פלטפורמות חומרה מובילות לאינטרנט של דברים (iot)

IoT (Internet of Things) כבר לא מילת מפתח. עם מספר מקרי שימוש מעוררי השראה, המופיעים על בסיס יומיומי, חברות מרובות מגלות כעת כיצד הן יכולות לנצל את הטכנולוגיה לצמיחה עסקית. זה הופך במהירות לתכונה חשובה עבור התקנים חדשים להתבסס על IoT, ללא קשר לטכנולוגיות האחרות המיושמות ועל פי גרטנר, עד שנת 2020, 95% מהמכשירים והמערכות החדשות ישתמשו ב- IoT. כבר דנו בכמה מכשירי IoT פופולריים הקיימים בשוק ופיתחנו גם פרויקטים רבים של DIY העשויים להתבסס על IoT.

בעוד שחלק מהעסקים ממנפים את ה- IoT לפתרונות עסקיים ישירים, חברות אחרות מנצלות את ההזדמנויות העסקיות הקיימות במתן פלטפורמות IoT כדי לשמש עמוד שדרה לפיתוח מהיר ולפריסה של פתרונות IoT. פלטפורמות אלו הפכו לחלק מרכזי בפיתוח פתרונות ה- IoT והיום, נבחן כמה מהן.

בשל אופי ארכיטקטורת ה- IoT קיימים מספר סוגים של פלטפורמות IoT, כאשר רובן מתמקדות במתן פתרונות לאורך אנכיים ספציפיים (SigFox למשל מתמקדות בקישוריות), בעוד שחלקן (כמו Particle.io) משמשות כפלטפורמה הכוללת, המספק פתרון מקצה לקצה לפיתוח IoT. המאמר של היום יהיה הראשון בסדרה מרובת חלקים להעריך חלק מהפלטפורמות הללו ונתחיל להציג כמה פלטפורמות IoT חומרה פופולריות לפיתוח.

פלטפורמות פיתוח חומרה של IoT

זה בעצם מתייחס לפלטפורמות המשמשות לפיתוח ה"דברים " באינטרנט של הדברים. זה יכול להתייחס למודולי תקשורת, מיקרו-בקרים ומודולי SoC עם תכונות שהופכות אותם לנחשקים לשימוש בפיתוח מכשירי IoT. הרשימה שלהלן אינה בסדר מסוים ובשום אופן לא ממצה מכיוון שיש יותר פלטפורמות פיתוח מכפי שניתן כנראה למנות, אך היא מכילה כמה מהפלטפורמות המקיפות ביותר והידידותיות ליצרן.

1. Particle.io

Particle.io היא אחת מפלטפורמות ה- IoT המקיפות ביותר. זו פלטפורמת io של כל אחד שמציעה פלטפורמת פיתוח חומרה של IoT, קישוריות, ענן מכשירים ואפליקציות. Particle מייצר שורה ארוכה של מוצרי פיתוח חומרה של IoT הן לאבות טיפוס מהירים והן לייצור ברמת DFM. בניית מוצר IoT מתחילה בחיבור ההתקנים לאינטרנט וכל לוחות המיקרו-בקרים של החלקיקים מאפשרים לתקשר באמצעות רשת אלחוטית, סלולרית (2G / 3G / LTE) או רשת.כאשר חלק מהלוחות שלהם כוללים אפשרויות תקשורת מרובות. בקרי המיקרו שלהם נשלטים על ידי מערכת הפעלה מיוחדת המאפשרת למפתח לשלב את המכשירים בקלות עם ענן המכשירים והאפליקציות של החלקיקים. כמנקר, המכשירים ומודולי התקשורת שלהם מגיעים עם אישורי CE ו- FCC המוזילים את עלות האישור, כאשר המוצר מוכן לשינוי. הלוחות שלהם הם קוד פתוח ומבטיחים שיש הרבה תמיכה בפיתוח מוצרים.

באופן אישי, אחת הסיבות העיקריות לכך שאני אוהבת לוחות חלקיקים היא אופי הקצה אל הקצה של השירותים שהם מספקים. זה מבטיח לך לקבל תמיכה בכל צעד ושעל, מבלי לדאוג לתאימות.

2. לוחות Espressif ESP8266

בכל הנוגע לבניית מכשירי IoT, מגוון המוצרים של הוגה אספרסיף ו- AI הוא הדבר הבא הכי טוב לחלקיקים. מאז שחרורו של שבב ה- WiFi ESP8266-01 לפני כמה שנים, שבבים ולוחות מבוססי ESP8266 הפכו להיות יקירי היצרנים והתחביבים להיות אחד מערכי השבבים המועדפים ביותר עבור מכשירי IoT מבוססי WiFi. המודולים הם בדרך כלל בעלויות נמוכות, צריכת חשמל נמוכה ונוחות לשימוש. אלה, בין יתר הגורמים, אוהבים אותם ללבם של מעצבי החומרה. שבבי ה- ESP מגיעים עם הרבה גמישות וניתן להשתמש בהם כמודולי WiFi, מחוברים למיקרו-בקרים אחרים או משתמשים במצבים עצמאיים ללא מיקרו-בקרים נוספים.

הם מחזיקים בגורמי צורה קטנה ומקלים על יישום פונקציות המאפשרות IoT כמו עדכוני קושחה של OTA. הזמינות של לוחות פיתוח כמו NodeMCU ומספר לוחות צד שלישי אחרים מבוססי ESP מאפשרים למפתחים להרגיש את הלוח לפני השימוש בהם ב- Designs. בדיוק כמו לוחות החלקיקים, לוחות ESP8266 מגיעים עם אישור FCC ו- CE כדי להפחית את העלות הכללית של אישור המכשיר לאחר הייצור. ה- ESP מספק את אחד ממשקי ה- WiFi החזקים והיעודיים ביותר בתעשייה, שמציע מספר פרוטוקולים התומכים ב- IoT כמו פרוטוקול ESP Touch המאפשר למכשיר גישה בטוחה וחלקה לאינטרנט באמצעות רשתות WiFi.

קל ללמוד ESP8266 וניתן להשתמש בהם עם כל מיקרו-בקרים לבניית פרויקטים מבוססי ESP8266.

3. לוחות פיתוח של IoT של אינטל

אינטל היא ללא ספק אחת המנהיגות העיקריות של ממלכת המוליכים למחצה וזה לא היה מפתיע כאשר הם פרסמו כמה לוחות עם IoT המאפשרים תכונות לפני זמן מה. אמנם הם הפסיקו את התמיכה בחלק מהלוחות הישנים, אך חלק מהלוחות האלה עדיין משמשים לאב טיפוס מהיר על ידי יצרנים ופיתוח מוצרים על ידי מעצבים. אחד המאפיינים העיקריים של הלוח, באופן לא מפתיע הוא יכולות העיבוד העצומות. אחד הפופולריים מבין לוחות אינטל הוא מודול המחשוב של אינטל אדיסון.

על פי אתר האינטרנט של אינטל, מודול המחשוב תוכנן עבור מומחים, יצרנים, יזמים ושימוש ביישומי IoT תעשייתיים. המודול מספק קלות פיתוח לפיתוח אבות טיפוס ולשימוש במגוון מיזמים מסחריים כאשר הביצועים חשובים. המודול משתמש ב- Intel SoC של 22 ננומטר הכולל ליבה כפולה, מעבד Intel Atom כפול הברגה ב -500 מגה-הרץ ומיקרו-בקר Intel® Quark של 32 סיביות שפועל ב -100 מגה-הרץ. המודול ורוב הלוחות האחרים כמו Intel Curie ו- Intel Galileo הופסקו. פלטפורמת פיתוח החומרה IoT הפופולרית כיום מבית אינטל היא ערכת הפיתוח IoT Groove Groove, שהיא פלטפורמה שתוכננה במיוחד כדי להתאים לדרישות המחוספסות של יישומי IoT תעשייתיים.

4. מגוון לוחות הפיתוח של Adafruit

Adafruit היא אחת מחנויות רכיבי האלקטרוניקה המקוונות הגדולות ביותר. Adafruit הצטרפה למרוץ ה- IoT לפני זמן מה עם קו מוצרים מיוחד כמו לוחות הנוצה של Adafruit שהיו בעלי מאפיינים ייחודיים כדי לאפשר פיתוח של טיפוסי IoT מדרגיים. מלבד לוחות הפיתוח, ממש כמו חלקיקים, Adafruit מספקת שירותי ענן למכשירים עם ספריות לקוחות פשוטות לכל פלטפורמות פיתוח החומרה הגדולות של IoT, ממשק API חזק, לוחות מחוונים יפים ופלטפורמת IoT מאובטחת. ניתן לומר בקלות כי ההבדל העיקרי בין אדפרויט לחלקיקים הוא אופן עיצובם של מוצריהם. Adafruit.io תוכנן עם התמקדות ייחודית בקהילת היצרנים. זה פיתרון מושלם לפיתוח אב-טיפוס. לחלקיק, לעומת זאת, יש גוון מסחרי יותר, כיתה מוצר.

5. קו מוצרים של Arduino IoT

זה בלתי אפשרי עבור Arduino להיות שם לא מוכר לאנשים שנמצאים במרחב ה- IoT. הרבה לפני שה- IoT הפך למיינסטרים, כבר נעשה שימוש בכמה מלוחות הארדואינו לפיתוח אבות טיפוס למכשירים מחוברים. עם קלות התכנות ואופי התקע וההפעלה של מערכת מבוססת ארדואינו, היא הפכה במהרה לאהובה על ידי רבים במרחב החומרה. לוחות ה- Arduino המוקדמים, היו בעיקר מיקרו-בקרים כלליים אשר חוברו לאינטרנט באמצעות מודולי GSM ו- WiFi, אך כאשר ה- IoT החל להיפתח, פותחו לוחות עם תכונות מיוחדות התומכות ב- IoT. לוחות כמו Arduino 101 (שפותחו עם אינטל), MKR1000, Arduino WiFi Rev 2 ו- MKR Vidor 4000 שהוא הלוח הראשון של Arduino המבוסס על שבב FPGA.

כל אחד מהלוחות הללו נוצר מתוך מחשבה על ה- IoT, ולכולם יש תכונות שונות שהופכות אותם למתאימים יותר לפיתרון IoT ספציפי. ה- Arduino WiFi Rev 2 למשל מגיע עם IMU ההופך אותו למתאים ליישומים מבוססי מזל"ט.

כמו Adafruit וחלקיקים, גם ל- Arduino יש שירות ענן המוקדש לשימוש על ידי לוחות מסוימים של Arduino, כולל; את MKR1000, Arduino Yun / Yun Shield ו- Arduino 101 / WiFi Shield 101. ענן המכשירים Arduino (cloud.arduino.cc) מציע כלי פשוט ליצרנים לחבר את המכשיר שלהם לאינטרנט ולוקח תהליך התקנה קצר מאוד כדי להשיג דברים עובדים.

אפילו עם Arduino Uno רגיל ניתן להשתמש במודולי Espressif ESP8266 לבניית פרויקטים של IoT.

6. פטל פטל

בעוד שפטל פטל הוא באופן טבעי מכשיר למטרות כלליות, יהיה זה עוול להתעלם מהתרומה של הפטל לפיתוח חלק ממוצרי ה- IoT והפרויקטים הנמצאים כיום באופנה. הם בדרך כלל חזקים ומתוחכמים מכדי שניתן יהיה להשתמש בהם בפיתוח חיישנים או מפעילים מחוברים פשוטים, אך הם מוצאים יישומים המשמשים כמצטברים נתונים, רכזות ושערי התקנים בפרויקטים של IoT. האחרון מבין לוחות הפטל פטל; דגם ה- Raspberry pi 3 + כולל 1.4GHz Broadcom BCM2837B0, Cortex-A53 (ARMv8) 64 סיביות SoC, 2.4GHz ו- 5GHz IEEE 802.11.b / g / n / ac LAN אלחוטי, Bluetooth 4.2, BLE ו- Gigabit Ethernet יציאה באמצעות USB 2.0 (תפוקה מרבית 300 Mbps). מלבד כמה תכונות אחרות, כולל 4 יציאות USB, פלט שמע, אם להזכיר כמה,הלוח מגיע עם 1 GB LPDDR2 SDRAM מה שהופך אותו למהיר למדי למשימות מבוססות IoT.

כדי לפנות לקהל ה- IoT התעשייתי ובאופן כללי לאנשים שישמחו להשתמש ב- Raspberry pi במוצריהם, הושק מודול המחשוב pi pberry. כרגע מודול המחשוב Raspberry pi (CM 3) הוא האחרון והוא מכיל את מעיו של Raspberry Pi 3 (מעבד BCM2837 ו- 1GB RAM) וכן מכשיר פלאש eMMC של 4GB (שהוא המקביל לכרטיס SD ב- ה- Pi) שפועל במהירות מעבד של 1.2 גיגה הרץ, משולבים כולם בלוח קטן של 67.6 מ"מ x 31 מ"מ המתאים למחבר DDR2 SODIMM רגיל (אותו סוג מחבר המשמש לזיכרון מחשב נייד).

תכונה זו הופכת את הפטל למתאים לשימוש כשערים ובפרויקטים דרישות מהירות עיבוד גבוהות.

הדבר הטוב בכל הפלטפורמות שהוזכרו לעיל הוא אופי הקוד הפתוח שלהן, כלומר יש תמיכה רבה בפיתוח ללא קשר לפלטפורמה שתבחר. כאמור בהתחלה, זה לא ממצה מכיוון שקיימות מספר פלטפורמות אחרות כמו ביגלבון, בננה פי ורשימת לוחות ה- IoT של SparkFun.