Целью данной статьи является изложение основ Интернет вещей аппаратная точка зрения. Если быть точным, каждый должен знать аппаратное обеспечение и программное обеспечение аспекты технологии, с которой они работают.. Даже менеджеры по продуктам IoT должны быть полностью осведомлены о критических элементах, необходимых для оборудования IoT..
1. Что такое оборудование Интернета вещей?
Создание продуктов с использованием этой технологии не так просто, как может показаться, поскольку аппаратная составляющая IoT определяет стоимость IoT-продуктов., производительность, опыт, и приложение. К сожалению, только 20% профессионалов IoT могут справиться с этой частью, поскольку требуемые навыки сильно отличаются от навыков работы с программным обеспечением.. В связи с недавним продвижением, безопасность также является проблемой при работе с аппаратными схемами связанных устройств..
2. Какие типы оборудования используются в IoT??
Почти все аппаратные устройства Интернета вещей имеют одни и те же фундаментальные компоненты., независимо от типа созданного устройства. Ниже приведены три основных аппаратных элемента, используемых в этой технологии.:
Датчики: Они собирают данные изнутри.
Микроконтроллер: Микроконтроллер получает данные от датчиков., обрабатывает его, и решает, как реагировать на различные формы информации.
Середина: Некоторые радиочипы, сетевые протоколы, а беспроводные модули — это микрокомпоненты, которые обеспечивают это путем перемещения данных через различные модули передачи в облако..
В зависимости от их функции, эти компоненты обеспечивают разнообразный опыт, но эти три компонента составляют их физическую структуру.
Например, поскольку такие переменные, как комнатная температура, не меняются быстро, запись данных датчиков в реальном времени в термостате не будет работать, если другие параметры изменяются через заданные интервалы времени.
Кроме того, конвейерную ленту необходимо часто менять в секторе автоматизации, поскольку невыполнение этого требования может привести к перегреву двигателя и выделению дыма.. Это связано с тем, что изменения нагрузки могут привести к тому, что двигатель начнет шуметь..
IoT-приложения не изменяйте работу датчиков, микроконтроллеры, или коммуникационные компоненты функционируют. Датчик будет регистрировать различные значения HVAC. (теплый воздух, вентиляция, и холодный воздух) показания температуры системы в первом сценарии. Он также будет записывать частоту конвейерной ленты, которую производит водитель двигателя во втором сценарии.. Измерение улучшается и корректируется схемой регулирования сигнала перед отправкой на следующий блок построения.. Затем микропроцессор обрабатывает данные датчика для работы в зависимости от температуры окружающей среды или скорости конвейерной ленты, а также регулирует контроллер двигателя.. В конечном счете, каналы мультимедиа или связи связаны с ресурсами облачных вычислений, который может помочь проанализировать данные датчиков конвейерной ленты или сообщить владельцам об изменении температуры в помещении..
3. Как работает аппаратное и программное обеспечение Интернета вещей
Основные элементы системы Интернета вещей
Аппаратное обеспечение
Интернет вещей состоит из миллиардов связанных объектов., чаще всего датчики и исполнительные механизмы, которые позволяют вам воспринимать или влиять на физическую среду вокруг вас. Этим устройствам необходимы базовые возможности обработки и хранения данных., обычно обеспечивается микроконтроллерами, система на кристалле (SoC), или программируемые пользователем вентильные матрицы (ПЛИС). Им также необходим доступ к сети для передачи собранных данных..
Встроенное программирование
Гаджеты Интернета вещей — это встроенные гаджеты.. Для прототипирования, они могут использовать коммерческие платформы микроконтроллеров. (как Ардуино) перед последующим созданием своих печатных плат (печатные платы). Эти платформы требуют опыта в проектировании схем., программирование микроконтроллера, и глубокое понимание аппаратных протоколов связи, используемых для связи подключенных датчиков и исполнительных механизмов с микроконтроллером., например сериал, 2С, или СПИ. Обычно, встроенные приложения создаются на C ++ или С. Однако, для разработки и расширения систем Интернета вещей, Питон и JavaScript (для пользовательских интерфейсов и платформ) набирают популярность.
Безопасность
В Интернете вещей, безопасность является одной из наиболее важных проблем и напрямую связана с этикой данных., конфиденциальность, и ответственность. Каждый этап проектирования системы должен включать это. Количество возможных (или фактический) Средства атак ежедневно расширяются по мере подключения тысяч новых гаджетов.. С таким большим риском, наличие инженерных навыков в области безопасности имеет важное значение. Эти навыки включают оценку угроз, этический хакинг, шифрование, защита сетевой инфраструктуры и приложений, мониторинг событий, регистрация активности, и разведка угроз.
Сети и кластеризация
Из-за огромного количества связанных устройств и потенциальных последствий, которые выбор конструкции сети может оказать на развернутые крупномасштабные системы Интернета вещей., проектирование и управление сетью имеют важное значение в IoT.
Облачная инфраструктура используется в приложениях Интернета вещей для реализации бизнес-логики и обработки данных., анализ, и хранение. Устройства могут взаимодействовать друг с другом, а также с облачными программами и сервисами благодаря возможности подключения.. Потоковая передача данных в реальном времени и облачная агрегация необходимы для эффективной работы Интернета вещей., хотя облачные вычисления и Интернет вещей — совершенно разные технологии.
Анализ данных и прогнозирование
Разработчикам необходимо будет безопасно и надежно собирать, магазин, и анализировать огромные объемы разнородных данных, исходящих от устройств Интернета вещей, поскольку количество устройств Интернета вещей, передающих данные, увеличивается с каждым днем.. Вместо передачи всех данных на сервер, может быть полезно фильтровать или удалять ненужные данные на границе сети, поскольку многие IoT-устройства производить время- или данные, чувствительные к задержке.
Искусственный интеллект и машинное обучение
Искусственный интеллект и машинное обучение — полезные компоненты систем Интернета вещей, которые можно использовать для создания ценности и использования огромного количества данных, создаваемых устройствами Интернета вещей.. Эти стратегии способствуют машинному обучению, предоставляя компьютерам большой объем информации о проблеме.. Эти методы можно использовать для прогнозного анализа потоков данных датчиков в режиме реального времени и выработки автономных решений на основе входящих данных.. Вы можете использовать машинное обучение, чтобы находить тенденции или отклонения в исторических данных., которые могут помочь вам сделать критические суждения.
Интернет вещей и промышленность
Промышленный Интернет вещей (IIoT), также известен как Промышленность 4.0 и четвертая промышленная революция (я4), возник в результате влияния Интернета вещей на промышленные экосистемы (или «IIoT»). Физически связанные промышленные активы, например, в производственных цехах и связанных с ними логистических инструментах и процедурах., называются «взаимосвязанной экосистемой».
4. Какова стоимость оборудования IoT
Как найти разумные бюджетные ожидания для Интернет вещей и как повысить ценность.
Каждое решение Интернета вещей создано для того, чтобы приносить пользу. И ценность должна быть больше, чем расходы. Создание надежного экономического обоснования должно быть вашим приоритетом как владельца продукта.. Знание ценности вашего бизнес-кейса поможет вам определить, насколько ценно ваше решение.. (Это не просто само по себе; в ближайшее время мы углубимся в эту тему.) Однако, как вы рассчитываете цену? Давайте разделим расходы на эти три группы.:
• Затраты на разработку
• Стоимость производства
• Операционные затраты
Первоначальные затраты на создание решения называются стоимостью разработки.. В основном это затраты на разработку специализированного аппаратного и программного обеспечения..
Стоимость единицы производства устройства IoT известна как себестоимость производства.. Затраты, связанные с растениями, программное обеспечение, и оборудование включены.
Операционные расходы на систему Интернета вещей называются операционными расходами.. Включены сборы за облачный хостинг и лицензирование программного обеспечения..
Разберем каждый по отдельности.
IoT-оборудование Затраты на разработку
Каждое решение IoT уникально. Но каждый Решение IoT имеет одну общую черту: всем им необходимо специализированное оборудование и программное обеспечение. Кроме того, было бы лучше, если бы вы создали аппаратное и программное обеспечение. Затраты на разработку понесены. Уровень необходимой настройки будет определять, сколько будет стоить разработка..
Разработка программного обеспечения зачастую проще (и менее затратный). Однако, так как там много программного обеспечения, его создание обойдется дороже, чем изготовление оборудования. В некоторых ситуациях, необходимо индивидуальное программное обеспечение:
- Индивидуальное встроенное программное обеспечение (прошивка) работать с конкретным оборудованием
- отдельные приложения для смартфонов
- уникальный интерфейс (смартфон и веб-приложения)
- Настройте бизнес-логику на серверной стороне.
- Программное обеспечение для интеграции специализированных серверных приложений
- Сделать программное обеспечение для тестирования
Стоимость разработки составит не менее $100,000 или больше, поскольку большую часть программного обеспечения необходимо модифицировать..
Стоимость производства
Производственные затраты возникают при создании оборудования после разработки решения.. Издержки производства можно разделить на:
- Стоимость каждого чипа на аппаратной плате указана в спецификации. (спецификация).
- Стоимость продукции: Цена, связанная с изготовлением каждой детали оборудования.
- Стоимость производственного тестирования: цена проверки деталей и механизмов.
Операционные затраты
Для работы систем Интернета вещей необходимы серверы и программное обеспечение.. Эти серверы имеют текущие расходы. В эпоху облаков, арендовать компьютерную мощность – это просто. Вы можете начать с малого и просто расти вместе с облаком по мере роста спроса.. Не всегда просто подсчитать сумму этих расходов.. В общем, любое достойное серверное решение должно стоить вам как минимум $1,000 в месяц.
Как добиться экономической эффективности
Дешевый вариант нерентабелен. Знание того, что вы должны создать, а затем правильное выполнение этого имеет решающее значение.. Слишком дешевизна может привести к провалу начинания.. Никто этого не хочет. Секрет в том, чтобы на протяжении всего проекта удерживать внимание на том, что наиболее важно в решении.:
- Обеспечивает ли мой подход достаточное решение проблемы??
- Достаточно ли людей сталкиваются с этой проблемой, чтобы мое решение сработало??
Есть 4 этапы метода:
- Создать бизнес-кейс. (Другими словами, дайте ответ на следующее: Чью проблему я решаю, и сколько они платят прямо сейчас за это?)
- Создавайте тестируемые решения
- Предоставляет ли мой прототип решение шага 1 проблема?
- Повторяющиеся шаги
Это сложные задачи, и ваша первая попытка не увенчается успехом в решении проблемы. Отказ, однако, сейчас это не так уж и страшно, поскольку это период обучения. Это позволяет вам сделать еще одну итерацию, и каждый из них приближает вас на один шаг к вашей цели. Наконец, он проинформирует вас о ваших возможностях.. Вы можете определить ценность решения, зная, что нужно построить..
Знание ценности облегчает задачу:
Ценить > Расходы
Ваша ценность должна перевешивать ваши затраты. Это так просто.
5. Что такое аппаратные платформы Интернета вещей?
Аппаратная платформа для частицного Интернета вещей
Единственный IoT-платформа доступный сейчас, который может обеспечить ячеистую сеть для своей среды разработки, - это Particle. Particle предлагает выбор Интернета вещей (Интернет вещей) аппаратные пакеты, которые могут подключаться к сети через Wi-Fi, Сотовая связь (2Г/3Г/ЛТЕ), или ячеистые сети. Кроме того, Particle предлагает модуль для промышленного подключения, предназначенный для расширения приложений IoT на корпоративном уровне..
Аппаратное обеспечение PIoT также включает в себя инструменты разработки, которые позволяют быстро создавать облачные приложения IoT и удаленно управлять кодом на удаленных устройствах.. Платформа Particle лучше всего подходит для прототипирования и может использоваться для расширения коллекции связанных элементов..
Оборудование Adafruit IoT — технические характеристики перьев
Adafruit Feathers — это коллекция адаптируемых, портативный, и легкие макетные платы для динамического прототипирования на носимых или мобильных устройствах.. Цель Adafruit Feather — упростить разработчикам замену оборудования.. Перьевые крылья — это украшения из перьев, которые можно использовать на перьях разных типов..
Ардуино IoT-оборудование
Преимущество Arduino IoT заключается в том, что они предлагают программные инструменты., поддержка сторонних библиотек, выбор датчиков, а также ресурсы и сообщества, которые могут помочь с запросами.
В разделе выше сосредоточьтесь на представлении нескольких аппаратных платформ Интернета вещей., а затем перейдем к официальному запуску IoT-оборудования FS4412 компании Huaqing Foresight Design.. Интернет автомобилей, умные дома, промышленные терминалы, и т. д., примеры направлений применения.
Примеры случаев применения::
- Товары для аудио и видео (тахографы, видео дверные звонки, сетевые камеры для наблюдения и ухода, и т. д.)
- Продукты для взаимодействия и общения (социальное телевидение, роботы, и т. д.)
- продукты для сбора данных (весы, термометр, детектор воздуха, браслет, и т. д.)
- предметы для беспроводного управления (динамики, очистители воздуха, дверные замки, и т. д.)
Поддерживаемые модули CAN включают в себя: камера с параллельным портом, VGA, Зигби-модуль, WIFI-модуль, GPS, Bluetooth, АВИН, USB-камера, матричная клавиатура, RFID-модуль, Шина CAN/RS-485, реле, строка расширения последовательного порта, так далее. Они также охватывают Интернет вещей., промышленная сфера, интеллектуальный терминал, роботизированное оборудование, и другие приложения.
6. Всемирно известный производитель оборудования для Интернета вещейда
1. Циско
Как ведущая сетевая фирма в мире на данный момент, Cisco уже располагает значительным количеством ресурсов, необходимых для внедрения товаров в экосистему Интернета вещей и начала установления связей.. По внутренним прогнозам, тот Интернет вещей (Интернет вещей) будет связан с 50 миллиардов устройств по 2020, и Cisco, несомненно, будет что показать..
Теперь предприятия могут подключиться, монитор, и контролировать ранее отключенные устройства, а также повышать физическую безопасность и защиту цифровых активов и данных благодаря системам Cisco IoT и многим другим технологиям инфраструктуры IoT, достигшим зрелости..
2. В&Т: ведущий оператор Интернета вещей в мире
Одна из крупнейших телекоммуникационных компаний в мире, В&Т, поставил перед собой задачу предложить сетевые услуги для Интернета вещей. AT анонсировала несколько инновационных городских проектов&Т, в том числе Интернет вещей Умный город Framework и новый набор инструментов для разработчиков Интернета вещей..
Третий гигант — GE, выдающийся лидер в области эффективной цифровой трансформации традиционных отраслей промышленности.
Дженерал Электрик (GE) среди них, что не является неожиданным. Ge предлагает разнообразные аппаратные и программные решения, которые успешно используются в секторе «Интернета вещей»..
Вместе, GE и Cisco создали набор приложений, которые Cisco может использовать для установки качественного производственного оборудования GE в безопасных ИТ-средах.. Кроме того, обе компании создали эталонный стандарт сетевой архитектуры Интернета вещей.. Это план того, как сетевая инфраструктура Cisco может использоваться в сочетании с цифровыми промышленными решениями GE для сбора данных с оборудования в заводских цехах..
3. Бош, настоящий лидер автомобильной отрасли
Интернет вещей — основное направление исследований и разработок Bosch.. Bosch известен как немецкий производитель любимых автомобильных товаров и товаров для дома., в последнее время, облачная платформа и разнообразные программные продукты.
Устремления компании в области Интернета вещей основаны на системе Bosch IoT.. В некоторых исследованиях Bosch утверждается, что система Bosch IoT помогает подключать товары обычного бизнеса к Интернету и надежна., безопасный, доступный, и просто масштабируется. Он также предлагает поддержку логических приложений для дополнительных услуг..
4. Intel — больше, чем просто производитель компьютерных чипов.
Хотя Intel остается крупнейшим производителем чипов в мире, последствия неудач со смартфонами вынудили компанию искать другие источники дохода. С 2013, когда было создано конкретное бизнес-подразделение IoT, Intel продемонстрировала желание и силу стать лидером рынка в индустрии Интернета вещей..
