Tento článek si klade za cíl představit základy IoT hardwarové hledisko. Být přesný, každý musí znát hardware a software aspekty technologie, se kterou pracují. I produktoví manažeři IoT si musí být důkladně vědomi kritických prvků potřebných pro hardware IoT.
1. Co je hardware IoT?
Vytváření produktů s touto technologií není tak jednoduché, jak by se mohlo zdát, protože hardwarová komponenta internetu věcí určuje cenu produktů internetu věcí., výkon, Zkušenosti, a aplikace. bohužel, pouze 20% profesionálů IoT tuto část zvládne, protože požadované dovednosti se velmi liší od dovedností pro software. Vzhledem k nedávnému pokroku, bezpečnost je také problémem při práci s hardwarovými obvody propojených zařízení.
2. Jaké jsou různé typy hardwaru používaného v IoT?
Téměř všechna hardwarová zařízení IoT mají stejné základní komponenty, bez ohledu na druh zařízení, které je vytvořeno. Následují tři hlavní hardwarové prvky používané v této technologii:
Senzory: Sbírají data zevnitř.
Mikrokontrolér: Mikrokontrolér přijímá data ze senzorů, zpracovává to, a rozhoduje, jak reagovat na různé formy informací.
Střední: Nějaké rádiové čipy, síťových protokolů, a bezdrátové moduly jsou mikrokomponenty, které to umožňují přesouváním dat přes různé přenosové moduly do cloudu.
V závislosti na jejich funkci, tyto komponenty poskytují různé zážitky, ale tyto tři složky tvoří jejich fyzickou strukturu.
Například, protože proměnné jako pokojová teplota se nemění rychle, Záznam dat senzoru v reálném čase v termostatu nebude fungovat, pokud se v předem stanovených intervalech změní jiné parametry.
dodatečně, dopravníkový pás se musí v sektoru automatizace často měnit, protože jinak by mohlo dojít k zahřátí motoru a kouření. Je to proto, že kolísání zátěže může způsobit, že motor začne hučet.
IoT aplikace neměňte jak senzory, mikrokontroléry, nebo funkce komunikačních komponent. Senzor zaznamená různé HVAC (teplý vzduch, větrání, a studený vzduch) odečty teploty systému v prvním scénáři. Zaznamená také frekvenci dopravníkového pásu, kterou řidič motoru produkuje ve druhém scénáři. Měření je vylepšeno a upraveno obvodem regulace signálu před odesláním do dalšího stavebního bloku. Mikroprocesor poté zpracuje data senzoru tak, aby fungovala podle okolní teploty nebo rychlosti dopravníkového pásu a zároveň nastavila ovladač motoru. Nakonec, média nebo komunikační okruhy jsou propojeny se zdroji cloud computingu, které mohou pomoci analyzovat data ze snímačů dopravních pásů nebo informovat majitele o změněné pokojové teplotě.
3. Jak funguje IoT hardware a software
Základní prvky systému IoT
Hardware
Internet věcí se skládá z miliard propojených objektů, nejčastěji senzory a akční členy, které vám umožní vnímat nebo ovlivňovat fyzické prostředí kolem vás. Tato zařízení vyžadují základní schopnosti zpracování a ukládání, obvykle dodávané mikrokontroléry, systém na čipech (SoC), nebo programovatelná hradlová pole (FPGA). Potřebují také síťový přístup k přenosu dat, která shromažďují.
Vestavěné programování
IoT gadgety jsou vložené gadgety. Pro prototypování, mohou využívat komerční platformy mikrokontrolérů (jako Arduino) před následným vytvořením jejich desek plošných spojů (PCB). Tyto platformy vyžadují odborné znalosti v oblasti návrhu obvodů, programování mikrokontroléru, a důkladné pochopení hardwarových komunikačních protokolů používaných k propojení připojených senzorů a akčních členů s mikrokontrolérem, jako je seriál, 2C, nebo SPI. Typicky, vestavěné aplikace jsou vytvářeny v C ++ nebo C. nicméně, pro vývoj a rozšiřování IoT systémů, Python a JavaScript (pro uživatelská rozhraní a platformy) získávají na popularitě.
Bezpečnostní
V internetu věcí, bezpečnost je jedním z nejdůležitějších problémů a je přímo spojena s etikou dat, Soukromí, a zodpovědnost. Každá fáze návrhu systému to musí zahrnovat. Počet možných (nebo skutečné) útočná média se denně rozšiřují, protože jsou propojeny tisíce nových gadgetů. S tak velkým rizikem, mít dovednosti bezpečnostního inženýrství je zásadní. Tyto dovednosti zahrnují hodnocení hrozeb, etické hackování, šifrování, zabezpečení síťové infrastruktury a aplikací, monitorování událostí, protokolování aktivity, a zpravodajství o hrozbách.
Networking a clustering
Vzhledem k obrovskému počtu propojených zařízení a potenciálním účinkům, které mohou mít volby návrhu sítě na nasazené rozsáhlé systémy IoT, Návrh a správa sítě jsou v IoT zásadní.
Cloudová infrastruktura se využívá v aplikacích IoT pro implementaci obchodní logiky a zpracování dat, analýza, a skladování. Zařízení mohou interagovat mezi sebou a s cloudovými programy a službami díky konektivitě. Streamování dat v reálném čase a cloudová agregace jsou nezbytné pro efektivní fungování internetu věcí, i když cloud computing a internet věcí jsou zcela odlišné technologie.
Analýza dat a prognózy
Vývojáři budou muset bezpečně a spolehlivě shromažďovat, obchod, a analyzovat obrovské objemy heterogenních dat pocházejících ze zařízení IoT, protože počet zařízení IoT, která komunikují data, denně roste.. Místo přenosu všech dat na server, může být užitečné filtrovat nebo mazat nepotřebná data na okraji sítě, protože mnoho IoT zařízení vyrábět čas- nebo data citlivá na latenci.
Umělá inteligence a strojové učení
Umělá inteligence a strojové učení jsou užitečné součásti systémů IoT, které lze použít k vytváření hodnoty a využití obrovského množství dat produkovaných zařízeními IoT.. Tyto strategie předávají strojové učení tím, že vystavují počítače velkému množství informací o problému. Tyto metody lze použít k provádění prediktivní analýzy datových toků senzorů v reálném čase a generování autonomních úsudků na základě příchozích dat.. K nalezení trendů nebo abnormalit v historických datech můžete použít strojové učení, které vám mohou pomoci učinit kritické úsudky.
Internet věcí a průmysl
Průmyslový internet věcí (IIoT), také známý jako Průmysl 4.0 a čtvrtá průmyslová revoluce (I4), se objevil v důsledku vlivu internetu věcí na průmyslové ekosystémy (nebo „IIoT“). Fyzicky propojená průmyslová aktiva, jako jsou ty ve výrobních dílnách a souvisejících logistických nástrojích a postupech, jsou označovány jako „propojený ekosystém“.
4. Jaká je cena hardwaru IoT
Jak najít přiměřená rozpočtová očekávání pro IoT projekty a jak přidat hodnotu.
Každé řešení IoT existuje proto, aby poskytovalo hodnotu. A hodnota musí být větší než náklady. Vytvoření solidního obchodního případu by mělo být vaší prioritou jako vlastníka produktu. Znalost hodnoty vašeho obchodního případu vám pomůže určit, jak hodnotné je vaše řešení. (To samo o sobě není jednoduché; brzy půjdeme do větší hloubky.) nicméně, jak vypočítáš cenu? Rozdělme výdaje do těchto tří skupin:
• Náklady na vývoj
• Cena výroby
• Provozní náklady
Počáteční náklady na vytvoření řešení se nazývají náklady na vývoj. To většinou představuje náklady na vývoj specializovaného hardwaru a softwaru.
Náklady na jednotku na výrobu zařízení IoT jsou známé jako výrobní náklady. Náklady spojené s rostlinami, software, a hardware je součástí dodávky.
Provozní náklady na systém IoT se označují jako provozní náklady. Poplatky za cloud hosting a licencování softwaru jsou zahrnuty.
Prozkoumejme každý jednotlivě.
Hardware IoT Náklady na vývoj
Každé IoT řešení je jedinečné. Ale každý Řešení IoT má jedno společné: všechny potřebují specializovaný hardware a software. dodatečně, nejlepší by bylo, kdybyste vytvořili hardware a software. Vznikají náklady na vývoj. Potřebná úroveň přizpůsobení určí, kolik bude vývoj stát.
Vývoj softwaru je často přímočařejší (a méně nákladné). nicméně, protože existuje spousta softwaru, jeho vybudování bude stát více než konstrukce hardwaru. V několika situacích, je nutný přizpůsobený software:
- Přizpůsobený vestavěný software (firmware) pracovat s konkrétním hardwarem
- jednotlivé aplikace pro chytré telefony
- unikátní front-end (chytré telefony a webové aplikace)
- Přizpůsobte obchodní logiku na zadní straně.
- Integrační software pro specializované back-endové aplikace
- Vytvořte testovací software
Náklady na vývoj budou minimálně $100,000 nebo více, protože mnoho softwaru se musí upravit.
Výrobní náklady
Výrobní náklady vznikají, když je hardware vytvořen poté, co bylo navrženo řešení. Výrobní náklady lze rozdělit na:
- Cena každého čipu na hardwarové desce je uvedena v kusovníku (kusovník).
- Cena výroby: Cena spojená s výrobou každého kusu hardwaru.
- Náklady na testování výroby: cena za provedení dílů a strojů.
Provozní náklady
Systémy IoT potřebují ke svému fungování servery a software. Tyto servery mají provozní náklady. V éře cloudu, pronájem počítače je jednoduchý. Můžete začít v malém a jednoduše růst s cloudem, jak roste poptávka. Spočítat součet těchto výdajů není vždy jednoduché. Obecně, každé slušné back-endové řešení by vás mělo stát minimálně $1,000 za měsíc.
Jak dosáhnout nákladové efektivity
Přejít na levnou možnost není nákladově efektivní. Vědět, co musíte vytvořit a poté to správně provést, je zásadní. Být příliš levný vede k nebezpečí, že to povede k neúspěšnému úsilí. To nikdo nechce. Tajemství spočívá v tom, že během projektu budete věnovat pozornost tomu, co je na řešení nejdůležitější:
- Poskytuje můj přístup dostatečné řešení problému?
- Má tento problém dostatek lidí, aby moje řešení fungovalo?
Existují 4 fáze v metodě:
- Vytvořte obchodní případ. (Jinými slovy, poskytnout odpověď na následující: Čí problém řeším, a kolik za to právě teď platí?)
- Vytvářejte testovatelná řešení
- Poskytuje můj prototyp řešení pro krok 1 problém?
- Opakující se kroky
Jsou to náročné úkoly, a váš první pokus nebude úspěšný při řešení problému. Selhání, nicméně, není v této době nic hrozného, protože je to období učení. Umožňuje vám provést ještě jednu iteraci, přičemž každý z nich vás posune o krok dále k vašemu cíli. Nakonec vás bude informovat o vašich možnostech. Hodnotu řešení můžete určit poté, co víte, co postavit.
Znalost hodnoty to usnadňuje:
Hodnota > Náklady
Vaše hodnota by měla převážit vaše náklady. Je to tak snadné.
5. Co jsou hardwarové platformy IoT
Hardwarová platforma pro částicový internet věcí
Jediný IoT platforma nyní k dispozici, která může poskytnout síťovou síť do svého vývojového prostředí, je Particle. Particle nabízí výběr z internetu věcí (IoT) hardwarové balíčky, které se mohou připojit k síti prostřednictvím Wi-Fi, buněčný (2G/3G/LTE), nebo mesh sítí. dodatečně, Particle nabízí modul pro průmyslovou konektivitu, který je určen k rozšíření aplikací IoT na podnikové úrovni.
Hardware PIoT také obsahuje vývojové nástroje, které vám umožní rychle vytvářet cloudové aplikace IoT a vzdáleně spravovat kód na vzdálených zařízeních.. Platforma Particle je nejvhodnější pro prototypování a lze ji použít k rozšíření kolekce propojených položek.
Hardware Adafruit IoT — specifikace lemování
Adafruit Feathers je kolekce adaptabilních, přenosný, a lehké vývojové desky pro dynamické prototypování na nositelných nebo mobilních zařízeních. Cílem Adafruit Feather je usnadnit vývojářům výměnu hardwaru. Péřová křídla jsou ozdoby vyrobené z peří, které lze použít na různé druhy peří.
Hardware IoT Arduino
Výhodou Arduino IoT je, že nabízejí softwarové nástroje, podpora knihoven třetích stran, výběr senzorů, a zdroje a komunity, které mohou pomoci s dotazy.
V části výše se zaměřte na představení několika hardwarových platforem IoT, a poté přejděte k oficiálnímu uvedení hardwaru FS4412 IoT společnosti Huaqing Foresight Design. Internet automobilů, chytré domácnosti, průmyslové terminály, atd., jsou příklady aplikačních směrů.
Příklady případů aplikace jsou:
- Produkty pro audio a video (tachografy, video zvonky, síťové kamery pro monitorování a ošetřování, atd.)
- Produkty pro zapojení a komunikaci (sociální televize, robotů, atd.)
- produkty pro sběr dat (váhová stupnice, teploměr, detektor vzduchu, náramek, atd.)
- položky pro bezdrátové ovládání (Řečníci, čističky vzduchu, dveřní zámky, atd.)
Mezi podpůrné moduly CAN patří: kamera s paralelním portem, VGA, Zigbee modul, WIFI modul, GPS, Bluetooth, AVIN, USB fotoaparát, maticová klávesnice, RFID modul, Sběrnice CAN/RS-485, relé, řetězec rozšíření sériového portu, atd. Pokrývají také internet věcí, průmyslový obor, inteligentní terminál, přístrojové vybavení robotů, a další aplikace.
6. Světově uznávaná hardwarová společnost IoTie
1. Cisco
Jako v současnosti přední síťová firma na světě, Cisco již má značné množství zdrojů potřebných k zavedení zboží do ekosystému internetu věcí a zahájení navazování spojení. Podle interních prognóz, a Internet věcí (IoT) bude spojeno s 50 miliard zařízení 2020, a Cisco bude mít nepochybně co ukázat.
Firmy se nyní mohou připojit, monitor, a ovládat dříve odpojená zařízení a zlepšit fyzické zabezpečení a ochranu digitálních aktiv a dat díky systémům Cisco IoT a mnoha dalším technologiím infrastruktury IoT, které dosáhly vyspělosti..
2. NA&T: nejlepšího poskytovatele internetu věcí na světě
Jedna z největších telekomunikačních společností na světě, NA&T, se rozhodla nabízet síťové služby pro internet věcí. AT oznámilo několik inovativních městských projektů&T, včetně IoT Smart City Framework a novou sadu vývojářských nástrojů IoT.
Třetím monstrem je GE, je úžasným lídrem v efektivní digitální transformaci konvenčních průmyslových odvětví.
General Electric (GE) je mezi nimi, což není nečekané. Ge nabízí řadu hardwarových a softwarových řešení, která byla úspěšně použita v sektoru „Internet of Things“..
Spolu, GE a Cisco vytvořily sadu aplikací, které může Cisco používat k instalaci kvalitního výrobního zařízení GE v bezpečných IT prostředích. Navíc, obě společnosti vytvořily referenční standard pro síťovou architekturu internetu věcí. Toto je plán, jak lze síťovou infrastrukturu společnosti Cisco využít ve spojení s digitálními průmyslovými řešeními společnosti GE ke sběru dat ze zařízení v továrně..
3. Bosch, skutečným lídrem v automobilovém průmyslu
Internet věcí je primární oblastí, na kterou se zaměřuje výzkum a vývoj společnosti Bosch. Bosch je známý jako německý výrobce oblíbených domácích automobilových předmětů a, poslední dobou, cloudovou platformu a řadu softwarových produktů.
Aspirace společnosti IoT jsou postaveny na systému Bosch IoT. Některé výzkumy společnosti Bosch tvrdí, že systém Bosch IoT pomáhá při připojování zboží konvenčních podniků k internetu a je spolehlivý., zajistit, cenově dostupné, a jednoduchý na měřítko. Nabízí také podporu logických aplikací pro služby s přidanou hodnotou.
4. Intel je více než jen výrobce počítačových čipů.
I když Intel zůstává největším výrobcem čipů na světě, důsledky selhání jeho smartphonů vyvinuly tlak na společnost, aby našla jiné zdroje příjmů. Od té doby 2013, když založila konkrétní obchodní jednotku IoT, Intel prokázal vůli i sílu stát se lídrem na trhu v odvětví IoT.
