🛠 Déploiement d'une passerelle IoT industrielle avec le BIOSTAR EdgeComp MS-U320

Objectifs

Ce tutoriel vise à transformer le mini PC industriel BIOSTAR EdgeComp MS-U320 en une passerelle IoT fiable pour la collecte de données d'automates programmables (PLC) et de capteurs industriels. Nous exploiterons la capacité unique de la carte à gérer quatre ports série COM simultanément, tout en assurant une transmission de données robuste via ses deux interfaces Ethernet 2.5GbE. L'accent est mis sur la stabilité sous charge continue et l'optimisation des performances du SoC Intel Wildcat Lake pour le traitement local des données avant leur envoi vers le cloud ou un serveur central.

Matériel nécessaire

• Carte BIOSTAR EdgeComp MS-U320 (Core 5 320 recommandé pour le traitement NPU).
• Alimentation DC 12V-24V stabilisée.
• Deux câbles Ethernet Cat6.
• Câbles série RS485/RS232 selon vos périphériques industriels.
• Disque SSD NVMe M.2 (PCIe Gen4) pré-installé ou ajouté.
• Module M.2 WiFi/5G (optionnel pour la redondance).
• Système d'exploitation : Ubuntu 24.04 LTS (recommandé pour la stabilité serveur).

Étapes

1. Préparation physique et BIOS : Montez la carte dans son boîtier sans ventilateur. Connectez l'alimentation et les câbles réseau. Au démarrage, accédez au BIOS (touche Suppr) pour désactiver les fonctions d'économie d'énergie CPU (C-States) afin de garantir une latence constante. Activez le démarrage automatique (Auto-Boot).

1. Installation du système : Installez Ubuntu 24.04 Server. Lors du partitionnement, réservez une partition séparée pour les logs afin d'éviter la saturation du système. Une fois installé, mettez à jour les paquets :

sudo apt update && sudo apt upgrade -y

1. Configuration des ports série : Le MS-U320 expose quatre ports COM. Identifiez les périphériques série via dmesg | grep tty. Installez les outils de gestion série :

sudo apt install minicom

Configurez les permissions d'accès aux ports série pour l'utilisateur courant :

sudo usermod -aG dialout $USER

1. Mise en place du réseau redondant : Configurez les deux interfaces Ethernet (I226-V et I226-LM) en mode bonding (mode 1 pour la tolérance aux pannes) ou en VLAN séparés selon votre architecture. Éditez /etc/netplan/01-netcfg.yaml pour définir les adresses IP statiques et les routes par défaut.

1. Déploiement du service de collecte : Utilisez Python avec la bibliothèque pyserial pour lire les données des capteurs connectés aux ports COM. Exemple de script de lecture série sur COM1 (ttyS0) :

import serial
import time

try:
    ser = serial.Serial('/dev/ttyS0', 9600, timeout=1)
    while True:
        if ser.in_waiting > 0:
            data = ser.readline().decode('utf-8').strip()
            print(f"Données reçues: {data}")
            # Traitement local avec le NPU ici si nécessaire
        time.sleep(0.1)
except Exception as e:
    print(f"Erreur: {e}")

1. Gestion de la température et des logs : Surveillez la température du SoC via sensors. Configurez logrotate pour limiter la taille des fichiers journaux et préserver la durée de vie du SSD NVMe.

Vérification

Vérifiez que les ports série sont accessibles en envoyant une commande AT ou en lisant des données d'un capteur simulé. Testez la redondance réseau en débranchant un câble Ethernet : la connexion doit basculer sur l'autre port sans interruption de service. Utilisez ethtool pour confirmer la négociation à 2.5GbE. Vérifiez que la température reste sous 70°C en charge CPU à 100% pendant une heure.

Pour aller plus loin

Intégrez un modèle d'IA léger utilisant les 16 TOPS du NPU du Core 5 320 pour la détection d'anomalies locale avant l'envoi des données. Explorez l'utilisation du module M.2 5G pour assurer une connectivité cellulaire de secours.