Dit artikel heeft tot doel de basisprincipes van IoT hardware-standpunt. Om precies te zijn, iedereen moet de hardware kennen en software aspecten van de technologie waarmee ze werken. Zelfs IoT-productmanagers moeten zich grondig bewust zijn van de kritische elementen die nodig zijn voor IoT-hardware.
1. Wat is IoT-hardware?
Het maken van producten met deze technologie is niet zo eenvoudig als het lijkt, omdat de IoT-hardwarecomponent de kosten van IoT-producten bepaalt, prestatie, ervaring, en toepassing. Helaas, alleen 20% van de IoT-professionals kan dit onderdeel aan, omdat de vereiste vaardigheden heel anders zijn dan die voor software. Vanwege de recente vooruitgang, veiligheid is ook een punt van zorg bij het werken met de hardwarecircuits van gekoppelde apparaten.
2. Wat zijn de verschillende soorten hardware die in IoT worden gebruikt??
Bijna alle IoT-hardwareapparaten hebben dezelfde fundamentele componenten, ongeacht het soort apparaat dat wordt gemaakt. Hieronder volgen de drie belangrijkste hardware-elementen die in deze technologie worden gebruikt:
Sensoren: Ze verzamelen gegevens van binnenuit.
Microcontroller: Een microcontroller ontvangt gegevens van sensoren, verwerkt het, en beslist hoe te reageren op verschillende vormen van informatie.
Medium: Sommige radiochips, netwerkprotocollen, en draadloze modules zijn de microcomponenten die dit mogelijk maken door gegevens over verschillende transmissiemodules naar de cloud te verplaatsen.
Afhankelijk van hun functie, deze componenten bieden een verscheidenheid aan ervaringen, maar deze drie componenten vormen hun fysieke structuur.
Bijvoorbeeld, omdat variabelen zoals de kamertemperatuur niet snel variëren, Real-time registratie van sensorgegevens in een thermostaat werkt niet als andere parameters met vooraf bepaalde intervallen worden gewijzigd.
Aanvullend, In de automatiseringssector moet de transportband vaak worden vervangen, omdat dit anders tot gevolg kan hebben dat de motor oververhit raakt en rook vrijkomt. Dit komt omdat variaties in de belasting ervoor kunnen zorgen dat de motor begint te ruisen.
IoT-toepassingen verander niets aan de manier waarop sensoren, microcontrollers, of communicatiecomponenten functioneren. De sensor registreert verschillende HVAC (warme lucht, ventilatie, en koude lucht) systeemtemperatuurmetingen in het eerste scenario. In het tweede scenario wordt ook de frequentie van de lopende band geregistreerd die de motorbestuurder produceert. De meting wordt verbeterd en aangepast door een signaalregelcircuit voordat deze naar het volgende bouwblok wordt gestuurd. De microprocessor verwerkt vervolgens de sensorgegevens om te functioneren op basis van de omgevingstemperatuur of de snelheid van de transportband, terwijl ook de motorcontroller wordt aangepast. Uiteindelijk, media- of communicatiecircuits zijn gekoppeld aan cloud computing-bronnen, wat kan helpen bij het analyseren van gegevens van transportbandsensoren of om eigenaren te vertellen over hun gewijzigde kamertemperatuur.
3. Hoe werken IoT-hardware en -software
De essentiële elementen van een IoT-systeem
Hardware
Het Internet of Things bestaat uit miljarden gekoppelde objecten, meestal sensoren en actuatoren, waarmee u de fysieke omgeving om u heen kunt waarnemen of beïnvloeden. Deze apparaten hebben basisverwerkings- en opslagmogelijkheden nodig, meestal geleverd door microcontrollers, systeem-op-chips (SoC), of in het veld programmeerbare poortarrays (FPGA's). Ze hebben ook netwerktoegang nodig om de gegevens die ze verzamelen door te geven.
Ingebouwde programmering
IoT-gadgets zijn ingebedde gadgets. Voor prototypen, ze kunnen gebruik maken van commerciële microcontrollerplatforms (zoals Arduino) voordat ze vervolgens hun printplaten creëerden (PCB's). Deze platforms vereisen expertise op het gebied van circuitontwerp, programmeren van microcontrollers, en een grondige kennis van de hardwarecommunicatieprotocollen die worden gebruikt om aangesloten sensoren en actuatoren met de microcontroller te verbinden, zoals serieel, 2C, of SPI. Typisch, Embedded applicaties worden gemaakt in C ++ of C. Echter, voor het ontwikkelen en uitbreiden van IoT-systemen, Python en JavaScript (voor gebruikersinterfaces en platforms) winnen aan populariteit.
Beveiliging
In het internet der dingen, beveiliging is een van de meest kritische zorgen en houdt rechtstreeks verband met data-ethiek, privacy, en verantwoordelijkheid. Elke fase van het systeemontwerp moet dit omvatten. Het aantal mogelijke (of feitelijk) aanvalsmedia breiden zich dagelijks uit naarmate duizenden nieuwe gadgets aan elkaar worden gekoppeld. Met zoveel gevaar, Het hebben van vaardigheden op het gebied van beveiligingstechniek is essentieel. Tot deze vaardigheden behoort onder meer het inschatten van dreigingen, ethisch hacken, encryptie, het beschermen van netwerkinfrastructuren en applicaties, monitoring van gebeurtenissen, activiteitenregistratie, en dreigingsinformatie.
Netwerken en clusteren
Vanwege het enorme aantal gekoppelde apparaten en de potentiële effecten die netwerkontwerpkeuzes kunnen hebben op ingezette grootschalige IoT-systemen, netwerkontwerp en -beheer zijn essentieel in het IoT.
Cloudinfrastructuur wordt gebruikt in IoT-toepassingen voor de implementatie van bedrijfslogica en gegevensverwerking, analyse, en opslag. Apparaten kunnen dankzij connectiviteit met elkaar en met cloudgebaseerde programma's en diensten communiceren. Realtime datastreaming en cloudaggregatie zijn noodzakelijk voor de effectieve werking van het Internet of Things, ook al zijn cloud computing en het internet der dingen totaal verschillende technologieën.
Gegevensanalyse en prognoses
Ontwikkelaars moeten veilig en betrouwbaar gegevens verzamelen, winkel, en analyseer enorme hoeveelheden heterogene gegevens afkomstig van IoT-apparaten, aangezien het aantal IoT-apparaten dat gegevens communiceert dagelijks toeneemt. In plaats van alle gegevens naar de server te verzenden, het kan nuttig zijn om onnodige gegevens aan de rand van het netwerk te filteren of te verwijderen IoT-apparaten tijd produceren- of latentiegevoelige gegevens.
Kunstmatige intelligentie en machinaal leren
Kunstmatige intelligentie en machinaal leren zijn nuttige componenten van IoT-systemen die kunnen worden gebruikt om waarde te creëren en de enorme hoeveelheid gegevens te gebruiken die door IoT-apparaten worden geproduceerd.. Deze strategieën zorgen voor machinaal leren door computers bloot te stellen aan veel informatie over het probleem. Deze methoden kunnen worden gebruikt om in realtime voorspellende analyses uit te voeren op sensorgegevensstromen en om autonome beoordelingen te genereren op basis van binnenkomende gegevens. U kunt machine learning gebruiken om trends of afwijkingen in historische gegevens te vinden, die u kunnen helpen kritische oordelen te vellen.
Internet der dingen en industrie
Het industriële internet der dingen (IIoT), ook gekend als Industrie 4.0 en de Vierde Industriële Revolutie (ik4), is ontstaan als gevolg van de invloed van IoT op industriële ecosystemen (of “IIoT”). Fysiek verbonden industriële activa, zoals die in productieateliers en daarmee samenhangende logistieke hulpmiddelen en procedures, worden een ‘onderling verbonden ecosysteem’ genoemd.
4. Wat zijn de kosten van IoT-hardware
Hoe u redelijke budgetverwachtingen kunt vinden voor IoT-projecten en hoe je waarde kunt toevoegen.
Elke IoT-oplossing bestaat om waarde te bieden. En de waarde moet groter zijn dan de kosten. Het maken van een solide business case zou uw prioriteit moeten zijn als producteigenaar. Als u de waarde van uw business case kent, kunt u bepalen hoe waardevol uw oplossing is. (Dit is op zichzelf niet eenvoudig; we zullen er binnenkort dieper op ingaan.) Echter, hoe bereken je de prijs? Laten we de uitgaven in deze drie groepen verdelen:
• Ontwikkelingskosten
• Productie kosten
• Operatie kosten
De initiële kosten voor het creëren van een oplossing worden de ontwikkelingskosten genoemd. Dit vertegenwoordigt grotendeels de kosten van de ontwikkeling van gespecialiseerde hardware en software.
De kosten per eenheid voor de productie van een IoT-apparaat staan bekend als de productiekosten. Kosten verbonden aan planten, software, en hardware zijn inbegrepen.
Bedrijfskosten voor een IoT-systeem worden operationele kosten genoemd. Kosten voor cloudhosting en softwarelicenties zijn inbegrepen.
Laten we ze allemaal afzonderlijk onderzoeken.
IoT-hardware Ontwikkelingskosten
Elke IoT-oplossing is uniek. Maar elke De IoT-oplossing heeft één ding gemeen: ze hebben allemaal gespecialiseerde hardware en software nodig. Aanvullend, het zou het beste zijn als je hardware en software zou maken. Er worden kosten gemaakt voor ontwikkeling. De mate van maatwerk die nodig is, bepaalt hoeveel de ontwikkeling gaat kosten.
Softwareontwikkeling is vaak eenvoudiger (en minder kostbaar). Echter, omdat er veel software is, het zal meer kosten om het te bouwen dan om hardware te bouwen. In een paar situaties, maatwerksoftware is noodzakelijk:
- Aangepaste embedded software (firmware) werken met specifieke hardware
- individuele smartphone-apps
- unieke front-end (smartphone- en webapplicaties)
- Pas de bedrijfslogica aan de backend aan.
- Integratiesoftware voor gespecialiseerde back-end-applicaties
- Testsoftware maken
De ontwikkelingskosten zullen minimaal zijn $100,000 of meer omdat veel van de software moet worden aangepast.
De productiekosten
Er worden productiekosten gemaakt wanneer de hardware wordt gemaakt nadat de oplossing is bedacht. De productiekosten kunnen worden opgesplitst in:
- De kosten van elke chip op het hardwarebord staan vermeld in de stuklijst (BOM).
- Kosten van productie: De prijs die gepaard gaat met het maken van elk stuk hardware.
- Kosten van productietesten: de prijs van het testen van onderdelen en machines.
Operatie kosten
IoT-systemen hebben servers en software nodig om te kunnen functioneren. Deze servers hebben exploitatiekosten. In het tijdperk van de cloud, computerkracht huren is eenvoudig. U kunt klein beginnen en eenvoudig met de cloud meegroeien naarmate de vraag toeneemt. Het is niet altijd eenvoudig om de som van deze uitgaven te berekenen. In het algemeen, elke fatsoenlijke back-endoplossing zou u op zijn minst moeten kosten $1,000 per maand.
Hoe kosteneffectiviteit te bereiken
De goedkope optie kiezen is niet kosteneffectief. Weten wat u moet creëren en dit vervolgens op de juiste manier uitvoeren, is van cruciaal belang. Als u te goedkoop bent, bestaat het gevaar dat dit tot een mislukte onderneming leidt. Dat wil niemand. Het geheim is om gedurende het hele project uw aandacht te houden op wat het belangrijkst is aan de oplossing:
- Biedt mijn aanpak een voldoende oplossing voor het probleem??
- Hebben genoeg mensen dit probleem, dan zou mijn oplossing werken?
Er zijn 4 fasen in de methode:
- Maak een businesscase. (Met andere woorden, geef een reactie op het volgende: Wiens probleem moet ik oplossen, en hoeveel betalen ze daar nu voor??)
- Creëer testbare oplossingen
- Biedt mijn prototype een oplossing voor de Step 1 probleem?
- Terugkerende stappen
Dit zijn uitdagende taken, en uw eerste poging zal niet succesvol zijn bij het oplossen van het probleem. Mislukking, Echter, is op dit moment geen verschrikkelijke zaak, aangezien het een leerperiode is. Hiermee kunt u nog een iteratie uitvoeren, waarbij ze u allemaal een stap verder brengen naar uw doel. Het zal u uiteindelijk informeren over uw opties. U kunt de waarde van de oplossing bepalen nadat u weet wat u moet bouwen.
Het kennen van de waarde maakt het gemakkelijk:
Waarde > Kosten
Uw waarde moet groter zijn dan uw kosten. Het is zo makkelijk.
5. Wat zijn de IoT-hardwareplatforms
Het hardwareplatform voor Particle Internet of Things
De enige IoT-platform Particle is nu beschikbaar en kan mesh-netwerken leveren aan de ontwikkelomgeving. Particle biedt een selectie van Internet of Things (IoT) hardwarepakketten die via Wi-Fi verbinding kunnen maken met het netwerk, mobiel (2G/3G/LTE), of mesh-netwerken. Aanvullend, Particle biedt een module voor industriële connectiviteit die bedoeld is om IoT-toepassingen op bedrijfsniveau uit te breiden.
De PIoT-hardware bevat ook ontwikkelingstools waarmee u snel cloudgebaseerde IoT-apps kunt bouwen en op afstand code op externe apparaten kunt beheren. Het Particle-platform is het meest geschikt voor prototyping en kan worden gebruikt om een verzameling gekoppelde items uit te breiden.
Adafruit IoT-hardware — veerspecificaties
Adafruit Feathers is een verzameling aanpasbare, draagbaar, en lichtgewicht ontwikkelborden voor dynamische prototyping op draagbare of mobiele apparaten. Het doel van Adafruit Feather is om het voor ontwikkelaars eenvoudiger te maken om hardware uit te wisselen. Verenvleugels zijn versieringen gemaakt van veren die op verschillende soorten veren kunnen worden gebruikt.
Arduino IoT-hardware
Het voordeel van Arduino IoT is dat ze softwaretools bieden, ondersteuning voor bibliotheken van derden, een selectie van sensoren, en bronnen en gemeenschappen die kunnen helpen bij vragen.
Focus op de introductie van verschillende IoT-hardwareplatforms in het bovenstaande gedeelte, en ga dan verder met de officiële lancering van de FS4412 IoT-hardware van Huaqing Foresight Design. Internet van auto's, slimme huizen, industriële terminals, enz., zijn voorbeelden van toepassingsrichtingen.
Voorbeelden van de toepassingsgevallen zijn:
- Producten voor audio en video (tachografen, videodeurbellen, netwerkcamera's voor bewaking en verpleging, enz.)
- Producten voor betrokkenheid en communicatie (sociale televisie, robots, enz.)
- producten voor het verzamelen van gegevens (weegschaal, thermometer, lucht detector, armband, enz.)
- artikelen voor draadloze bediening (luidsprekers, luchtreinigers, deursloten, enz.)
Ondersteunende CAN-modules omvatten: parallelle poortcamera, VGA, Zigbee-module, WIFI-module, GPS, Bluetooth, AVIN, USB-camera, matrixtoetsenbord, RFID-module, CAN/RS-485-bus, relais, extensiereeks voor seriële poort, enz. Ze hebben ook betrekking op het internet der dingen, industrieel gebied, intelligente terminal, robot-instrumentatie, en andere toepassingen.
6. Wereldberoemd IoT-hardwarebedrijfij
1. Cisco
Als het toonaangevende netwerkbedrijf ter wereld op dit moment, Cisco beschikt al over een aanzienlijk deel van de middelen die nodig zijn om goederen in het IoT-ecosysteem te introduceren en verbindingen tot stand te brengen. Volgens interne voorspellingen, de internet van dingen (IoT) zal worden gekoppeld 50 miljard apparaten door 2020, en Cisco zal er ongetwijfeld iets voor hebben.
Bedrijven kunnen nu verbinding maken, monitor, en controleer voorheen losgekoppelde apparaten en verbeter de fysieke beveiliging en de bescherming van digitale activa en gegevens dankzij Cisco IoT-systemen en vele andere IoT-infrastructuurtechnologieën die volwassen zijn geworden.
2. BIJ&T: de grootste Internet of Things-provider ter wereld
Eén van de grootste telecombedrijven ter wereld, BIJ&T, heeft er een punt van gemaakt om netwerkdiensten aan te bieden voor het internet der dingen. AT heeft verschillende innovatieve stadsprojecten aangekondigd&T, inclusief de IoT slimme stad Framework en een nieuwe set IoT-ontwikkelaarstools.
De derde kolos is GE, een wonderbaarlijke leider in de effectieve digitale transformatie van conventionele industrieën.
Algemeen Elektrisch (GE) behoort tot hen, wat niet onverwacht is. Ge biedt een verscheidenheid aan hardware- en softwareoplossingen die met succes zijn gebruikt in de ‘Internet of Things’-sector.
Samen, GE en Cisco hebben een reeks apps gemaakt die Cisco kan gebruiken om productieapparatuur van GE-kwaliteit in veilige IT-omgevingen te installeren. In aanvulling, de twee bedrijven hebben een referentiestandaard gecreëerd voor de netwerkarchitectuur van Internet of Things. Dit is een plan voor hoe de netwerkinfrastructuur van Cisco kan worden gebruikt in combinatie met de digitale industriële oplossingen van GE om gegevens te verzamelen van de apparatuur op de fabrieksvloer.
3. Bosch, de echte marktleider voor auto's
Het Internet of Things is het voornaamste aandachtsgebied voor het onderzoek en de ontwikkeling van Bosch. Bosch staat bekend als een Duitse producent van favoriete auto-artikelen in het huishouden, recenter, een cloudplatform en een verscheidenheid aan softwareproducten.
De IoT-aspiraties van het bedrijf zijn gebaseerd op het Bosch IoT-systeem. Sommige onderzoeken van Bosch beweren dat het Bosch IoT-systeem helpt bij het verbinden van de goederen van conventionele bedrijven met internet en betrouwbaar is, zeker, betaalbaar, en eenvoudig te schalen. Het biedt ook ondersteuning voor logische toepassingen voor diensten met toegevoegde waarde.
4. Intel is meer dan alleen een fabrikant van computerchips.
Al blijft Intel de grootste chipfabrikant ter wereld, De gevolgen van het falen van zijn smartphones hebben het bedrijf onder druk gezet om andere inkomstenbronnen te vinden. Sinds 2013, toen het een specifieke IoT-bedrijfseenheid oprichtte, Intel heeft zowel de wil als de kracht getoond om marktleider te worden in de IoT-industrie.
