Jika anda ditanya apakah asas perusahaan internet of things (EIoT), apakah yang anda akan katakan? Bagi mereka yang terlibat dalam pembangunan IoT, jawapannya ialah sistem terbenam. Sudah tentu, ini adalah sistem terbenam yang memungkinkan untuk "memerah keluar" nilai daripada data korporat yang tidak teratur. Ini menyebabkan beberapa syarikat memilih untuk menyesuaikan persekitaran mereka dan bukannya membeli produk luar. Itulah sebabnya bahagian perkakasan IoT dengan ketara mengatasi jenis produk lain dalam pasaran IoT.
Ia secara semula jadi membuka peluang baharu untuk reka bentuk PCB, serta cabaran baharu. Reka bentuk PCB sebahagian besarnya menentukan sama ada ekosistem ini memenuhi keperluan perniagaan untuk ekosistem IoT, tetapi ia juga mempengaruhi keseluruhan kitaran hayat penyelesaian masa depan, menentukan kebolehsuaiannya terhadap persekitaran perniagaan yang berubah-ubah dan mengikuti arah aliran yang berkembang. Bagaimanakah anda membina jambatan yang boleh dipercayai antara matlamat perniagaan dan papan apabila mereka bentuk penyelesaian IoT perusahaan? Baca terus untuk mengetahui.
Lima tiang reka bentuk PCB EIoT
Sebarang penyelesaian IoT yang akan dilaksanakan dalam perusahaan dijangka mengambil kelebihan daya saing daripada data sambil mempunyai kos pemilikan yang mencukupi. Ia digunakan secara meluas untuk mengoptimumkan proses perniagaan melalui keputusan dipacu data, melanjutkan kitaran hayat peralatan melalui keupayaan penyelenggaraan ramalan dan menjalankan automasi lanjutan melalui pemprosesan data masa nyata.
Oleh itu, sebarang reka bentuk PCB untuk projek EIoT adalah berdasarkan lima tiang:
- Pemerolehan data daripada objek/persekitaran
- Pemindahan data ke format digital dan pemprosesannya
- Reaksi pintar berasaskan data
- Analisis data yang mendalam
- Kesalinghubungan yang komprehensif
Secara selari, pereka bentuk PCB mesti menyelesaikan beberapa isu yang dikaitkan terutamanya dengan kos penyelesaian akhir, dengan mengambil kira pelbagai senario operasi serta persekitaran kerja.
Cabaran dan penyelesaian reka bentuk PCB EIoT
Ekosistem IoT cenderung menjadi lebih bijak, tetapi ia bukan satu-satunya cabaran yang perlu diselesaikan oleh reka bentuk PCB. Ia juga perlu menangani persekitaran perniagaan dan permintaan industri yang sentiasa berubah, yang bermaksud menetapkan keutamaan dengan betul. Memandangkan ini, kami mengesyorkan agar anda mendekati pelaksanaan reka bentuk PCB dari perspektif faedah peringkat tinggi berikut.
Fleksibiliti
Fleksibiliti adalah salah satu vektor utama untuk evolusi pembuatan hari ini. Peluang untuk menyesuaikan penyelesaian kepada perubahan keadaan sebahagian besarnya menentukan nilainya di pasaran. Ini memaksa penyelesaian EIoT menjadi pelbagai fungsi dan menawarkan pelbagai pilihan sambungan. Ia telah menjadi berharga untuk sistem terbenam untuk memasukkan pelbagai antara muka, seperti suhu, getaran dan penderia cahaya, audio dan video I/O dan pelbagai antara muka memori. Untuk memudahkan konfigurasi dan kemas kini, anda dinasihatkan untuk melaksanakan kedua-dua USB dan OTA. Fleksibiliti hebat sedemikian membolehkan pembangun aplikasi memaparkan antara muka yang diperlukan, menyusun semula proses operasi dengan lancar dan bereksperimen dengan sistem apabila ia sudah berjalan.
Perkara yang sama berlaku untuk ketersambungan. Pelbagai protokol wayarles menawarkan rangkaian pilihan sambungan dan konfigurasi. Walau bagaimanapun, mereka harus menjadi pelengkap. Sebagai contoh, Zigbee membenarkan automasi yang lancar dalam persekitaran pembuatan, manakala Wi-Fi menggalakkan kawalan yang dipertingkatkan. Apa yang penting di sini ialah mengimbangi jarak kecil dan protokol kelajuan dengan jarak jauh dan kelajuan tinggi untuk menyediakan lebih banyak pilihan, seperti Bluetooth+ LTE-M.
Nilai analitikal
Perniagaan memerlukan ramalan yang lebih tepat melalui alat analisis lanjutan, yang membawa data untuk memenuhi lebih banyak keperluan berbanding sebelum ini. Integriti isyarat tidak boleh diragui. Data heterogen mungkin termasuk isyarat analog, aliran video dan sebagainya, yang mesti disatukan. Data daripada berbilang protokol mesti diubah menjadi protokol standard seperti MQTT dan OPC UA. Sebagai contoh, pelaksanaan protokol ICP/CFX membantu dengan format data yang seragam.
Keperluan seterusnya adalah untuk memberi peluang untuk menyambungkan peranti tepi untuk menganalisis dan mempraproses data berharga sebelum menghantarnya ke awan. Nilai itu juga mendedahkan pengurangan kos penggunaan sambungan dengan menapis jumlah data mentah, serta pengurangan kependaman melalui delegasi beberapa bukti kelayakan asas membuat keputusan kepada peranti tepi.
Selain itu, semakin banyak aplikasi IoT melaksanakan rangkaian saraf untuk analisis data. Ini adalah cara biasa untuk pemeriksaan visual IoT melalui ketepatan yang luar biasa dan ROI yang pantas. Masalahnya ialah rangkaian saraf memerlukan sumber yang intensif teknologi yang melambatkan prestasi apabila sistem terlebih beban. Isu mungkin berlaku dengan tindakan pengguna atau dengan kualiti analitis. Walaupun terdapat kecenderungan umum untuk penggunaan kuasa yang rendah, analitik lanjutan memerlukan CPU yang berkuasa atau pelaksanaan ASIC atau SoC khusus untuk pengkomputeran AI dengan penggunaan tenaga yang rendah.
Pengoptimuman penggunaan kuasa
Apabila ia berkaitan dengan aplikasi IoT perusahaan, semua kaedah untuk mengurangkan penggunaan kuasa dalam PCB berfungsi di sini, kerana pemprosesan IoT dan alat analisis adalah sangat memakan tenaga. Sebagai contoh, mod tidur untuk yang tidak digunakan modul mengurangkan penggunaan kuasa dalam aplikasi tertentu, manakala penggunaan pengawal selia pensuisan membantu memanjangkan hayat bateri. Apabila memilih antara antara muka standard dan rendah tenaga, tanpa ragu-ragu, pilih yang kedua. Bluetooth Tenaga Rendah (BLE) dan Zigbee mungkin membantu di sini.
Untuk mengimbangi penggunaan kuasa, adalah berkesan untuk menyediakan sumber tenaga alternatif yang kekal. Tenaga boleh juga dituai melalui kaedah termoelektrik, elektromagnet, frekuensi radio, piezoelektrik, fotovoltaik dan lain-lain.
Kebolehcapaian dan ketahanan
Keperluan untuk menyediakan kawasan yang sukar dijangkau mengesahkan manfaat berbilang protokol wayarles dalam satu papan. Untuk tujuan ini, syarikat mungkin menggunakan rangkaian jaringan BLE yang juga mengatasi halangan seperti dinding dan terowong. Ia boleh menyambungkan lebih banyak peranti daripada jaring mesh lain, tetapi meningkatkan jumlah data yang dihantar boleh menyebabkan kelewatan. Oleh itu, setiap protokol mempunyai kelebihan dan sekatannya, tetapi dengan menyediakan lebih banyak pilihan, anda menyediakan lebih banyak penyelesaian yang berpotensi untuk perusahaan.
Perkara lain yang dikaitkan dengan persekitaran penggunaan ialah peranti IoT sering memerlukan pengumpulan data daripada objek bergerak atau bergetar, yang mendorong perlindungan lanjutan untuk sistem sedemikian. Ini terutama berlaku untuk industri logistik dan automotif. Sebagai tambahan kepada pengesyoran standard tentang cara melindungi papan, adalah layak untuk menggunakan bingkai anti-getaran. Walaupun ia meningkatkan kos penyelesaian akhir, ia meningkatkan peluang untuk data dikumpul sepenuhnya walaupun selepas kemalangan.
Di manakah reka bentuk PCB EIoT boleh memanfaatkan pengalaman IoT pengguna?
IoT Perusahaan bukan sahaja sistem analisis atau peralatan pembuatan termaju tetapi juga peranti boleh pakai dan didayakan HMI apabila ia melibatkan interaksi dengan orang ramai. Pengalaman pengguna yang kaya elektronik industri boleh dan harus digunakan untuk pembangunan ekosistem IoT di perusahaan yang berinteraksi dengan orang ramai, seperti aplikasi penjagaan kesihatan atau keselamatan pekerja.
Faktor utama peranti IoT pengguna ialah kemudahan penggunaannya, yang mempengaruhi reka bentuk PCB terlebih dahulu. Ini bermakna keperluan berikut mesti dipenuhi untuk reka bentuk PCB:
- Kekompakan. Buat masa ini, untuk menyediakan saiz peranti yang kecil, pembangun boleh menggunakan PCB flex dan berketumpatan tinggi-saling sambungan yang turut membolehkan mereka menyesuaikan diri dengan bentuk dan bentuk peranti masa hadapan.
- Tak bising. Ia diperlukan untuk komunikasi lancar antara peranti terlebih dahulu. Sebarang bunyi elektrik atau pantulan perlu disingkirkan dalam PCB, yang mungkin memerlukan penggunaan penapis hingar dan perintang redaman.
- Ketahanan. Untuk memastikan peranti tahan lama, terdapat keperluan untuk mensimulasikan keadaan penggunaan dan melaksanakan skim pampasan yang sesuai.
Berbeza dengan pengguna, yang melibatkan penyambungan yang boleh pakai terutamanya kepada telefon, mungkin terdapat keperluan untuk boleh pakai EIoT untuk menghantar maklumat ke peranti lain, kepada kawalan panel dan ke awan untuk analisis lanjut. Selain itu, peralatan yang lebih kompleks direka untuk mengumpul data heterogen tentang kesihatan manusia. Oleh itu, ini mengukuhkan isu pelbagai fungsi untuk peranti kecil itu.
Cadangan
- Apabila mereka bentuk PCB untuk EIoT, pertimbangkan faedah peringkat tinggi dan arah aliran industri, seperti keperluan yang dipertingkatkan untuk kualiti analitik, fleksibiliti pengeluaran dan IoT pelbagai guna.
- Tugas utama untuk pereka PCB aplikasi IoT perusahaan adalah untuk mencapai keseimbangan antara pelbagai fungsi dan penggunaan tenaga yang rendah.
- Pertimbangkan inovasi teknologi untuk lebih banyak keupayaan pengkomputeran aplikasi AI.
- Gunakan pengalaman daripada pengguna IoT untuk meningkatkan kebolehgunaan bagi aplikasi berorientasikan manusia, seperti penjagaan kesihatan atau penyelesaian IoT keselamatan pekerja.