'Bağlantılı bir ürün hazırlamak'

Portföyünüze bağlı bir cihaz eklemek zor olabilir. Jonathan Pallant 'mükemmel malzemelerin' nasıl seçileceğini inceliyor.

Bağlı cihazlar, sensör verilerini kendi başlarına toplamalarına veya önceden var olan ekipmanlarla arayüz oluşturmalarına bakılmaksızın, gömülü sistem spektrumunun daha karmaşık ucunda yer alma eğilimindedir.

Karmaşıklıkları, kendilerini oluşturan üç parça arasındaki etkileşimden kaynaklanmaktadır: verileri üreten veya bir miktar kontrole ihtiyaç duyan yerel parça; verileri kaydeden ve/veya talimatları sağlayan uzak sistem; ve genellikle büyük bir mesafe boyunca işleyen ve genellikle güvenilmez üçüncü şahıslar tarafından gözlemlenebilen (ve hatta kesilebilen) aralarındaki bağlantı.

Ancak bu karmaşıklıklar, gelişmiş müşteri etkileşimi, ayrıntılı iş öngörüleri ve hatta elde edilebilecek tamamen yeni ticari modeller ile çoğu zaman gölgede bırakılıyor.

Karmaşıklık ve işlev arasındaki ince denge, doğru türde bağlantılı cihazın oluşturulmasının çoğunlukla kısmen sanat, kısmen bilim olduğu anlamına gelir. Aslında bu, harika bir yemek pişirmeye benziyor; temel malzemeleri ve yemekleri bir araya getirmenin neredeyse sonsuz sayıda yolu var. Bazıları oldukça hızlı bir şekilde bir araya getirilebilirken, diğerlerinin mükemmelleştirilmesi daha fazla zaman ve çaba gerektirecektir, ancak hangisinin kişinin zevkine daha uygun olabileceği.

Yaklaşımlardan biri, Nesnelerin İnterneti geliştirme sürecini birkaç spesifik ancak temelde bağlantılı seçeneklere ayırmaktır. Ancak hangi kararların ilk önce alınacağına karar vermek her zaman kolay değildir ve erken bir kararın daha sonraki seçimlerinizi kısıtlayabilmesi ve tüm sistemin optimalin altında olmasına yol açabilmesi riski her zaman vardır.

Mükemmel IoT 'şölenini' planlarken dikkate alınması gereken bu seçenekleri aliteratif olarak altı farklı alanda gruplandırdık.

Bağlantı muhtemelen başlamak için en iyi yerdir, çünkü teklifin geri kalanının takıldığı temel bileşen budur. İsterseniz ana yemek.

Bağlantı Kursu

Anahtar bağlantı teknoloji ürünlere yönelik gereksinimler maliyet, güç tüketimi, menzil, veri hızı ve gecikmeye göre tanımlanır. Fakat sonuçta bunlar Fizik ve Ekonomi Kanunları ile birbirine bağlanır. Ve bugünün teknolojilerinin tümü, bu çok boyutlu uzayda kendilerine özel hassas noktalarda var oluyor.

Çoğu sistemin İnternet'e erişmek için muhtemelen kablosuz bağlantıya ihtiyacı olacaktır; bu ne yazık ki genellikle kablolu bağlantı kullanmaktan daha az güvenilirdir ve daha yüksek maliyetlidir. Hemen hemen tüm kablosuz standartlar en az iki sınıf cihaz içerir: daha küçük, daha düşük güçlü bir bileşen (cep telefonu gibi) ve daha büyük, daha yüksek güçlü bir ağ geçidi (bir cep telefonu gibi) Wi-Fi yönlendirici). Ayrıca, örneğin bir ev sahibinin Wi-Fi yönlendiricisi ile bir mobil ağa erişimi karşılaştırarak, bu ağ geçitlerinin sahipliğini ve güvenilirliğini de göz önünde bulundurmanız gerekir.

Hangi yöne giderseniz gidin, sıfırdan bir şey geliştirmek yerine geniş pazar kabulüne sahip mevcut bağlantı standartlarına güvenmek neredeyse her zaman daha iyidir.

Yonga Seti Kursu

Verilmesi gereken ilk karar, işlemciyi, belleği ve radyoyu birleştiren bir yonga setini mi tercih edeceğiniz, yoksa doğru performans, fiyat ve güç tüketimi karışımını elde etmek için birkaç bileşeni bir araya mı getireceğinizdir.

LTE-M veya NB-IoT ile düşük güçlü hücresel bağlantıya ihtiyacınız varsa Nordic nRF9160 gibi bir cihaz, CPU, RAM, Flash, GPS ve Modem'den oluşan ilgi çekici bir pakettir. Ama eğer maddi gücünüz yetiyorsa pcb bir “standart”ın esnekliğini tercih edebilirsiniz. mikro ve ayrı bir LTE modül. Benzer bir hikaye, dahili radyoyla birlikte mikro denetleyicilerin ve ayrıca bağımsız modem modüllerinin bulunduğu Wi-Fi ve Bluetooth gibi kablosuz standartlar için de geçerlidir.

Elbette IoT cihazları sadece temel mikrodenetleyicilerle çalışmıyor. Güç tüketimi, alan ve yazılım desteği yükü üzerindeki zincirleme etkilere rağmen, tam Linux Çekirdeği tabanlı bir sistemin gücünün ve teknik yeteneğinin doğru seçim olduğu birçok örnek vardır.

Temel Kurs

Bu aşama, aşağıdakiler de dahil olmak üzere önceden var olan yazılımın (esasen "üçüncü taraf IP") getirilmesini içerir: İşletim Sistemi (veya Gerçek Zamanlı İşletim Sistemi) çekirdeği; yonga seti sürücüleri; ve bu sürücüleri özel PCB tasarımınıza göre özelleştiren kart destek paketi (BSP).

Yonga seti satıcıları genellikle tüm bunları içeren ücretsiz bir Yazılım Geliştirme Kiti (SDK) sağlar. Ancak bu SDK'nın başka birinin silikonuyla çalışmayabileceğini ve gelecekte tedarikçi değiştirme yeteneğinizi sınırlayabileceğini hatırlamakta fayda var. Bu önemliyse Amazon FreeRTOS veya Microsoft'un ThreadX'i gibi satıcıdan bağımsız bir teklifi düşünebilirsiniz.

Linux tabanlı sistemler de benzer seçeneklere sahiptir; genellikle başlamanıza yardımcı olacak ücretsiz bir "dağıtım" ile. Ancak, kendi dağıtımınızı yapmayı veya Ubuntu Smart Start veya Fedora IoT gibi daha genel bir kullanıma hazır Linux dağıtımını kullanmayı tercih edebilirsiniz. Her şey güvenlik gereksinimlerinize, geliştirme zaman çizelgelerinize ve güç tüketimi ve depolama alanıyla ilgili sistem sınırlamalarına bağlıdır.

Kod Kursu

Elbette, cihazınıza gömülü Linux'u kurup veya bir RTOS'u flashlayıp bir gün sonra yapamazsınız. "Gizli sosu" şu şekilde eklemeniz gerekecek:

Bu sistemi ihtiyaçlarınıza göre özelleştirmek için kod yazmak. Bu, sensör okumalarını yüklemek için uç noktaları ve anahtarları belirlemek kadar basit veya iyi bir ölçüm için birden fazla özel protokol yığınını ve uçta gelişmiş yapay zeka işlemlerini çalıştırmak kadar karmaşık olabilir. Her iki durumda da kullandığınız dil ve araçlar, ön geliştirme programınızın yanı sıra devam eden destek ve bakım üzerinde de büyük bir etkiye sahip olacaktır.

C programlama dili neredeyse 40 yıldır varsayılan dildir, ancak belki de Rust veya MicroPython gibi bellek açısından güvenli bir sistem dilini denemenin bir değeri vardır. Ancak Yonga Setinizin veya Çekirdeğinizin burada tercih ettiğiniz seçimi karşılayamadığını fark ederseniz geri dönüp yeniden düşünmeniz gerekebilir.

Bulut Kursu

Bağlantılı cihaz geliştirmelerinin çoğu, daha sonra analiz edilmek üzere verilerin toplanmasını ve "sahadaki" cihazların kontrol edilmesi için komutların verilmesini içerir. Bu bilgi işlem gereksinimini şirket içi sistemleri kullanmak yerine büyük "bulut" sağlayıcılarının sunduğu önceden oluşturulmuş IoT yönetimi ve veri depolama tekliflerinden birine aktarmak neredeyse evrensel olarak mantıklıdır.

Hangi bulut platformunu seçerseniz seçin, entegrasyonun ön maliyetlerini sürekli destek ve bakımla dengelemeniz gerekir. Ve unutmayın, ürününüzün sahadaki kullanım ömrü boyunca bulut, yonga seti ve bağlantı sağlayıcılarınızın desteğine ihtiyacınız olacak.

Ve son olarak...İletişim Kursu

Kodunuzun Bulut sağlayıcınızla konuşmak için kullanacağı varsayılan İletişim protokolü genellikle şifreli bağlantı odaklı bir HTTP bağlantısı üzerinden çalışan metin tabanlı (JSON veya XML gibi) olacaktır.

Bu tür bir yığın her yerde bulunurken (mevcut web sitelerinin çoğu bu şekilde oluşturulmuştur), düz metin yapısı hem bağlantınızdaki hem de yonga seti kaynaklarınızdaki bant genişliği gereksinimlerini artırır ve bağlantı odaklı doğası, bazı yüksek gecikmeli kablosuz hizmetlerle kötü şekilde etkileşime girebilir. Örneğin, NB-IoT kullanarak ultra düşük güçlü bir izleme sistemi tasarlıyorsanız, CoAP gibi ikili bağlantısız bir protokol kullanmak daha iyi olabilir.

Ayrıca, iyi kullanılmış, gerçek dünyada test edilmiş bir protokol yığınına (Çekirdek yazılımınızla birlikte gelenler gibi) güvenebilmek, kendiniz döndürmeye çalışmaktan neredeyse kesinlikle daha iyi olacaktır.

Hatırlamakta fayda var

Çok az mutlak var teknoloji ve her zaman ihtiyaçlarınızı karşılayacak çeşitli çözümler olacaktır. Hangisinin en iyi sonuç vereceği, bütçelerinize, zaman çizelgelerinize ve şirket içinde, harici bir geliştirme ortağından veya donanım, yazılım veya ağ sağlayıcılarıyla mevcut ilişkiler aracılığıyla sahip olduğunuz becerilere bağlı olacaktır. Ancak en iyi teknik çözüm bile, zamanında ve doğru fiyat, spesifikasyon ve bulunabilirlik kombinasyonuyla pazara sürülmediği sürece asla kazanan olamaz.