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解决方案
树莓派在工业控制中的应用
October 15,2025
说明
树莓派（Raspberry Pi）是一款由英国树莓派基金会于2012年推出的单板计算机，最初目的是推广计算机科学教育与编程普及。它以体积小巧、价格低廉、扩展性强为特点，很快就在教育、创客及业界获得广泛关注。经过多年的发展，树莓派已推出多个版本，包括标准的Raspberry Pi 5、Zero系列，以及面向工业应用的Compute Module系列。
Compute Module（CM）系列简介
为更好地满足嵌入式及工业应用的需求，树莓派基金会推出了Compute Module（简称CM）系列。该系列模块基于与标准Raspberry Pi相同的处理器架构，但去除了不必要的接口，设计成更易于集成到定制化硬件中的形式。目前最新版本为2024年底发布的CM5（Compute Module 5），延续市场上广受欢迎的CM4模块化理念，性能更强，I/O选择更多。
CM4搭载Broadcom BCM2711四核Cortex-A72处理器，提供最高8GB RAM版本，支持eMMC存储或microSD卡、双HDMI、PCIe、CSI/DSI、千兆以太网等接口，具有高度的灵活性与扩展性。CM5搭载Broadcom BCM2712四核Cortex-A76处理器，计算性能进一步提升，内存最高支持16GB，新增RP1控制芯片，集成高速外设接口，包括USB 3.0与PCIe Gen 2，总带宽高达5Gbps。
Compute Module CM4 / CM5 在工业控制领域的应用
由于其体积小、性能稳定、功耗低且可长时间运行，CM4 / CM5被广泛应用于各种工业场景，包括：
- 工业自动化控制器：可搭配定制主板，集成数字输入输出、RS-485、CAN总线等工业通讯接口，实现设备控制与数据采集。
- 智能工厂边缘计算：在智能制造场景中，CM4 / CM5可部署于边缘设备上，处理实时数据、辅助AI推理、减少云端依赖，提高效率与安全性。
- 数据记录与监控系统：通过GPIO或USB连接各类传感器与仪器，可作为数据记录器使用，并结合网络实现远程监控。
Compute Module在HMI（人机界面）应用中的优势
树莓派Compute Module也是HMI（人机界面）开发的热门选择。通过整合电容触控屏、定制外壳与UI软件，可打造高性价比的操作面板：
- 工业设备面板：可替代传统昂贵的PLC显示器，CM4支持触控屏操作，并兼容QT、GTK或Web前端界面。
- 能源管理与监控终端：适用于太阳能、风电或智能电网等场景，用于显示实时数据、告警与历史趋势。
- 自助服务终端：在售票机、点餐机、自助登记等系统中，CM4 / CM5可作为稳定运行的平台，与打印机、扫码器等外设协同工作。
其他应用场景
除了工业控制与HMI领域，CM4 / CM5还常见于以下应用：
- AIoT设备开发：可搭配Google Coral或Intel Movidius等AI加速器，实现图像识别、语音处理等功能。
- 机器视觉系统：结合摄像头模块与OpenCV，可用于瑕疵检测、产品识别、条码扫描等场景。
- 零售与数字标牌：可驱动高分辨率显示屏，展示促销信息、视频内容，并可结合传感器实现互动功能。
总体而言，全新的Raspberry Pi Compute Module CM4 / CM5系列凭借其强大性能与模块化设计，已成为工业及嵌入式应用的重要平台，为开发者提供高灵活性且具成本优势的解决方案。
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