Kurumsal nesnelerin internetinin (EIoT) temelinin ne olduğu sorulsaydı ne derdiniz? Nesnelerin İnterneti geliştirmeyle ilgilenenler için cevap gömülü sistemler olacaktır. Elbette bunlar, düzensiz kurumsal verilerden değer "sıkıştırmayı" mümkün kılan gömülü sistemlerdir. Bu, birçok şirketin hazır ürünleri satın almak yerine ortamlarını özelleştirmeyi tercih etmesine neden oluyor. Bu nedenle IoT donanımının payı, IoT pazarındaki diğer ürün türlerine göre önemli ölçüde üstün geliyor.
Doğal olarak PCB tasarımı için yeni fırsatların yanı sıra yeni zorlukların da kilidini açar. PCB tasarımı büyük ölçüde bu ekosistemin IoT ekosistemi için iş gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığını belirler, ancak aynı zamanda gelecekteki çözümün tüm yaşam döngüsünü de etkiler, değişen iş ortamlarına uyarlanabilirliğini belirler ve gelişen trendlere ayak uydurur. Kurumsal IoT çözümleri tasarlarken iş hedefleri ile yönetim kurulu arasında güvenilir bir köprüyü nasıl kurarsınız? Öğrenmek için okumaya devam edin.
EIoT PCB tasarımının beş sütunu
İşletmede uygulanacak herhangi bir IoT çözümünün, yeterli sahip olma maliyetine sahip olurken, verilerden rekabet avantajı sağlaması bekleniyor. Veriye dayalı kararlar yoluyla iş süreçlerini optimize etmek, tahmine dayalı bakım yetenekleri aracılığıyla ekipmanın yaşam döngüsünü uzatmak ve gerçek zamanlı veri işleme yoluyla gelişmiş otomasyonu çalıştırmak için yaygın olarak kullanılır.
Bu nedenle, bir EIoT projesine yönelik herhangi bir PCB tasarımı beş temele dayanmaktadır:
- Nesnelerden/ortamdan veri toplama
- Dijital formata veri aktarımı ve işlenmesi
- Veriye dayalı akıllı reaksiyonlar
- Derin veri analizi
- Kapsamlı bağlantı
Buna paralel olarak bir PCB tasarımcısının, çalışma ortamının yanı sıra çeşitli çalışma senaryolarını da göz önünde bulundurarak, öncelikle nihai çözümün maliyetiyle ilgili bir dizi sorunu çözmesi gerekir.
EIoT PCB tasarım zorlukları ve çözümleri
IoT ekosistemleri giderek daha akıllı hale geliyor ancak PCB tasarımının çözmesi gereken tek zorluk bu değil. Ayrıca sürekli değişen iş ortamını ve sektör taleplerini de karşılaması gerekiyor; bu da önceliklerin doğru şekilde belirlenmesi anlamına geliyor. Bunu göz önünde bulundurarak, PCB tasarımının uygulanmasına aşağıdaki üst düzey faydalar perspektifinden yaklaşmanızı öneririz.
Esneklik
Esneklik, günümüzde imalatın evriminin ana vektörlerinden biridir. Çözümü değişen koşullara uyarlama fırsatı büyük ölçüde pazardaki değerini belirler. Bu, EIoT çözümünün çok işlevli olmasını ve birden fazla bağlantı seçeneği sunmasını zorunlu kılar. Gömülü sistemlerin sıcaklık, titreşim ve ışık sensörleri, ses ve video giriş/çıkışları ve çeşitli bellek arayüzleri gibi çeşitli arayüzleri içermesi değerli hale geldi. Yapılandırmayı ve güncellemeleri basitleştirmek için hem USB hem de OTA'nın uygulanması tavsiye edilir. Bu kadar büyük bir esneklik, uygulama geliştiricilerinin gerekli arayüzleri oluşturmasına, operasyonel süreci sorunsuz bir şekilde yeniden organize etmesine ve sistem halihazırda çalışırken deneme yapmasına olanak tanır.
Aynı şey bağlantı için de geçerlidir. Çoklu kablosuz protokoller çeşitli bağlantı ve yapılandırma seçenekleri sunar. Ancak bunların tamamlayıcı olması gerekir. Örneğin Zigbee, üretim ortamında kesintisiz otomasyona izin verirken, Wi-Fi gelişmiş kontrolü teşvik eder. Burada önemli olan, Bluetooth+ LTE-M gibi daha fazla seçenek sunmak için kısa mesafe ve hız protokollerini uzak mesafe ve yüksek hız ile dengelemektir.
Analitik değer
İş dünyası, verilerin her zamankinden daha fazla gereksinimi karşılamasını sağlayan gelişmiş analiz araçları aracılığıyla daha kesin tahminlere ihtiyaç duyuyor. Sinyal bütünlüğünden şüphe edilmemelidir. Heterojen veriler, birleştirilmesi gereken analog sinyalleri, video akışlarını vb. içerebilir. Çoklu protokollerden gelen verilerin MQTT ve OPC UA gibi standart protokollere dönüştürülmesi gerekir. Örneğin, ICP/CFX protokolünün uygulanması tek tip bir veri formatına yardımcı olur.
Bir sonraki gereksinim, değerli verileri buluta göndermeden önce analiz etmek ve ön işlemek için uç cihazları bağlama fırsatı sağlamaktır. Değer aynı zamanda ham veri miktarının filtrelenmesiyle bağlantı kullanım maliyetinin azaltılmasının yanı sıra bazı temel karar verme kimlik bilgilerinin uç cihazlara devredilmesi yoluyla gecikmenin azaltılmasını da ortaya koyuyor.
Ayrıca giderek daha fazla IoT uygulaması veri analizi için sinir ağlarını kullanıyor. Bu, inanılmaz doğruluk ve hızlı yatırım getirisi yoluyla IoT görsel denetiminin yaygın bir yoludur. Buradaki sorun, sinir ağının kaynak yoğun olmasıdır teknoloji sistem aşırı yüklendiğinde performansı yavaşlatır. Bir kullanıcı işlemiyle veya analizin kalitesiyle ilgili sorunlar ortaya çıkabilir. Düşük güç tüketimine yönelik genel eğilime rağmen, gelişmiş analitik, güçlü bir CPU veya düşük enerji tüketimine sahip AI hesaplama için uzmanlaşmış bir ASIC veya SoC'nin uygulanmasını gerektirir.
Güç tüketimi optimizasyonu
Kurumsal IoT uygulamaları söz konusu olduğunda, IoT işleme ve analitik araçlar inanılmaz derecede enerji tükettiğinden, PCB içindeki güç tüketimini azaltmaya yönelik tüm yöntemler burada işe yarar. Örneğin kullanılmayanlar için uyku modu modül belirli bir uygulamadaki güç tüketimini azaltırken, anahtarlama regülatörlerinin kullanılması pil ömrünün uzatılmasına yardımcı olur. Standart ve düşük enerjili arayüzler arasında seçim yaparken şüphesiz ikincisini seçin. Bluetooth Düşük Enerji (BLE) ve Zigbee burada yardımcı olabilir.
Güç tüketimini dengelemek için kalıcı bir alternatif enerji kaynağı sağlamak etkili olacaktır. Enerji ayrıca termoelektrik, elektromanyetik, radyo frekansı, piezoelektrik, fotovoltaik ve diğer yöntemlerle de toplanabilir.
Erişilebilirlik ve dayanıklılık
Ulaşılması zor alanlara hizmet verme ihtiyacı, tek bir kartta birden fazla kablosuz protokolün faydasını doğruluyor. Bu amaçla şirketler, duvarlar ve tüneller gibi engelleri de aşan BLE örgü ağlarını tercih edebilir. Diğer mesh ağlara göre daha fazla cihazı bağlayabilir ancak iletilen veri hacminin arttırılması gecikmelere neden olabilir. Dolayısıyla her protokolün kendine göre avantajları ve kısıtlamaları vardır ancak daha fazla seçenek sunarak kuruma daha fazla potansiyel çözüm sunmuş olursunuz.
Kullanım ortamıyla ilgili diğer bir nokta da IoT cihazlarının sıklıkla hareketli veya titreşen nesnelerden veri toplanmasına ihtiyaç duymasıdır, bu da bu tür sistemler için gelişmiş koruma sağlar. Bu özellikle lojistik ve otomotiv endüstrileri için geçerlidir. Tahtanın nasıl korunacağına ilişkin standart öneriye ek olarak titreşim önleyici çerçevelerin kullanılması da faydalı olacaktır. Nihai çözümlerin maliyetini artırsa da kaza sonrasında dahi verilerin tam olarak toplanabilme şansını artırıyor.
EIoT PCB tasarımı tüketici IoT deneyiminden nerede yararlanabilir?
Kurumsal IoT yalnızca analitik sistemler veya gelişmiş üretim ekipmanları değil, aynı zamanda insanlarla etkileşim söz konusu olduğunda giyilebilir cihazlar ve HMI özellikli cihazlardır. Tüketicinin zengin deneyimi elektronik Sağlık veya işçi güvenliği uygulamaları gibi insanlarla etkileşim içinde olan işletmelerde IoT ekosistemlerinin geliştirilmesine endüstri uygulanabilir ve uygulanmalıdır.
Tüketici IoT cihazları için ana faktör kullanım kolaylığıdır ve bu da ilk olarak PCB tasarımını etkiler. Bu, PCB tasarımı için aşağıdaki gereksinimlerin karşılanması gerektiği anlamına gelir:
- Kompaktlık. Şimdilik, cihazın küçük boyutunu sağlamak için geliştiriciler, gelecekteki cihazın şekline ve şekline uyum sağlamalarına da olanak tanıyan esnek ve yüksek yoğunluklu ara bağlantı PCB'lerine başvurabilirler.
- Gürültüsüz. Öncelikle cihazlar arasında kesintisiz iletişim için gereklidir. Gürültü filtrelerinin ve sönümleme dirençlerinin kullanılmasını gerektirebilecek her türlü elektrik veya yansıma gürültüsünün PCB içerisinde ortadan kaldırılması gerekir.
- Dayanıklılık. Cihazın dayanıklı olmasını sağlamak için kullanım koşullarının simüle edilmesine ve uygun telafi planlarının uygulanmasına ihtiyaç vardır.
Giyilebilir cihazları esas olarak telefona bağlamayı içeren tüketicinin aksine, diğer cihazlara, kontrole bilgi iletmek için EIoT giyilebilir cihazlarına ihtiyaç duyulabilir. panel ve daha fazla analiz için buluta. Ayrıca insan sağlığına ilişkin heterojen verileri toplamak için daha karmaşık ekipmanlar tasarlanmıştır. Bu da küçük cihazın çok işlevli olması sorununu güçlendiriyor.
Öneriler
- EIoT için PCB tasarlarken, analitik kalitesi, üretim esnekliği ve çok amaçlı IoT için geliştirilmiş gereksinimler gibi üst düzey faydaları ve sektör trendlerini göz önünde bulundurun.
- Kurumsal IoT uygulamalarının PCB tasarımcısının ana görevi, çoklu işlevsellik ile düşük enerji tüketimi arasında bir denge kurmaktır.
- Yapay zeka uygulamalarının daha fazla bilgi işlem kapasitesi için teknolojik yenilikleri göz önünde bulundurun.
- Sağlık hizmetleri veya işçi güvenliği IoT çözümleri gibi insan odaklı uygulamaların kullanılabilirliğini artırmak için tüketici IoT deneyiminden yararlanın.