我如何知道 Raspberry PI、NVIDIA Jetson Nano 或 Intel NUC 是否適合我的工業機器人應用程序？
工程師在為機器人應用尋找單板電腦時，通常會考慮三種選擇：樹莓派、NVIDIA Jetson Nano 和 Intel NUC。但是，如何在這些選項中做出選擇，或選擇客製化解決方案呢？本文將提供一份指南，介紹每種方案在自主移動機器人 (AMR) 或自動導引車 (AGV) 方面的優勢。
假設您是高爾夫愛好者，想要購買高爾夫球桿。在購買之前，您需要考慮以下幾個因素：體型、身高、以往的經驗和教育程度、桿身的軟硬度和長度、桿頭的種類、常去的球場以及您的揮桿動作等等。換句話說，品牌遠不如使用頻率、使用地點和使用者重要。這點同樣適用於SBC（球桿組合套裝）。
在開發和設計機器人時，你絕不會只根據品牌來選擇單板計算機 (SBC)。至少，你不應該這樣做。你必須從最終目標出發：從使用者和應用程式需求著手。你可以在這篇文章中了解更多關於機器人獨特硬體需求的資訊。在為你的機器人應用選擇 SBC 時，你應該特別注意以下因素：
- 處理能力： 處理器和晶片組
- 記憶： 該應用程式需要多少記憶體和儲存空間（ROM 或 HD）
- 腳印： 單板計算機的實體尺寸和重量
- 輸入/輸出： 該應用程式需要多少個 I/O 連接埠？為什麼？
如果您想了解更多影響移動機器人應用運算能力選擇的因素， 你可以閱讀這篇博客。
不過，如果您仍然想知道 Raspberry Pi、NVIDIA Jetson Nano 或 Intel NUC 電腦是否適合您的企業，我們將介紹一些您需要考慮的重要細節。
樹莓派
這是一個包含軟體和硬體的開源專案。它之所以能被廣泛應用，是因為它專注於教育和創客領域。事實上，大多數樹莓派開發板都適用於中小學和大學的機器人專案。社群是人們選擇這些開發板的重要因素，因為你可以利用來自世界各地創客、學生和機構的經驗來解決問題或借鏡設計/程式設計。因此，當工程師開始工作時，他們會尋找自己熟悉的開發板。
鑑於工業環境對溫度、尺寸、防水防塵等方面的嚴格要求，樹莓派推出了商業應用的開發板，旨在幫助工程師將過去使用樹莓派的經驗應用到新的工作環境中。此外，您還可以為樹莓派 4 添加加固功能，使其能夠承受嚴苛的工業環境。 點擊此處了解更多信息。
工業級樹莓派開發板的主要賣點在於其小巧的尺寸（信用卡大小）和價格。需要注意的是，雖然用於研究和創客用途的軟體可能是免費的，但用於商業應用可能需要付費購買許可證，或者需要共享代碼（但由於商業智慧財產權的原因，代碼可能不相容）。
最後，全球創客社群或許能幫助你解決一些商業難題，但他們未必能解決所有問題。因此，這可能無法讓你獲得學生所擁有的優勢。
NVIDIA Jetson Nano
英偉達的背景則截然不同。他們早在1999年就創造了GPU。它們的顯示卡專為遊戲、設計和專業圖形處理而設計。因此，NVIDIA Jetson Nano 開發板更適合處理與深度學習、機器學習、模式識別和人工智慧相關的資料密集型機器人應用。這得歸功於其 GPU 的平行處理能力。
在這種情況下，您可能無法像樹莓派那樣依賴龐大的全球創客社區，但您可以獲得一家創新且實力雄厚的公司的支持，該公司自上世紀以來一直致力於為商業應用設計單板計算機 (SBC)。 NVIDIA 提供的產品包含一些經過開發板測試的軟體。這在相容性和成本方面都很有幫助。
其中一款 NVIDIA Jetson Nano 開發板配備了 128 核心 Maxwell GPU，頻率為 921 MHz，比 Raspberry PI 4 GPU 更強大。 您可以在這裡查看 Jetson Nano 產品。。
英特爾NUC
英特爾針對家用和商用單板電腦 (SBC) 市場推出的 NUC 產品，可根據預期用途選擇主機板或包含機殼的完整套裝。其賣點在於豐富的處理器選擇：奔騰、賽揚、酷睿 i3 和酷睿 i5。因此，您可以根據應用工作負載選擇合適的處理器。事實上，最新的處理器即使在人工智慧等資料密集型應用中也能流暢運作。因此，英特爾建議將 NUC 用於沉浸式遊戲、數位看板、遠端會議和精彩的家庭娛樂體驗。
尺寸與 Jetson Nano 相當，能夠適應機器人應用的有限空間要求。然而，就價格而言，這些單板計算機可能比本文中提到的前兩種方案更貴。
此外，Intel NUC 與 Windows 10 專業版相容。如果您打算使用 Windows 系統，那麼這個平台將提供最佳的相容性，因為 Raspberry Pi 和 NVIDIA 更適合 Linux 系統。
在自主移動機器人/自動導引車（AMR/AGV）中，功耗是至關重要的因素。如果機器人附近有充電站、配備高容量電池或直接連接電源，設計者可以選擇性能最強的處理器，確保流暢運作。然而，AMR/AGV 的電源通常有限，這迫使開發人員選擇效能較低的處理器，並在遠端控制中心（伺服器）上進行一些資料分析。在我們分析的三種方案中，樹莓派（Raspberry Pi）和 Jetson Nano 的功耗都低於英特爾 NUC。
英特爾NUC的最後一個亮點在於它支援雙螢幕和三螢幕顯示器。樹莓派僅支援雙螢幕顯示，而NVIDIA Jetson Nano僅支援單一螢幕顯示。 您可以在這裡查看英特爾NUC的產品資訊。。
技術規格概要
| 特徵 | 樹莓派 4 B 型 | Jetson Nano 開發套件 | 英特爾® NUC 11 Pro 主機板 NUC11TNBv7 |
| 處理器 | 博通 BCM2711，四核心 Cortex-A72 (ARM v8) 64 位元 SoC，主頻 1.5GHz | CPU：四核心 ARM A57 @ 1.43 GHz GPU：128核心Maxwell架構 | 搭載第11代英特爾® 酷睿™ 處理器的英特爾® NUC 主機板 |
| 記憶 | 2GB、4GB 或 8GB LPDDR4-3200 SDRA microSD卡（不含） | 4 GB 64 位元 LPDDR4 25.6 GB/s microSD卡（不含） | 64 GB，DDR4-3200 1.2V SO-DIMM |
| 腳印 | 85毫米 x 56毫米 （3.3吋 x 2.2吋） | 69毫米 x 45毫米 （2.7吋 x 1.77吋） | 101毫米 x 101毫米 UCFF（4" x 4"） |
| 輸入/輸出 | 支援 2.4 GHz 和 5.0 GHz IEEE 802.11ac 無線網路、藍牙 5.0 和低功耗藍牙 (BLE)。 千兆乙太網 2 個 USB 3.0 連接埠；2 個 USB 2.0 連接埠。 2 個 micro-HDMI 介面（相容雙顯示器） 用於載入作業系統和資料儲存的Micro-SD卡插槽 | 2 個 MIPI CSI-2 DPHY 通道 千兆以太網，M.2 Key E HDMI 和 DisplayPort 4 個 USB 3.0 接口，1 個 USB 2.0 Micro-B 接口 | PCI Express介面、4個USB介面、1個SATA介面、整合式LAN介面、1個Thunderbolt™ 4個介面、1個Thunderbolt™ 3個接口 相容於雙螢幕和三螢幕顯示。 |
| 作業系統 | Raspberry Pi OS（以前稱為 Raspbian）是建議的作業系統。 | Linux NVIDIA JetPack SDK
| Windows 10（64 位元）*、Windows 10 IoT 企業版*、Red Hat Linux*、Ubuntu 20.04 LTS* |
| 100% 使用率下的功耗 | 6瓦 | 10瓦 | 49 瓦 |
| 價格 | 35美元起 | 59美元起 | 877美元起 |
客製化解決方案
最後，前三個方案都缺少一項關鍵功能：工業認證和防護。當自主移動機器人/自動導引車 (AMR/AGV) 計劃在工廠、礦場或醫療機構等場所使用時，認證至關重要。經驗豐富的硬體原始設備製造商 (OEM) 可以引導您完成認證流程，並提供能夠適應嚴苛環境的單板電腦 (SBC)。
此外，硬體OEM廠商可確保客製化SBC中所包含的所有連接器都能承受震動，避免意外斷開。他們還能根據具體的應用需求，搭配晶片組、韌體、處理器、記憶體和封裝尺寸。如果您有多個產品需要相同的功能，這將是一個極具吸引力的優勢。因此，您可以將同一種SBC設計應用於所有產品，從而節省製造成本和維修成本。在當前全球電子元件短缺的情況下，這一點尤其重要。您可以點擊此處閱讀一個近期成功案例。
如您所見，為您的AMR/AGV選擇單板計算機(SBC)取決於應用需求和預期使用者體驗。決策應基於尺寸、處理能力和所需的保護/認證等級。市場上有許多優秀的現成產品可供選擇，它們在設計和原型製作的初期階段非常有用。一旦您的AMR/AGV準備好進行大量生產，您可能需要與經驗豐富的硬體OEM製造商合作，開發客製化的電路板解決方案。
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