RevolutionPi：工业物联网与自动化的灵活计算解决方案

Kunbus GmbH 发现，市场上迫切需要一种能够结合工业可靠性与消费计算灵活性和易用性的设备。他们成功地将 Raspberry Pi 与定制软件、外壳、扩展及外围设备相结合，创造了令人满意的效果。

Kunbus 成立于2008年，专注于为工业领域生产独立通信组件。业务开发人员 Boris Crismancich 指出，物联网时代出现了个人电脑（主要用于消费和办公环境）与工业制造商所使用硬件之间的明显区别，后者普遍认为基于 Windows 的设备不可靠，因此保持距离。

与此同时，工业控制器因其可靠性受到高度赞赏，但却规避了“计算机”这一标签。“这种文化冲突使得 PC 和控制器之间的关系亟需改善，而 Raspberry Pi 正好成为了双方的交集。”

Kunbus 很快察觉到，除了工业网络的需求外，Raspberry Pi 的工业版也同样受到关注。到2016年初，Raspberry Pi 的销量已接近700万台，成为单板计算领域的明星产品。其广泛的知名度和强大的支持者社区，使得软件工程师和开发人员乐于参与到该产品的开发中。

Kunbus 识别了工业 Raspberry Pi 控制器模型的潜力，该模型为OEM提供了更强大的规格，包括开源模块化设计、对24V电源的支持、DIN导轨安装、I/O 扩展模块及可选以太网和定制操作系统。当时 Raspberry Pi 尚未推出自己的工业计算模块，但这一概念是非常有吸引力的。凭借成熟的通信设备产品线，Kunbus团队决定继续设计，最终形成了 Revolution Pi 产品系列。

工业需求的挑战

在一次贸易展览会上，创始人 Boris Crismancich 深刻认识到，市场需要一种既开源又不局限于某个特定行业的设备，唯有买家才能想象其使用方式。在这一背景下，Kunbus 设想的设备与 Raspberry Pi 本身有很多共同之处。他们认为开发工业 Raspberry Pi 产品是一次机遇而非挑战。团队具备充分的条件、经验和技能，能够推动项目的顺利进展，并通过论坛与客户互动，收集功能请求与反馈。营销主管 Ekkehard Krebs 描述了2016年 Revolution Pi 的开发过程，历时十个月，成为了首款基于 Raspberry Pi 的工业控制器。其同事 Nicolai Buchwitz 作为早期客户，曾在高速公路货运称重站任职，他认为这是对工业 Raspberry Pi 需求的直接回应。

为什么选择 Raspberry Pi？

选择树莓派作为 Revolution Pi 的基础几乎是毫无争议的，因为没有其他设备能够像树莓派一样具备如此广泛的市场渗透率、可用性和在开源社区的认可度。此外，越来越多的工程师和开发者，无论是出于个人兴趣还是学习需求，已在多种项目中使用并基于树莓派进行开发。这不仅让他们对基础产品有了深入的了解，同时也为 Kunbus 的新商业模式奠定了潜在市场。因此，树莓派作为 Revolution Pi 的基础选材显得极为合适。它不仅具备广泛的市场影响力和技术支持，更为 Kunbus 的工业级解决方案开辟了广阔的用户群体。这种基于现有优势的创新做法，无疑大大提高了 Revolution Pi 的成功几率。

Crismancich 指出，当时其他控制设备公司依然专注于封闭和专有的设备，类似消费品品牌。虽然树莓派并非完全开放硬件，但它致力于尽可能分享代码和原理图，加之该平台的适应性——几乎所有的开源软件都能与树莓派兼容，这使其显得特别。Crismancich 认为，采用不同的架构是不可行的，因为 IT 领域对其他硬件缺乏了解，并依赖用户输入，而工业过程则完全是自动化的。“他们需要找到共同点。”正是这种将开源的灵活性与工业的可靠性结合的方式，使 Kunbus 能够成功地将 Revolution Pi 打造成适应工业4.0时代的智能制造解决方案。

在 Kunbus 推出 Revolution Pi 两个月后，树莓派公司宣布了它们的第一款计算模块——工业级树莓派。Kunbus 当时就意识到自己找到了正确的方向。Ekkehard Krebs 回忆道，他们迅速转向使用计算模块 1，这是一款单核 500MHz 的计算机，并且一直是计算模块 1 的主要客户。由于计算模块 3 的封装和引脚布局与计算模块 1 相同，Kunbus 只需简单升级到这个新版本，加上 Kunbus 的载板和定制操作系统，便能顺利完成升级。在计算模块 3 和计算模块 4 之间出现封装变更，但即将推出的计算模块 5 又保持了计算模块 4 的封装。像 Kunbus 这样的重大工业客户始终参与其中，并了解开发进度，以便能够同步推出新的产品、扩展板和软件。

产品解决方案

三种主要的 Revolution Pi 选项均由 Raspberry Pi Compute Module 4 提供支持，可选配 2GB、4GB 或 8GB RAM，以及 8GB 或 32GB SD 存储。此外，产品还配备两个千兆以太网端口，USB 3.2、微型 USB 和微型 HDMI 端口。PiBridge 允许添加两个 I/O 和通信扩展板及现场总线网关。每个 RevPi 均采用纤薄的 DIN 导轨外壳，并可选配徽标及其他品牌定制。

这些硬件设备均已通过认证，确保与所有主流云服务兼容，且经过精心设计，能够与各类传感器实现无缝协作，安全地处理传感器数据。所有型号均搭载 Kunbus 定制的 Raspberry Pi 操作系统，并集成了流行的物联网工具 Node-RED、可视化组装工具 PiCtory（支持 RevPi 与连接设备之间的通信）以及 RevPiModIO Python 库。

Kunbus 产品负责人 Nicolai Buchwitz 称 RevPi 是“自动化和物联网领域的瑞士军刀”。他解释道，由于 RevPi 与其所基于的 Raspberry Pi 硬件保持相似性，几乎可以兼容无数软件组件。客户可以从众多软件包中选择或自行组装应用程序。现场总线网关则允许与网络中的其他工业组件连接并进行通信。

成果与展望

对于 Kunbus 来说，围绕 Raspberry Pi 打造工业产品线是个极大的成功。该公司已售出15万到16万台 Revolution Pi，广泛应用于太阳能发电装置、电动赛车和加氢站等多种场合，甚至包括任天堂和小型啤酒厂。Crismancich 在汉诺威工业贸易展上了解到，几乎一半的参展商的产品都使用了 RevPi。

Krebs 指出，Kunbus 工程师所获得的 Microsoft Azure 和 Amazon Web Services 等云认证极为成功，因为市场上已有现成的 Raspberry Pi 示例。此外，Kunbus 目前拥有10名工程师，部分人员积极参与 Raspberry Pi OS 及 Revolution Pi 定制操作系统所基于的 Linux 内核开发，员工总数达到150名。Krebs 还提到，现在的年轻工程师在学校期间就已接触过 Raspberry Pi，并在学习中使用过它，因此能够自信地选择其作为公司产品的基础。Crismancich 补充，全球有数百万软件工程师和开发者使用 Raspberry Pi，销量已超过5000万台。Raspberry Pi 的组织力量、坚定的社区支持网络，以及客户对其产品的长期可用性和支持的信任，都为 Kunbus 的成功奠定了基础。Kunbus 是“第一个，甚至可以说是首个”将工业 Raspberry Pi 推向市场的公司，而如今已吸引了众多模仿者。拥有如此稳固的客户基础，Kunbus 能够将这些其他硬件公司视为“市场伙伴”，而非竞争对手，这些伙伴同样致力于开源的进程。市场足够广阔，Kunbus 有能力去共享机遇。