Este artigo tem como objetivo apresentar os fundamentos da IoT ponto de vista de hardware. Para ser exato, todos devem conhecer o hardware e Programas aspectos da tecnologia com a qual estão trabalhando. Até mesmo os gerentes de produtos de IoT devem estar totalmente cientes dos elementos críticos necessários para o hardware de IoT..
1. O que é hardware IoT?
Fazer produtos com esta tecnologia não é tão simples quanto pode parecer porque o componente de hardware IoT determina o custo dos produtos IoT., desempenho, experiência, e aplicação. Infelizmente, apenas 20% dos profissionais de IoT conseguem lidar com essa parte porque as habilidades exigidas são muito diferentes daquelas de software. Devido ao recente avanço, a segurança também é uma preocupação ao trabalhar com circuitos de hardware de dispositivos vinculados.
2. Quais são os diferentes tipos de hardware usados na IoT?
Quase todos os dispositivos de hardware IoT têm os mesmos componentes fundamentais, independentemente do tipo de dispositivo criado. A seguir estão os três principais elementos de hardware usados nesta tecnologia:
Sensores: Eles coletam dados de dentro.
Microcontrolador: Um microcontrolador recebe dados de sensores, processa, e decide como responder a diversas formas de informação.
Médio: Alguns chips de rádio, protocolos de rede, e os módulos sem fio são os microcomponentes que permitem isso, movendo dados através de vários módulos de transmissão para a nuvem.
Dependendo de sua função, esses componentes fornecem uma variedade de experiências, mas esses três componentes constituem sua estrutura física.
Por exemplo, já que variáveis como a temperatura ambiente não variam rapidamente, o registro de dados do sensor em tempo real em um termostato não funcionará se outros parâmetros forem alterados em intervalos predeterminados.
Adicionalmente, a correia transportadora deve ser trocada frequentemente no setor de automação, pois a não observância desta recomendação pode resultar no aquecimento do motor e na emissão de fumaça. Isso ocorre porque as variações de carga podem fazer com que o motor comece a murmurar.
Aplicativos IoT não altere como os sensores, microcontroladores, ou função de componentes de comunicação. O sensor registrará vários HVAC (ar quente, ventilação, e ar frio) leituras de temperatura do sistema no primeiro cenário. Ele também registrará a frequência da correia transportadora que o acionador do motor produz no segundo cenário. A medição é melhorada e ajustada por um circuito regulador de sinal antes de ser enviada para o próximo bloco de construção. O microprocessador então processa os dados do sensor para funcionar de acordo com a temperatura ambiente ou a velocidade da correia transportadora, ao mesmo tempo que ajusta o controlador do motor. Em última análise, circuitos de mídia ou comunicação se conectam a recursos de computação em nuvem, que pode ajudar a analisar dados de sensores de correia transportadora ou informar aos proprietários sobre alterações na temperatura ambiente.
3. Como funcionam o hardware e software IoT
Os elementos essenciais de um sistema IoT
Hardware
A Internet das Coisas é composta por bilhões de objetos interligados, na maioria das vezes sensores e atuadores, que permitem que você perceba ou influencie o ambiente físico ao seu redor. Esses dispositivos precisam de recursos básicos de processamento e armazenamento, geralmente fornecido por microcontroladores, sistema em chips (SoC), ou matrizes de portas programáveis em campo (FPGAs). Eles também precisam de acesso à rede para retransmitir os dados que coletam.
Programação incorporada
Gadgets IoT são gadgets incorporados. Para prototipagem, eles podem fazer uso de plataformas comerciais de microcontroladores (como Arduino) antes de criar posteriormente suas placas de circuito impresso (PCB). Essas plataformas exigem experiência em design de circuitos, programação de microcontroladores, e uma compreensão completa dos protocolos de comunicação de hardware usados para vincular sensores e atuadores conectados ao microcontrolador, como seriado, 2C, ou SPI. Tipicamente, aplicativos incorporados são criados em C ++ ou C. No entanto, para desenvolver e expandir sistemas IoT, Python e JavaScript (para UIs e plataformas) estão ganhando popularidade.
Segurança
Na Internet das Coisas, a segurança é uma das preocupações mais críticas e está diretamente ligada à ética dos dados, privacidade, e responsabilidade. Cada estágio do projeto do sistema deve incluí-lo. O número de possíveis (ou real) a mídia de ataque se expande diariamente à medida que milhares de novos gadgets são vinculados. Com tanto em risco, ter habilidades de engenharia de segurança é essencial. Essas habilidades incluem avaliação de ameaças, hacking ético, criptografia, protegendo infraestruturas e aplicações de rede, monitoramento de eventos, registro de atividades, e inteligência sobre ameaças.
Rede e clustering
Devido ao grande número de dispositivos interligados e aos efeitos potenciais que as escolhas de design de rede podem ter em sistemas IoT implantados em grande escala, design e gerenciamento de rede são essenciais na IoT.
A infraestrutura em nuvem é utilizada em aplicativos IoT para implementação de lógica de negócios e processamento de dados, análise, e armazenamento. Os dispositivos podem interagir entre si e com programas e serviços baseados em nuvem graças à conectividade. O streaming de dados em tempo real e a agregação em nuvem são necessários para o funcionamento eficaz da Internet das Coisas, mesmo que a computação em nuvem e a Internet das Coisas sejam tecnologias completamente diferentes.
Análise e previsão de dados
Os desenvolvedores precisarão coletar de forma segura e confiável, loja, e analisar grandes volumes de dados heterogêneos provenientes de dispositivos IoT, uma vez que o número de dispositivos IoT que comunicam dados aumenta diariamente. Em vez de transmitir todos os dados para o servidor, pode ser útil filtrar ou excluir dados desnecessários na borda da rede, já que muitos dispositivos IoT produzir tempo- ou dados sensíveis à latência.
Inteligência artificial e aprendizado de máquina
A inteligência artificial e o aprendizado de máquina são componentes úteis dos sistemas IoT que podem ser usados para criar valor e utilizar a enorme quantidade de dados produzidos pelos dispositivos IoT.. Essas estratégias transmitem aprendizado de máquina, expondo os computadores a muitas informações sobre o assunto. Esses métodos podem ser usados para fazer análises preditivas em fluxos de dados de sensores em tempo real e gerar julgamentos autônomos com base nos dados recebidos.. Você pode usar o aprendizado de máquina para encontrar tendências ou anormalidades em dados históricos, que pode ajudá-lo a fazer julgamentos críticos.
Internet das Coisas e Indústria
A Internet Industrial das Coisas (IIoT), também conhecido como Indústria 4.0 e a Quarta Revolução Industrial (I4), surgiu como resultado da influência da IoT nos ecossistemas industriais (ou “IIoT”). Ativos industriais fisicamente ligados, como aqueles em oficinas de produção e ferramentas e procedimentos logísticos conectados, são referidos como um “ecossistema interconectado”.
4. Qual é o custo do hardware IoT
Como encontrar expectativas orçamentárias razoáveis para Projetos de IoT e como agregar valor.
Toda solução IoT existe para agregar valor. E o valor deve ser maior que o gasto. Criar um caso de negócios sólido deve ser sua prioridade como proprietário do produto. Conhecer o valor do seu caso de negócios ajuda a determinar o quão valiosa é a sua solução. (Isso não é simples por si só; entraremos em maior profundidade em breve.) No entanto, como você calcula o preço? Vamos dividir as despesas nesses três grupos:
• Custos do desenvolvimento
• Custo de produção
• Custos operacionais
A despesa inicial de criação de uma solução é chamada de custo de desenvolvimento. Isso representa principalmente as despesas de desenvolvimento de hardware e software especializado.
O custo por unidade para produzir um dispositivo IoT é conhecido como custo de produção. Custos associados às plantas, Programas, e hardware estão incluídos.
As despesas operacionais de um sistema IoT são chamadas de despesas operacionais. Taxas de hospedagem em nuvem e licenciamento de software estão incluídas.
Vamos examinar cada um individualmente.
Hardware IoT Custos do desenvolvimento
Cada solução IoT é única. Mas cada A solução IoT tem uma coisa em comum: todos eles precisam de hardware e software especializados. Adicionalmente, seria melhor se você criasse hardware e software. Os custos de desenvolvimento são incorridos. O nível de customização necessário determinará quanto custará o desenvolvimento.
O desenvolvimento de software costuma ser mais direto (e menos custoso). No entanto, já que há muitos softwares, custará mais construí-lo do que construiria hardware. Em algumas situações, software personalizado é necessário:
- Software embarcado personalizado (firmware) para trabalhar com hardware específico
- aplicativos individuais para smartphones
- front-end exclusivo (aplicativos para smartphones e web)
- Personalize a lógica de negócios no back-end.
- Software de integração para aplicações back-end especializadas
- Faça software de teste
O custo de desenvolvimento será de pelo menos $100,000 ou mais, já que muito software precisa ser modificado.
O custo de produção
As despesas de produção são incorridas quando o hardware é criado após a solução ter sido concebida. Os custos de produção podem ser divididos em:
- O custo de cada chip na placa de hardware está listado na lista de materiais (BOM).
- Custo de produção: O preço associado à fabricação de cada peça de hardware.
- Custo de testes de produção: o preço de colocar peças e máquinas à prova.
Custos operacionais
Os sistemas IoT precisam de servidores e software para funcionar. Esses servidores têm despesas operacionais. Na era da nuvem, alugar energia de computador é simples. Você pode começar pequeno e crescer facilmente com a nuvem conforme a demanda aumenta. Nem sempre é simples calcular a soma dessas despesas. Em geral, qualquer solução de back-end decente deve custar pelo menos $1,000 por mês.
Como alcançar a relação custo-eficácia
Optar pela opção barata não é rentável. Saber o que você deve criar e executá-lo corretamente é fundamental. Ser muito barato corre o risco de levar a um empreendimento fracassado. Ninguém quer isso. O segredo é manter a atenção no que é mais importante na solução ao longo do projeto:
- Minha abordagem fornece uma solução suficiente para o problema?
- Há pessoas suficientes com esse problema para que minha solução funcione?
Há 4 fases do método:
- Crie um caso de negócios. (Em outras palavras, forneça uma resposta para o seguinte: De quem é o problema que estou resolvendo, e quanto eles estão pagando agora para fazer isso?)
- Crie soluções testáveis
- Meu protótipo fornece uma solução para o Step 1 emitir?
- Etapas recorrentes
Estas são tarefas desafiadoras, e sua primeira tentativa não terá sucesso na resolução do problema. Falha, no entanto, não é uma coisa terrível neste momento, pois é um período de aprendizagem. Ele permite que você faça mais uma iteração, com cada um levando você um passo adiante em direção ao seu objetivo. Finalmente irá informá-lo sobre suas opções. Você pode determinar o valor da solução depois de saber o que construir.
Saber o valor torna tudo mais fácil:
Valor > Custo
Seu valor deve superar seu custo. É tão fácil.
5. Quais são as plataformas de hardware IoT
A plataforma de hardware para Particle Internet of Things
A única Plataforma IoT disponível agora que pode fornecer rede mesh para seu ambiente de desenvolvimento é o Particle. Particle oferece uma seleção de Internet das Coisas (IoT) pacotes de hardware que podem se conectar à rede através de Wi-Fi, celular (2G/3G/LTE), ou redes mesh. Adicionalmente, Particle oferece módulo de conectividade industrial que visa expandir aplicações IoT em nível corporativo.
O hardware PIoT também inclui ferramentas de desenvolvimento que permitem criar rapidamente aplicativos IoT baseados em nuvem e gerenciar remotamente código em dispositivos remotos. A plataforma Particle é mais adequada para prototipagem e pode ser usada para expandir uma coleção de itens vinculados.
Hardware Adafruit IoT – especificações de penas
Adafruit Feathers é uma coleção de adaptáveis, portátil, e placas de desenvolvimento leves para prototipagem dinâmica em dispositivos vestíveis ou móveis. O objetivo do Adafruit Feather é tornar mais simples para os desenvolvedores a troca de hardware. Asas de penas são enfeites feitos de penas que podem ser usados em vários tipos de penas..
Hardware Arduino IoT
O benefício do Arduino IoT é que eles oferecem ferramentas de software, suporte para bibliotecas de terceiros, uma seleção de sensores, e recursos e comunidades que podem ajudar com dúvidas.
Concentre-se na introdução de várias plataformas de hardware IoT na seção acima, e depois prossiga para o lançamento oficial do hardware IoT FS4412 da Huaqing Foresight Design. Internet dos automóveis, casas inteligentes, terminais industriais, etc., são exemplos de instruções de aplicação.
Exemplos de casos de aplicação são:
- Produtos para áudio e vídeo (tacógrafos, campainhas de vídeo, câmeras de rede para monitoramento e enfermagem, etc.)
- Produtos para engajamento e comunicação (televisão social, robôs, etc.)
- produtos para coleta de dados (escala de peso, termômetro, detector de ar, pulseira, etc.)
- itens para controle sem fio (caixas de som, purificadores de ar, fechaduras, etc.)
Os módulos CAN de suporte incluem: câmera de porta paralela, VGA, Módulo ZigBee, Módulo Wi-Fi, GPS, Bluetooth, AVIN, Câmera USB, teclado matricial, Módulo RFID, Barramento CAN/RS-485, retransmissão, string de extensão da porta serial, etc. Eles também cobrem a Internet das Coisas, campo industrial, terminal inteligente, instrumentação de robô, e outras aplicações.
6. Empresa de hardware IoT de renome mundialies
1. Cisco
Como a empresa de networking líder no mundo atualmente, A Cisco já possui uma quantidade significativa de recursos necessários para introduzir produtos no ecossistema IoT e começar a estabelecer conexões. De acordo com previsões internas, o Internet das Coisas (IoT) estará vinculado a 50 bilhões de dispositivos por 2020, e a Cisco sem dúvida terá algo para mostrar.
Agora é possível que as empresas se conectem, monitor, e controlar dispositivos anteriormente desconectados e melhorar a segurança física e a proteção de ativos e dados digitais graças aos sistemas Cisco IoT e muitas outras tecnologias de infraestrutura IoT que atingiram a maturidade.
2. NO&T: a principal operadora de Internet das Coisas do mundo
Uma das maiores empresas de telecomunicações do mundo, NO&T, fez questão de oferecer serviços de rede para a Internet das Coisas. Vários projetos inovadores de cidades foram anunciados pela AT&T, incluindo o Cidade Inteligente IoT Framework e um novo conjunto de ferramentas para desenvolvedores de IoT.
O terceiro gigante é GE, um líder prodigioso na transformação digital eficaz das indústrias convencionais.
Elétrica geral (GE) está entre eles, o que não é inesperado. Ge oferece uma variedade de soluções de hardware e software que têm sido utilizadas com sucesso no setor “Internet das Coisas”.
Junto, GE e Cisco criaram um conjunto de aplicativos que a Cisco pode usar para instalar equipamentos de fabricação de qualidade GE em ambientes de TI seguros. Além disso, as duas empresas criaram um padrão de referência para arquitetura de rede da Internet das Coisas. Este é um plano de como a infraestrutura de rede da Cisco pode ser usada em conjunto com as soluções industriais digitais da GE para coletar dados dos equipamentos no chão de fábrica..
3. Bosch, o verdadeiro líder da indústria automotiva
A Internet das Coisas é a principal área de foco da pesquisa e desenvolvimento da Bosch. A Bosch é conhecida como fabricante alemã de itens automotivos favoritos para uso doméstico e, mais recentemente, uma plataforma em nuvem e uma variedade de produtos de software.
As aspirações IoT da empresa baseiam-se no sistema IoT da Bosch. Algumas pesquisas da Bosch afirmam que o sistema IoT da Bosch ajuda a conectar os produtos das empresas convencionais à Internet e é confiável, seguro, acessível, e simples de escalar. Também oferece suporte a aplicações lógicas para serviços de valor agregado.
4. A Intel é mais do que simplesmente um fabricante de chips de computador.
Embora a Intel continue sendo o maior fabricante de chips do mundo, as repercussões das falhas de seus smartphones pressionaram a empresa a encontrar outras fontes de receita. Desde 2013, quando estabeleceu uma unidade de negócios específica de IoT, A Intel demonstrou vontade e força para se tornar líder de mercado na indústria de IoT.
