色的是LPT并口，下面的是俩串口）

说回我们的工控机，前面板除了POWER之外还有两组共4个USB 2.0 A口，这样，全机A口数量就来到了8个，相当恐怖。就这还有两个预留USB口没用上，COM 3-6口也安置在这一侧，串口虽然已经50多岁了，消费级产品上也完全绝迹，但是依然在工业产品上非常活跃，远远称不上是“时代的眼泪”，甚至虽然AMD和Intel早就对这个上古接口不再提供支持了，但是OEM厂商依然得根据用户需求魔改出COM口来，就像这台机器一样，CPU甚至是……（留个悬念），搭配上发布54年之久的古早串口，这组合就问你city不city！

工控机本身也需要极端的稳定，因此在POWER一侧还有地线开孔，有效接地能更好的提升稳定性。

另外这类工控机在IO接口上也可以提供多种不同的配置方案，都是可高度定制的，软路由党狂喜的双网口之类的自然不再话下，比较特别的除了COM口之外可以看到左上角那个绿色的DC12V接口，用来直接给外部设备供电。

顶部的主动散热风扇能实现附近散热片的覆盖，上面还有防护盖，这个风扇最大作用是提供辅助散热，也是保稳定的，本身机器巨大的散热体积就已经足够了。

这台型号是QM14U-16G-256G-蓝牙Wi-Fi，在接电之前完全没有意识到配置有多离谱……

通常情况下工控机为了稳定可靠是不允许拆解的，不过这次我们是为了科普大义嘛！拆了就拆了！想来厂商应该不会打死我的吧……（逃）

在拧下海量螺丝后，终于可以窥见这台高端工控机内部的真面目。

从这里可以看到，处理器部分采用了一大坨实心铝块作为散热，然后上面有厚厚一层导热垫及硅脂，用以和顶盖的巨大散热连接辅助散热（拆的时候不小心弄碎了，拍照的时候清理掉了），而除了主板背面的原生接口外，两个COM口和主板正面一次的两组USB 2.0和4个COM口均来自于主板上的接口扩展。这样设计的好处就是如果有线材或者接口出问题，替换线材就可以排障，降低了主板维修的成本——经常可以见到接口被扯坏导致主板整个得返厂的例子，而用这种软线连接的话只需要更换接口排线就可以了。