'연결된 제품 검색'
포트폴리오에 연결된 장치를 추가하는 것은 어려울 수 있습니다. Jonathan Pallant가 '완벽한 재료'를 고르는 방법을 살펴 봅니다.
연결된 장치는 자체적으로 센서 데이터를 수집하든 기존 장비와 인터페이스하든 관계없이 임베디드 시스템 스펙트럼의 더 복잡한 끝에 위치하는 경향이 있습니다.
이들의 복잡성은 세 가지 구성 요소 간의 상호 작용에서 발생합니다. 데이터를 생성하거나 일부 제어가 필요한 로컬 부분; 데이터를 기록하거나 지침을 제공하는 원거리 시스템 일반적으로 먼 거리에서 작동하고 신뢰할 수없는 제 XNUMX 자에 의해 관찰 가능 (심지어 중단 가능)하는 이들 간의 연결.
그러나 이러한 복잡성은 개선 된 고객 참여, 세부적인 비즈니스 통찰력 및 달성 할 수있는 완전히 새로운 상업 모델에 의해 종종 더 중요합니다.
복잡성과 기능 사이의 미세한 균형은 올바른 종류의 연결된 장치를 구축하는 것이 종종 예술, 과학의 일부라는 것을 의미합니다. 사실, 그것은 훌륭한 식사를 요리하는 것과 매우 비슷합니다. 핵심 재료와 요리를한데 모을 수있는 방법은 거의 무한합니다. 일부는 매우 빠르게 조립할 수있는 반면 다른 일부는 완성하는 데 더 많은 시간과 노력이 필요하지만 다른 사람의 취향에 더 적합 할 수 있습니다.
한 가지 접근 방식은 IoT 개발 프로세스를 몇 가지 구체적이지만 근본적으로 연결된 선택으로 나누는 것입니다. 그러나 먼저 어떤 결정을 내릴지 결정하는 것이 항상 쉬운 것은 아니며, 조기 결정이 이후의 선택을 제한하고 전체 시스템이 차선으로 이어질 수있는 위험이 항상 있습니다.
완벽한 IoT '축제'를 계획 할 때 고려할 XNUMX 가지 영역으로 이러한 선택을 말 그대로 그룹화했습니다.
연결은 나머지 제품이 사용되는 기본 구성 요소이기 때문에 시작하기에 가장 좋은 곳일 것입니다. 당신이 원한다면 메인 코스.
연결 과정
주요 연결성 technology 제품 요구 사항은 비용, 전력 소비, 범위, 데이터 속도 및 대기 시간으로 정의됩니다. 그러나 그들은 궁극적으로 물리학 및 경제 법칙에 의해 하나로 묶여 있습니다. 그리고 오늘날의 모든 기술은이 다차원 공간 내의 특정 스위트 스팟에 존재합니다.
대부분의 시스템은 아마도 인터넷에 액세스하기 위해 무선 연결이 필요할 것입니다. 안타깝게도 이는 일반적으로 유선 연결을 사용하는 것보다 안정성이 낮고 비용도 더 많이 듭니다. 거의 모든 무선 표준에는 최소한 두 가지 등급의 장치, 즉 더 작은 저전력 구성 요소(휴대폰 등)와 더 크고 고전력 게이트웨이(예: Wi-Fi 인터넷 라우터). 또한 예를 들어 주택 소유자의 Wi-Fi 라우터와 모바일 네트워크 액세스를 비교하여 해당 게이트웨이의 소유권과 신뢰성을 고려해야 합니다.
어떤 방법을 사용하든 처음부터 무언가를 개발하는 것보다 광범위한 시장 수용을 통해 기존 연결 표준에 의존하는 것이 거의 항상 낫습니다.
칩셋 과정
첫 번째 결정은 프로세서, 메모리 및 라디오를 통합하는 칩셋을 선택할지 아니면 성능, 가격 및 전력 소비의 적절한 조합을 얻기 위해 여러 요소를 결합할지 여부입니다.
LTE-M 또는 NB-IoT와 같은 저전력 셀룰러 연결이 필요한 경우 Nordic nRF9160과 같은 장치는 CPU, RAM, 플래시, GPS 및 모뎀으로 구성된 매력적인 패키지입니다. 하지만 여유가 있다면 PCB "표준"의 유연성을 선호 할 수 있습니다. 마이크로 컨트롤러 그리고 별도의 LTE 모듈. 비슷한 이야기가 Wi-Fi 및 Bluetooth와 같은 무선 표준에도 적용됩니다. 여기에는 무선 내장형 마이크로컨트롤러와 독립형 모뎀 모듈이 있습니다.
물론 IoT 장치는 기본 마이크로 컨트롤러에서만 실행되는 것은 아닙니다. 전력 소비, 공간 및 소프트웨어 지원 부담에 대한 노크 효과에도 불구하고 완전한 Linux 커널 기반 시스템의 전력 및 기술 능력이 올바른 선택 인 사례가 많이 있습니다.
핵심 과정
이 단계에는 다음을 포함하는 기존 소프트웨어 (본질적으로 "타사 IP")를 가져 오는 작업이 포함됩니다. 운영 체제 (또는 실시간 운영 체제) 커널; 칩셋 드라이버; 특정 PCB 설계에 맞게 드라이버를 사용자 정의하는 보드 지원 패키지 (BSP)가 있습니다.
칩셋 공급 업체는 종종이 모든 것이 포함 된 무료 소프트웨어 개발 키트 (SDK)를 제공합니다. 그러나이 SDK는 다른 누구의 실리콘과도 작동하지 않아 향후 공급 업체를 변경할 수있는 능력을 제한 할 수 있다는 점을 기억할 가치가 있습니다. 그게 중요한 경우 Amazon FreeRTOS 또는 Microsoft의 ThreadX와 같은 공급 업체 중립적 인 제품을 고려해보십시오.
Linux 기반 시스템에도 비슷한 옵션이 있습니다. 종종 무료 "배포"를 통해 시작할 수 있습니다. 그러나 직접 롤링하거나 Ubuntu Smart Start 또는 Fedora IoT와 같은보다 일반적인 기성 Linux 배포를 사용하는 것을 선호 할 수 있습니다. 그것은 모두 보안 요구 사항, 개발 기간 및 전력 소비 및 저장 공간에 대한 시스템 제한에 따라 다릅니다.
코드 코스
물론, 장치에 임베디드 Linux를 설치하거나 RTOS에 플래시를 설치하고 하루를 호출 할 수는 없습니다. "비밀 소스"를 추가해야합니다.
이 시스템을 필요에 맞게 사용자 정의하는 코드 작성. 센서 판독 값을 업로드하기 위해 엔드 포인트와 키를 지정하는 것처럼 간단 할 수도 있고, 적절한 측정을 위해 에지에서 여러 맞춤형 프로토콜 스택과 정교한 AI 처리를 실행하는 것처럼 복잡 할 수도 있습니다. 어느 쪽이든 사용하는 언어와 도구는 지속적인 지원 및 유지 관리뿐 아니라 선행 개발 프로그램에 큰 영향을 미칩니다.
C 프로그래밍 언어는 거의 40 년 동안 기본값 이었지만 Rust 또는 MicroPython과 같은 메모리 안전 시스템 언어를 시도하는 것이 가치가있을 수 있습니다. 그러나 칩셋 또는 코어가 여기에서 원하는 선택을 처리 할 수없는 경우 돌아가서 다시 생각해야 할 수 있습니다.
클라우드 코스
대부분의 연결된 장치 개발에는 추후 분석을위한 데이터 수집과 "현장에서"장치를 제어하기위한 명령이 포함됩니다. 온 프레미스 시스템을 사용하는 대신 대규모 "클라우드"제공 업체가 제공하는 사전 구축 된 IoT 관리 및 데이터 스토리지 제품 중 하나로 이러한 컴퓨팅 요구 사항을 오프로드하는 것이 거의 보편적으로 합리적입니다.
하지만 어떤 클라우드 플랫폼을 선택하든 지속적인 지원 및 유지 관리와 통합의 초기 비용을 균형있게 조정해야합니다. 그리고 현장에서 제품의 전체 수명 동안 클라우드, 칩셋 및 연결 공급자의 지원이 필요하다는 점을 기억하십시오.
마지막으로… Comms 과정
코드에서 클라우드 공급자와 통신하는 데 사용할 기본 통신 프로토콜은 일반적으로 암호화 된 연결 지향 HTTP 링크를 통해 실행되는 텍스트 기반 (예 : JSON 또는 XML)입니다.
이러한 종류의 스택은 유비쿼터스이지만 (최신 웹 사이트가 구축되는 방식) 일반 텍스트 특성은 연결 및 칩셋 리소스에 대한 대역폭 요구 사항을 모두 증가 시키며 연결 지향 특성은 대기 시간이 긴 일부 무선 서비스와 잘못 상호 작용할 수 있습니다. 예를 들어 NB-IoT를 사용하여 초 저전력 모니터링 시스템을 설계하는 경우 CoAP와 같은 이진 연결없는 프로토콜이 더 나을 수 있습니다.
또한 잘 사용되고 실제 테스트를 거친 프로토콜 스택 (예 : Core 소프트웨어와 함께 제공되는 스택)에 의존 할 수있는 것이 직접 스핀을 시도하는 것보다 훨씬 낫습니다.
기억할 가치가있다
절대적인 것은 거의 없습니다 technology 그리고 항상 귀하의 요구 사항을 충족할 수 있는 다양한 솔루션이 있을 것입니다. 가장 효과적인 방법은 내부적으로, 외부 개발 파트너로부터 또는 하드웨어, 소프트웨어 또는 네트워크 제공업체와의 기존 관계를 통해 사용할 수 있는 예산, 기간 및 기술에 따라 달라집니다. 그러나 최고의 기술 솔루션이라 할지라도 가격, 사양, 가용성이 적절히 조합되어 제때에 시장에 출시되지 않으면 결코 승자가 될 수 없습니다.