'การปรุงผลิตภัณฑ์ที่เชื่อมต่อ'

การเพิ่มอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับพอร์ตโฟลิโอของคุณอาจเป็นเรื่องท้าทาย Jonathan Pallant ดูวิธีการเลือก 'ส่วนผสมที่สมบูรณ์แบบ'

อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อมักจะนั่งอยู่ที่ส่วนท้ายสุดของสเปกตรัมระบบฝังตัวที่ซับซ้อนมากขึ้นโดยไม่คำนึงว่าจะรวบรวมข้อมูลเซ็นเซอร์ด้วยตัวเองหรือเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่มีอยู่แล้ว

ความซับซ้อนของพวกเขาเกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบสามส่วนของพวกเขา: ส่วนท้องถิ่นซึ่งสร้างข้อมูลหรือต้องการการควบคุมบางอย่าง ระบบไกลซึ่งบันทึกข้อมูลและ / หรือให้คำแนะนำ และการเชื่อมต่อระหว่างกันซึ่งโดยปกติจะดำเนินการในระยะทางไกลและมักจะสังเกตเห็นได้ (และแม้แต่ขัดจังหวะ) โดยบุคคลที่สามที่ไม่น่าไว้วางใจ

อย่างไรก็ตามความซับซ้อนเหล่านี้มักจะมีน้ำหนักเกินดุลจากการมีส่วนร่วมของลูกค้าที่ดีขึ้นข้อมูลเชิงลึกทางธุรกิจโดยละเอียดและแม้แต่รูปแบบเชิงพาณิชย์ใหม่ทั้งหมดที่สามารถทำได้

ความสมดุลที่ดีระหว่างความซับซ้อนและฟังก์ชันหมายความว่าการสร้างอุปกรณ์เชื่อมต่อที่เหมาะสมมักจะเป็นศิลปะส่วนหนึ่งหรือวิทยาศาสตร์ส่วนหนึ่ง ในความเป็นจริงมันเหมือนกับการทำอาหารมื้อใหญ่ - มีหลายวิธีที่จะนำส่วนผสมหลักและอาหารมารวมกัน บางส่วนสามารถประกอบได้ค่อนข้างเร็วในขณะที่บางส่วนจะใช้เวลาและความพยายามมากกว่าเพื่อให้สมบูรณ์แบบ แต่อาจเหมาะกับรสนิยมของใครบางคนมากกว่า

แนวทางหนึ่งคือการแยกกระบวนการพัฒนา IoT ออกเป็นทางเลือกที่เฉพาะเจาะจง แต่เชื่อมโยงกันโดยพื้นฐาน แต่มันไม่ใช่เรื่องง่ายเสมอไปที่จะตัดสินใจว่าจะตัดสินใจเลือกสิ่งใดก่อนและมีความเสี่ยงเสมอที่การตัดสินใจในช่วงต้นอาจ จำกัด ตัวเลือกในภายหลังของคุณและทำให้ทั้งระบบไม่เหมาะสม

เราได้จัดกลุ่มตัวเลือกเหล่านี้โดยรวมเป็นหกด้านที่แตกต่างกันเพื่อพิจารณาเมื่อวางแผน 'งานฉลอง' IoT ที่สมบูรณ์แบบ

การเชื่อมต่อน่าจะเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีที่สุดเนื่องจากเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่ข้อเสนออื่น ๆ ที่เหลืออยู่รอบตัว อาหารจานหลักถ้าคุณต้องการ

หลักสูตรการเชื่อมต่อ

การเชื่อมต่อที่สำคัญ เทคโนโลยี ข้อกำหนดสำหรับผลิตภัณฑ์กำหนดโดยต้นทุนการใช้พลังงานช่วงอัตราข้อมูลและเวลาแฝง แต่ท้ายที่สุดแล้วพวกเขาก็เชื่อมโยงเข้าด้วยกันโดยกฎฟิสิกส์และเศรษฐศาสตร์ และเทคโนโลยีทั้งหมดในปัจจุบันมีอยู่ในจุดที่น่าสนใจโดยเฉพาะภายในพื้นที่หลายมิตินี้

ระบบส่วนใหญ่อาจต้องใช้การเชื่อมต่อไร้สายเพื่อเข้าถึงอินเทอร์เน็ต ซึ่งโดยทั่วไปมีความน่าเชื่อถือน้อยกว่าและมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการใช้การเชื่อมต่อแบบมีสาย มาตรฐานไร้สายเกือบทั้งหมดเกี่ยวข้องกับอุปกรณ์อย่างน้อยสองชั้น ได้แก่ ส่วนประกอบที่เล็กกว่าและใช้พลังงานน้อยกว่า (เช่น โทรศัพท์มือถือ) และเกตเวย์ที่ใหญ่กว่าและมีพลังงานสูงกว่า (เช่น Wi-Fi เราเตอร์) คุณต้องพิจารณาความเป็นเจ้าของและความน่าเชื่อถือของเกตเวย์เหล่านั้นด้วย โดยเปรียบเทียบระหว่างเราเตอร์ Wi-Fi ของเจ้าของบ้านกับการเข้าถึงเครือข่ายมือถือ

ไม่ว่าคุณจะไปทางไหนการพึ่งพามาตรฐานการเชื่อมต่อที่มีอยู่ซึ่งมีการยอมรับจากตลาดในวงกว้างมากกว่าการพัฒนาบางสิ่งตั้งแต่เริ่มต้น

หลักสูตรชิปเซ็ต

สิ่งแรกที่ต้องตัดสินใจคือเลือกใช้ชิปเซ็ตที่รวมโปรเซสเซอร์หน่วยความจำและวิทยุหรือจะรวมส่วนผสมหลายอย่างเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพราคาและการใช้พลังงานที่เหมาะสม

หากคุณต้องการการเชื่อมต่อเซลลูลาร์ที่ใช้พลังงานต่ำไม่ว่าจะเป็น LTE-M หรือ NB-IoT อุปกรณ์อย่าง Nordic nRF9160 คือชุด CPU, RAM, Flash, GPS และโมเด็มที่น่าสนใจ แต่ถ้าคุณสามารถจ่าย PCB พื้นที่คุณอาจต้องการความยืดหยุ่นของ "มาตรฐาน" ไมโครคอนโทรลเลอร์ และ LTE แยก โมดูล. เรื่องที่คล้ายกันนี้ใช้ได้กับมาตรฐานไร้สาย เช่น Wi-Fi และบลูทูธ ซึ่งมีไมโครคอนโทรลเลอร์พร้อมวิทยุในตัว และยังมีโมดูลโมเด็มแบบสแตนด์อโลนด้วย

แน่นอนว่าอุปกรณ์ IoT ไม่ได้ทำงานบนไมโครคอนโทรลเลอร์พื้นฐานเท่านั้น มีตัวอย่างมากมายที่พลังและความสามารถทางเทคนิคของระบบที่ใช้เคอร์เนลลินุกซ์เต็มรูปแบบเป็นตัวเลือกที่เหมาะสมแม้ว่าจะมีผลกระทบต่อการใช้พลังงานพื้นที่และภาระการสนับสนุนซอฟต์แวร์ก็ตาม

หลักสูตรแกนกลาง

ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการนำซอฟต์แวร์ที่มีอยู่แล้ว (โดยพื้นฐานคือ“ IP ของบุคคลที่สาม”) รวมถึงเคอร์เนลของระบบปฏิบัติการ (หรือระบบปฏิบัติการแบบเรียลไทม์); ไดรเวอร์ชิปเซ็ต และชุดรองรับบอร์ด (BSP) ซึ่งปรับแต่งไดรเวอร์เหล่านั้นสำหรับการออกแบบ PCB ของคุณโดยเฉพาะ

ผู้จำหน่ายชิปเซ็ตมักจะให้ Software Development Kit (SDK) ฟรีที่มีทั้งหมดนี้ แต่ควรจำไว้ว่า SDK นี้อาจใช้ไม่ได้กับซิลิกอนของคนอื่นซึ่งจำกัดความสามารถของคุณในการเปลี่ยนซัพพลายเออร์ในอนาคต หากเป็นเช่นนั้นอาจพิจารณาข้อเสนอที่เป็นกลางสำหรับผู้ขายเช่น Amazon FreeRTOS หรือ Microsoft's ThreadX

ระบบที่ใช้ Linux ก็มีตัวเลือกที่คล้ายกันเช่นกันโดยมักจะมี "การแจกจ่าย" ฟรีเพื่อช่วยให้คุณเริ่มต้นได้ แต่คุณอาจต้องการม้วนของคุณเองหรือใช้การกระจาย Linux แบบทั่วไปมากกว่าเช่น Ubuntu Smart Start หรือ Fedora IoT ทุกอย่างขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยระยะเวลาในการพัฒนาและข้อ จำกัด ของระบบเกี่ยวกับการใช้พลังงานและพื้นที่จัดเก็บข้อมูล

หลักสูตรรหัส

แน่นอนคุณไม่สามารถติดตั้ง Linux แบบฝังบนอุปกรณ์ของคุณหรือแฟลชบน RTOS และเรียกมันว่าวัน คุณจะต้องเพิ่ม“ ซอสสูตรลับ” โดย

การเขียนโค้ดเพื่อปรับแต่งระบบนี้ตามความต้องการของคุณ ซึ่งอาจทำได้ง่ายเพียงแค่ระบุจุดสิ้นสุดและปุ่มเพื่ออัปโหลดการอ่านของเซ็นเซอร์หรือซับซ้อนพอ ๆ กับการรันโปรโตคอลสแต็คตามสั่งหลายชุดและการประมวลผล AI ที่ซับซ้อนที่ขอบเพื่อการวัดที่ดี ไม่ว่าจะด้วยวิธีใดภาษาและเครื่องมือที่คุณใช้จะมีผลกระทบอย่างมากต่อโปรแกรมการพัฒนาล่วงหน้าของคุณตลอดจนการสนับสนุนและการบำรุงรักษาที่กำลังดำเนินอยู่

ภาษาการเขียนโปรแกรม C เป็นค่าเริ่มต้นมาเกือบ 40 ปีแล้ว แต่อาจมีคุณค่าในการลองใช้ภาษาระบบที่ปลอดภัยของหน่วยความจำเช่น Rust หรือแม้แต่ MicroPython แต่หากคุณพบว่าชิปเซ็ตหรือ Core ของคุณไม่สามารถรองรับตัวเลือกที่คุณต้องการได้ที่นี่คุณอาจต้องกลับไปคิดใหม่

หลักสูตรคลาวด์

การพัฒนาอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการรวบรวมข้อมูลเพื่อการวิเคราะห์ในภายหลังและการออกคำสั่งเพื่อควบคุมอุปกรณ์“ ในสนาม” เป็นเรื่องที่สมเหตุสมผลที่จะลดความต้องการด้านคอมพิวเตอร์นี้ไปยังหนึ่งในการจัดการ IoT ที่สร้างไว้ล่วงหน้าและข้อเสนอการจัดเก็บข้อมูลที่มีให้จากผู้ให้บริการ“ คลาวด์” รายใหญ่แทนที่จะใช้ระบบภายในองค์กร

ไม่ว่าคุณจะเลือกใช้แพลตฟอร์มระบบคลาวด์แบบใดคุณจะต้องสร้างสมดุลระหว่างค่าใช้จ่ายล่วงหน้าของการผสานรวมกับการสนับสนุนและการบำรุงรักษาที่กำลังดำเนินอยู่ และอย่าลืมว่าคุณจะต้องได้รับการสนับสนุนจากผู้ให้บริการคลาวด์ชิปเซ็ตและการเชื่อมต่อตลอดอายุการใช้งานผลิตภัณฑ์ของคุณในภาคสนาม

และสุดท้าย ... หลักสูตร Comms

โปรโตคอลการสื่อสารเริ่มต้นที่รหัสของคุณจะใช้เพื่อพูดคุยกับผู้ให้บริการระบบคลาวด์ของคุณมักจะเป็นแบบข้อความ (เช่น JSON หรือ XML) ที่ทำงานผ่านลิงก์ HTTP ที่เน้นการเชื่อมต่อแบบเข้ารหัส

ในขณะที่สแต็กประเภทนี้แพร่หลาย (เป็นวิธีการสร้างเว็บไซต์ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน) ลักษณะข้อความธรรมดาจะเพิ่มความต้องการแบนด์วิดท์ในการเชื่อมต่อและทรัพยากรชิปเซ็ตของคุณและลักษณะที่มุ่งเน้นการเชื่อมต่อสามารถโต้ตอบกับบริการไร้สายที่มีความหน่วงแฝงสูง ตัวอย่างเช่นหากคุณกำลังออกแบบระบบตรวจสอบพลังงานต่ำพิเศษโดยใช้ NB-IoT คุณอาจจะดีกว่าด้วยโปรโตคอลที่ไม่มีการเชื่อมต่อแบบไบนารีเช่น CoAP

นอกจากนี้ความสามารถในการพึ่งพาโพรโทคอลสแต็คที่ใช้งานได้ดีและได้รับการทดสอบในโลกแห่งความเป็นจริง (เช่นที่มาพร้อมกับซอฟต์แวร์หลักของคุณ) เกือบจะดีกว่าการพยายามหมุนด้วยตัวเอง

มันควรค่าแก่การจดจำ

มีสัมบูรณ์อยู่ไม่กี่อย่าง เทคโนโลยี และจะมีโซลูชั่นมากมายที่ตรงตามความต้องการของคุณเสมอ สิ่งที่ดีที่สุดจะขึ้นอยู่กับงบประมาณ ช่วงเวลา และทักษะที่คุณมีภายในองค์กร จากพันธมิตรการพัฒนาภายนอก หรือผ่านความสัมพันธ์ที่มีอยู่กับฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์ หรือผู้ให้บริการเครือข่าย แต่แม้แต่โซลูชันทางเทคนิคที่ดีที่สุดก็ไม่มีทางเป็นผู้ชนะได้ เว้นแต่จะออกสู่ตลาดตรงเวลาและด้วยการผสมผสานราคา ข้อมูลจำเพาะ และความพร้อมจำหน่ายที่เหมาะสมด้วย