การรู้ความลับเหล่านี้จะทำให้ฮาร์ดแวร์ IoT ของคุณดูน่าทึ่ง

สารบัญ

IoT Hardware ประกอบด้วยอุปกรณ์ที่หลากหลาย เช่น เซ็นเซอร์, สะพาน, และอุปกรณ์กำหนดเส้นทาง. อุปกรณ์ IoT เหล่านี้ทำหน้าที่สำคัญในการจัดการงานที่จำเป็น เช่น การเปิดใช้งานระบบ, การสื่อสาร, ข้อกำหนดการดำเนินการ, ความปลอดภัย, และตรวจจับการกระทำและเป้าหมายโดยละเอียด. ด้านล่าง, คุณจะได้เรียนรู้อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ IoT ที่ MOKOSmart ที่ใช้เทคโนโลยี IoT, หน่วยการสร้างฮาร์ดแวร์ IoT, สถาปัตยกรรมของซอฟต์แวร์ IoT, และแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ IoT ทั่วไป. นอกจากนี้, เราจะหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดฮาร์ดแวร์ IoT ที่จำเป็นในการปรับใช้โครงการ IoT และทั้งหมดเกี่ยวกับบอร์ดพัฒนาไมโครคอนโทรลเลอร์, คอมพิวเตอร์บอร์ดเดียว, และโปรเซสเซอร์.

หน่วยการสร้างฮาร์ดแวร์ IoT

ในส่วนนี้, เราจะหารือเกี่ยวกับโครงสร้างบางอย่างของฮาร์ดแวร์ IoT.

สิ่ง

ใน IoT, “สิ่งของ” หมายถึง ทรัพย์สินที่มุ่งหมายวัด, เฝ้าสังเกต, หรือควบคุม. ผลิตภัณฑ์ IoT ส่วนใหญ่รวมอุปกรณ์อัจฉริยะเข้ากับ "สิ่งของ" อย่างสมบูรณ์ ตัวอย่างเช่น, ผลิตภัณฑ์เช่นรถยนต์อัตโนมัติและตู้เย็นอัจฉริยะตรวจสอบและควบคุมตนเองอย่างละเอียด.

หน่วยการสร้างฮาร์ดแวร์ IoT

ในแอปพลิเคชั่นอื่นๆ บางตัวที่ใช้ “สิ่งของ” เป็นอุปกรณ์เพียงอย่างเดียว, ต้องเชื่อมโยงผลิตภัณฑ์เฉพาะเพื่อรับรองว่ามีความสามารถอันชาญฉลาด.

โมดูลการรับข้อมูล

ส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ IoT นี้มุ่งเน้นไปที่การรับสัญญาณทางกายภาพจากสิ่งที่ถูกตรวจสอบหรือสังเกต. ต่อมาแปลงเป็นสัญญาณดิจิทัลที่คอมพิวเตอร์สามารถตีความหรือจัดการได้ง่าย. เซ็นเซอร์ทั้งหมดที่ช่วยในการรับสัญญาณในโลกแห่งความเป็นจริงเช่นความกดดัน, ความหนาแน่น, อุณหภูมิ, แสงสว่าง, การสั่นสะเทือน, และการเคลื่อนไหวอยู่ในส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ IoT นี้. แอปพลิเคชั่นกำหนดจำนวนและประเภทของเซ็นเซอร์ที่ต้องการ.

ยัง, โมดูลการรับข้อมูลประกอบด้วยฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นซึ่งจำเป็นสำหรับการแปลงสัญญาณจากเซ็นเซอร์ขาเข้าเป็นข้อมูลดิจิทัลที่คอมพิวเตอร์ใช้. สิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความเคยชินของสัญญาณขาเข้า, การตีความ, การแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล, มาตราส่วน, และลดเสียงรบกวน.

โมดูลประมวลผลข้อมูล

ประกอบด้วยหน่วยสำคัญที่ใช้ในการประมวลผลข้อมูลที่ดำเนินการเช่นการจัดเก็บข้อมูลในเครื่อง, การวิเคราะห์ในพื้นที่, และการคำนวณอื่นๆ.

โมดูลการสื่อสาร

โมดูลนี้ช่วยให้มีการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพระหว่าง Cloud Platform กับระบบของบุคคลที่สามทั้งในระบบคลาวด์หรือในเครื่อง.

เซ็นเซอร์ฮาร์ดแวร์ IoT

เซ็นเซอร์คือสิ่งสำคัญที่สุดในฮาร์ดแวร์ IoT. เซ็นเซอร์ IoT ประกอบด้วยโมดูลหลายโมดูล เช่น โมดูลการจัดการพลังงาน, โมดูล RF, โมดูลตรวจจับ, และโมดูลพลังงาน. เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานใน;

  • ความใกล้ชิด
  • แสงโดยรอบออปติคัล
  • ตรวจจับการรั่วไหล
  • การวัดอุณหภูมิและความชื้น
  • แม่เหล็กไฟฟ้า
  • อัตราเร่ง
  • อะคูสติกและการสั่นสะเทือน
  • การระบุก๊าซเคมี
  • การกระจัด
  • กดดัน

เซนเซอร์

ข้อมูล IoT ไม่สามารถอยู่ได้หากไม่มีเซ็นเซอร์. เซ็นเซอร์ IoT ทั้งหมดสร้างสัญญาณไฟฟ้าแบบอะนาล็อกซึ่งเป็นสัดส่วนกับสินทรัพย์ทางกายภาพ. เซนเซอร์ใช้ ADCs (ตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล) เพื่อแปลงสัญญาณอนาล็อกเหล่านี้เป็นข้อมูลดิจิตอล. ยัง, คุณสมบัติทางไฟฟ้าอย่างง่ายเช่นกระแส, ตัวเหนี่ยวนำ, แรงดันไฟฟ้า, แนวต้าน, และสามารถวัดอิมพีแดนซ์ได้โดยใช้เซ็นเซอร์.

นอกจากนี้, ทิศทางและความแรงของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าสามารถวัดได้โดยใช้เซ็นเซอร์.

คุณสมบัติที่ไม่ใช่ไฟฟ้าที่วัดโดยเซ็นเซอร์ใช้ทรานสดิวเซอร์เพื่อเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพเป็นสัญญาณไฟฟ้าอะนาล็อก.

คุณสมบัติทางกายภาพที่พบบ่อยที่สุดคือ;

  • 3-พารามิเตอร์ D เช่น ความเร็ว, อัตราเร่ง, การกระจัด, และการสั่นสะเทือน.
  • คุณสมบัติทางนิเวศวิทยา เช่น ความชื้นและอุณหภูมิ.
  • ไดนามิกของไหลของเหลวเช่นความดัน, อัตราการไหล, และเสียง.

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้

นี่คืออุปกรณ์ชิ้นเล็กๆ ที่สวมอยู่บนหัว, อาวุธ, คอ, เท้า, และลำตัว. อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้บางส่วนที่มีจำหน่ายในตลาดในปัจจุบัน ได้แก่;

  • แว่นตาอัจฉริยะที่สวมหัว
  • ปลอกคอที่สวมที่คอ
  • สมาร์ทวอทช์ที่ใส่คล้องแขน

เป้สะพายหลังและเสื้อผ้าบางชิ้นสวมใส่บนลำตัว

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สวมใส่ได้

อุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ IoT อื่นๆ

เราใช้อุปกรณ์ทุกวัน, เหมือนแท็บเล็ต, โทรศัพท์มือถือ, และเดสก์ท็อป, เป็นส่วนสำคัญของระบบ IoT. โทรศัพท์มือถืออนุญาตให้ใช้งานระยะไกลและการตั้งค่าการปรับเปลี่ยนที่สำคัญอื่น ๆ ได้. เดสก์ท็อปทำให้ผู้ใช้สามารถควบคุมระบบได้อย่างทั่วถึง.

ในขณะที่แท็บเล็ตช่วยให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงคุณสมบัติหลักของระบบและยังใช้เป็นรีโมทอีกด้วย, อุปกรณ์เครือข่ายที่ได้มาตรฐาน เช่น สวิตช์และเราเตอร์ เป็นอุปกรณ์เชื่อมต่อที่สำคัญอื่นๆ.

อุปกรณ์ IoT อื่นๆ

ลักษณะของอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ IoT

ด้วยการเปิดตัวอย่างรวดเร็วของแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ IoT อุตสาหกรรมใหม่, ภูมิทัศน์ของมันได้พัฒนาอย่างต่อเนื่อง. อุปกรณ์ IoT มีลักษณะสำคัญร่วมกันที่ให้การประเมินเมื่อเลือกฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ใช้ในการกำหนดค่าเครือข่าย IoT ใหม่ หรือขยายและพัฒนาเครือข่ายที่มีอยู่แล้ว. ความสามารถที่จำเป็นซึ่งมีลักษณะเฉพาะโดยอุปกรณ์ IoT คือ;

การเชื่อมต่อ

อุปกรณ์ IoT ทั้งหมดมีการเชื่อมต่อเครือข่ายเป็นคุณลักษณะที่กำหนด. เมื่ออุปกรณ์ IoT ในพื้นที่สื่อสารกับผู้อื่น, พวกเขาใช้บริการบนคลาวด์เพื่อเผยแพร่ข้อมูล. อุปกรณ์ IoT ส่วนใหญ่ถ่ายโอนข้อมูลแบบไร้สาย, ไม่ว่าจะใช้ บีคอนบลูทูธ, 802.11 (Wi-Fi), เครือข่ายเซลลูล่าร์, RFID, หรือเทคโนโลยี LPWAN เช่น SigFox, LoRa, หรือ NB-IoT. อุปกรณ์เคลื่อนที่ทั้งหมดติดตั้งระบบสื่อสารแบบมีสาย. อุปกรณ์อยู่กับที่เหล่านี้ได้รับการติดตั้งในแอพพลิเคชั่นควบคุมอุตสาหกรรม, ระบบอัตโนมัติภายในบ้าน, และอาคารอัจฉริยะ. โปรโตคอลมาตรฐาน เช่น Controller Area Network (สามารถ) หรือเครื่องรับส่งสัญญาณแบบอะซิงโครนัสสากล (UART) เชื่อมต่ออุปกรณ์เป็นรูปแบบการสื่อสารแบบอนุกรม.

การจัดการพลังงาน

อุปกรณ์พกพาและอุปกรณ์สวมใส่ที่ต้องพึ่งพาแหล่งพลังงานไร้สายเป็นอย่างมาก เช่น เซลล์แสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ ถือว่าการจัดการพลังงานเป็นปัจจัยอันตราย. ผู้ใช้ส่วนใหญ่บางครั้งวางอุปกรณ์ไว้ในโหมดพลังงานต่ำหรือเข้าสู่โหมดสลีปเพื่อประหยัดพลังงาน. ขึ้นอยู่กับรูปแบบการใช้งานของผู้ใช้และความต้องการพลังงานของวงจรรวมที่เกี่ยวข้อง (ไอซี), เซ็นเซอร์, หรือตัวกระตุ้น. อัตราการใช้พลังงานของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้นเมื่อคุณเพิ่มส่วนประกอบที่เชื่อมต่อ.

บอร์ดพัฒนาไมโครคอนโทรลเลอร์

ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นรูปแบบหนึ่งของ SoC ที่ประมวลผลข้อมูลและสามารถจัดเก็บข้อมูลจำนวนมหาศาลได้. ประกอบด้วยความทรงจำ, คอร์โปรเซสเซอร์, และหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งลบได้ (EPROM) ใช้เพื่อให้โปรแกรมที่กำหนดเองทั้งหมดทำงานบนไมโครคอนโทรลเลอร์. นอกจากนี้, บอร์ดพัฒนาไมโครคอนโทรลเลอร์มีโครงสร้างทางไฟฟ้าพิเศษเพื่อรองรับไมโครคอนโทรลเลอร์ ทำให้มีประโยชน์มากขึ้นในการเขียนโปรแกรมหรือสร้างต้นแบบด้วยชิป.

ไมโครคอนโทรลเลอร์เชื่อมต่อกับแอคทูเอเตอร์และเซ็นเซอร์ผ่านบัสฮาร์ดแวร์หรืออินพุต/เอาต์พุตเอนกประสงค์แบบอนาล็อกหรือดิจิตอล (GPIO) หมุด. ส่วนประกอบทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับบัสโดยใช้โปรโตคอลการสื่อสารมาตรฐาน เช่น SPI และ I2C, และ SPI เพื่อสื่อสาร. การสลับหรือเพิ่มองค์ประกอบที่เชื่อมโยงกับบัสจะสามารถเข้าถึงได้มากขึ้นเมื่อผู้ใช้ใช้มาตรฐานที่ตั้งไว้.

คอมพิวเตอร์บอร์ดเดียว (SBCs)

พวกมันด้นสดมากกว่าไมโครคอนโทรลเลอร์. คอมพิวเตอร์บอร์ดเดียวช่วยให้ผู้ใช้สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ต่อพ่วงเช่นหน้าจอ, คีย์บอร์ด, หนู. มัน, ด้านบน, ให้พลังงานที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลและหน่วยความจำมากขึ้น. ตัวอย่างเช่น, ไมโครคอนโทรลเลอร์มีไมโครโปรเซสเซอร์ 16KHZ 8 บิต, ในขณะที่คอมพิวเตอร์บอร์ดเดียวมี 1.2 ไมโครโปรเซสเซอร์ ARM 32 บิต GHz.

เลือกระหว่างบอร์ดพัฒนาไมโครคอนโทรลเลอร์กับคอมพิวเตอร์บอร์ดเดี่ยวตัวไหนดีที่สุด?

เมื่อวางแผนจะซื้อบอร์ดพัฒนาไมโครคอนโทรลเลอร์หรือคอมพิวเตอร์บอร์ดตัวเดียว, เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาคุณสมบัติหลักของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับข้อกำหนดของแอปพลิเคชันของคุณ. ยัง, ใช้การตัดสินใจต่อไปนี้ในการทำงานผ่าน;

  • กำหนดปริมาณและประเภทของส่วนประกอบเอาต์พุตและเซ็นเซอร์ต่อพ่วงที่จำเป็นสำหรับวงจรการออกแบบของส่วนประกอบหากจำเป็น.
  • เลือกบอร์ดเดียวหรือไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อควบคุมและประสานงานส่วนประกอบของระบบต่อพ่วง.
  • เลือกโปรโตคอลที่สำคัญของโปรโตคอลการสื่อสารข้อมูลที่คุณอาจต้องใช้สำหรับการสื่อสารภายในอุปกรณ์. ตัวอย่างเช่น, เพื่อสื่อสารระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์กับเซ็นเซอร์ที่ต่ออยู่, ใช้ I2C.
  • กำหนดโปรโตคอลและฮาร์ดแวร์เครือข่ายที่จำเป็นในการสื่อสารกับแอปพลิเคชันและบริการคลาวด์.
  • เปรียบเทียบความตั้งใจในการออกแบบที่คุณคาดว่าจะบรรลุหลังจากที่คุณก้าวหน้าต่อไปด้วยการออกแบบภูมิทัศน์ IoT ของคุณ.
  • เข้าถึงซอฟต์แวร์ฝังตัว, ต้นแบบ, ออกแบบอุปกรณ์และเลือกแอพพลิเคชั่นและบริการที่ดีที่สุด. เป็นไปได้ในบางครั้งที่จะประเมินต้นแบบของคุณควบคู่ไปกับข้อกำหนดด้านการทำงานและไม่ใช่หน้าที่ของคุณ, เช่น ความปลอดภัย, ประสิทธิภาพ, และความน่าเชื่อถือ. จากนั้นทบทวนตัวเลือกที่คุณรู้สึกว่าจำเป็นอีกครั้ง.

ข้อกำหนดฮาร์ดแวร์ IoT สำหรับการปรับใช้โครงการ IoT ของคุณ

อุปกรณ์ IoT ทำงานเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่กำหนดเท่านั้น, และโครงการฮาร์ดแวร์ของพวกเขาแตกต่างกันอย่างมาก; เพราะฉะนั้น, พวกเขามีความเชี่ยวชาญสูง. แต่ถึงอย่างไร, เป็นไปได้ที่จะพัฒนาและออกแบบ PCB แบบกำหนดเองของคุณและส่วนประกอบที่สร้างขึ้นเองสำหรับข้อกำหนดของโซลูชัน IoT ของคุณโดยการสร้างต้นแบบด้วยฮาร์ดแวร์ทั่วไปที่วางขายทั่วไป. เมื่อปรับใช้โครงการ IoT ของคุณ, จำเป็นต้องพิจารณาข้อกำหนดฮาร์ดแวร์ IoT ด้านล่าง:

ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย

ความปลอดภัยเป็นองค์ประกอบสำคัญของ Internet of Things. การพิจารณาข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของอุปกรณ์มีความจำเป็นในทุกขั้นตอนการพัฒนาและการออกแบบ. แม้ในขณะที่สร้างต้นแบบ, ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการรักษาความปลอดภัยและความสมบูรณ์ของข้อมูลที่ถูกจับโดยอุปกรณ์ใด ๆ ยังคงไม่เสียหาย. อุปกรณ์ IoT ทั้งหมด, เครือข่ายของพวกเขา, แอพพลิเคชั่นบริการของเว็บไซต์, และโทรศัพท์มือถือใช้ข้อกำหนดด้านความปลอดภัย.

ง่ายต่อการพัฒนา

ความง่ายในการพัฒนาเป็นข้อกำหนดที่มีลำดับความสำคัญสูงเมื่อสร้างต้นแบบ. ช่วยให้ผู้ใช้สามารถรับอุปกรณ์ IoT และทำงานได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพเมื่อทำการดักจับข้อมูลและเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นและระบบคลาวด์. เมื่อปรับใช้โครงการ IoT ของคุณ, คำนึงถึงคุณภาพของเอกสาร API, การเข้าถึง, และความพร้อมใช้งาน. ยัง, พิจารณาเครื่องมือในการพัฒนา, และการสนับสนุนจากผู้ผลิตอุปกรณ์หรือโดยทีมพัฒนา.

การเก็บข้อมูล, กำลังประมวลผล, และข้อกำหนดการจัดเก็บ

จำนวนเซ็นเซอร์ที่เชื่อมต่อกับความละเอียดของข้อมูลที่จับได้และอัตราการสุ่มตัวอย่างเป็นตัวกำหนดหลักของปริมาณข้อมูลที่จะประมวลผล. นอกจากนี้ยังมีอิทธิพลต่อข้อกำหนดในการจัดเก็บและประมวลผลข้อมูล.

ข้อกำหนดในการเชื่อมต่อ

เครือข่ายไร้สายมีข้อกำหนดในการเชื่อมต่อ เช่น ช่วงการทำงาน, ระยะทางที่ครอบคลุมโดยสัญญาณส่งสัญญาณ, และข้อมูลที่คาดการณ์และปริมาณการส่ง. เมื่อตรวจสอบข้อกำหนดการเชื่อมต่อของอุปกรณ์, การพิจารณาความทนทานต่อข้อผิดพลาดเป็นสิ่งสำคัญ, ความสามารถในการเชื่อมต่อใหม่ของอุปกรณ์, และระยะเวลาที่อุปกรณ์ใช้ในการลองส่งข้อมูลอีกครั้งหลังจากตัดการเชื่อมต่อ.

ข้อกำหนดด้านพลังงาน

ความต้องการพลังงานส่วนใหญ่ได้รับผลกระทบจากอัตราการส่งข้อมูลของเครือข่ายและจำนวนเซ็นเซอร์ในอุปกรณ์. ดังนั้น, เมื่อปรับใช้โครงการ IoT ของคุณ, สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาว่าอุปกรณ์นั้นต้องการแหล่งพลังงานแบบเคลื่อนที่ เช่น ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ หรือแบตเตอรี่ หรือเดินสายเพื่อจ่ายไฟหรือไม่. ยัง, รู้ขนาดแบตเตอรี่, ข้อกำหนดด้านความจุ, น้ำหนัก, และหากชาร์จแบตเตอรี่แล้ว, แทนที่, หรือทิ้งเมื่อมันตาย. ในกรณีที่ชาร์จแบตเตอรี่ได้, ตรวจสอบด้วยวิธีการและความถี่ในการเรียกเก็บเงิน?

ข้อกำหนดการออกแบบอุปกรณ์ทางกายภาพ

รวมถึงขนาดและลักษณะทางกายภาพของอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์. เมื่อออกแบบอุปกรณ์ IoT, สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาสถานการณ์ทางนิเวศวิทยาที่จะติดตั้งอุปกรณ์. ตัวอย่างเช่น, พิจารณาว่าอุปกรณ์จะต้องมีความทนทานหรือกันน้ำ? เครื่องใช้ทั้งหมดที่ติดตั้งไว้ใต้ท้องรถบรรทุกซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของแอปพลิเคชันการตรวจสอบยานพาหนะควรได้รับการปกป้องเสมอเพื่อให้แน่ใจว่าทำงานได้ดี, แม้จะอยู่ภายใต้สภาวะที่รุนแรง. อุปกรณ์ต้องกันน้ำและกันการกระแทก, สิ่งสกปรก, และการสั่นสะเทือน.

ข้อกำหนดด้านต้นทุน

ค่าใช้จ่ายของฮาร์ดแวร์ดั้งเดิมและส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง เช่น เซ็นเซอร์ เป็นตัวกำหนดราคาของฮาร์ดแวร์. ส่วนประกอบอื่นๆ ที่กำหนดต้นทุนฮาร์ดแวร์นั้นรวมถึงต้นทุนการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง เช่น ค่าบำรุงรักษาและค่าพลังงาน. ยัง, จำเป็นต้องคิดค่าธรรมเนียมใบอนุญาตที่สมเหตุสมผลสำหรับไดรฟ์และส่วนประกอบของอุปกรณ์บางอย่าง. การประกอบบอร์ดแบบกำหนดเองนั้นมีราคาแพงกว่าการซื้อบอร์ดพัฒนานอกชั้นวางที่เข้าถึงได้ในเชิงพาณิชย์. เป็นทางเลือกที่ชาญฉลาดกว่าในการอุทิศอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์เมื่อขยายเครือข่าย IoT ด้วยเครื่องมือมากมาย.

โปรเซสเซอร์

ข้อมูลจะได้รับการประมวลผลเมื่อข้อมูลเซ็นเซอร์จับได้ก่อนที่จะถ่ายทอดผลลัพธ์ไปยังระบบคลาวด์. ดังนั้น, ปริมาณการประมวลผลข้อมูลที่จำเป็นในการสร้างข้อมูลเซ็นเซอร์ที่ตามมา และความซับซ้อนของเซ็นเซอร์จะกำหนดระดับการประมวลผล. ตัวอย่างเช่น, การอ่านอุณหภูมิเป็นภาพประกอบง่ายๆ ของค่าเฉลี่ยของค่าที่ตั้งไว้หรือค่าข้อมูลเดียวเมื่อเวลาผ่านไป. นอกจากนี้, กล้องรักษาความปลอดภัยไม่สามารถบันทึกวิดีโอดิจิทัลได้หากไม่มีอัลกอริธึมการตรวจจับฉากที่ตั้งค่าสถานะเหตุการณ์อาจซับซ้อนมากขึ้น.

ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนและพลังที่จำเป็นในการประมวลผลข้อมูล, ต้องใช้คลาสการประมวลผลฮาร์ดแวร์ IoT สี่คลาส. พวกเขาคือ;

ระบบที่ใช้พีซี

ระบบที่ใช้พีซีเป็นแพลตฟอร์มที่กำหนดค่าได้ซึ่งช่วยให้สร้างระบบที่กำหนดเองได้ง่ายโดยผู้ประกอบระบบจากราคาถูก, โปรเซสเซอร์ทั่วไป, มาเธอร์บอร์ดที่วางจำหน่ายทั่วไป, คดี, และอุปกรณ์จ่ายไฟ. ความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลภายในที่กว้างขวางนั้นมาจากโซลิดสเตตไดรฟ์เป็นหลัก (SSD) หรือฮาร์ดไดรฟ์เทราไบต์.

ระบบมือถือ

ระบบมือถือรวมระบบฝังตัวที่มีชุดย่อยเฉพาะที่ปรับให้เหมาะสมสำหรับสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต. ระบบมือถือทั้งหมดต้องชาร์จบ่อยๆ เนื่องจากอุปกรณ์ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่. อุปกรณ์ส่วนบุคคลที่แท้จริงเหล่านี้มีความสามารถขั้นสูงของระบบการจัดการพลังงานเพื่อประหยัดพลังงานและยืดอายุแบตเตอรี่ของอุปกรณ์. ยัง, ระบบมือถือมีความสามารถในการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพสูง.

ไมโครโปรเซสเซอร์ (MPU) ระบบสมองกลฝังตัว

โดยนำเสนอตัวเลือกความสามารถและประสิทธิภาพที่ครอบคลุมซึ่งยกระดับขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการสำหรับผลิตภัณฑ์เฉพาะ. ข้อกำหนดเป็นหลักสำหรับระบบการสื่อสาร, เครื่องใช้ไฟฟ้า, การควบคุมยานยนต์และอุตสาหกรรม, อุปกรณ์ทางการแพทย์, และการใช้งานตลาดแนวตั้งอื่นๆ.

ไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) ระบบสมองกลฝังตัว

ระบบเหล่านี้ต้องการความจำเป็นในการประมวลผลน้อยที่สุด, และนำเสนอโซลูชั่นต้นทุนต่ำ. แต่ถึงอย่างไร, ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นโมดูลฮาร์ดแวร์ขั้นสูงเฉพาะสำหรับรากเทียมเพื่อเพิ่มความเร็วในการประมวลผลภาพและบทบาทความปลอดภัย เช่น การเร่งความเร็วการเข้ารหัสสำหรับการแลกเปลี่ยนคีย์สาธารณะ/ส่วนตัวและการสร้างตัวเลขสุ่มที่แท้จริง (สีขาว).

สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์ IoT

หน่วยไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถใช้สร้างสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์อุปกรณ์ IoT ได้. ทรัพยากรชิปของระบบ, อินเทอร์เฟซ, และกำลังกำหนดทางเลือกของไมโครคอนโทรลเลอร์ยูนิต. ต้องรวบรวมคุณสมบัติบางอย่างเพื่อชำระการออกแบบฮาร์ดแวร์ IoT. คุณสมบัติเหล่านี้ช่วยในการสรุปต้นแบบฮาร์ดแวร์ IoT ที่สมบูรณ์แบบและราคาของชุดฮาร์ดแวร์ IoT บังคับ. ได้แก่;

  • ประเภทของแอคทูเอเตอร์หรือเซ็นเซอร์
  • ประเภทของอินเทอร์เฟซการสื่อสาร
  • ปริมาณของข้อมูลที่จับและส่งข้อมูล
  • ความถี่ในการส่งข้อมูล

สถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ IoT

ส่วนประกอบโอเพ่นซอร์สเป็นพื้นฐานของสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ IoT. รูปด้านบนแสดงให้เห็นว่าสถาปัตยกรรม IoT มักใช้ในระบบส่วนใหญ่อย่างไร. ลินุกซ์ไม่จำเป็นต้องจัดการกับฮาร์ดแวร์ IoT และการพัฒนาซอฟต์แวร์ที่เป็นเป้าหมาย; จึงนิยมใช้กันมากขึ้น.

สถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ IoT

ปัจจุบัน, บริษัทส่วนใหญ่ตั้งเป้าที่จะจัดหาเฟรมเวิร์ก IoT ที่พร้อมใช้งานในแอปพลิเคชันโดยละเอียดของ IoT จำนวนมาก. โปรโตคอล CoAP ส่วนใหญ่จะใช้เนื่องจากเป็นเอกสิทธิ์ของแอปพลิเคชันของ IoT. โปรโตคอลยังมีกลไกมาตรฐานที่เชื่อมโยงกับอุปกรณ์ IoT.

แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ IoT ทั่วไป

ส่วนประกอบที่สำคัญในแอพพลิเคชั่น Internet of Things คือแพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ IoT. อุปกรณ์เหล่านี้สามารถช่วยคุณสร้างต้นแบบ DIY หรือโครงการได้อย่างรวดเร็ว. แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ทั่วไปบางส่วนที่ใช้ในการพัฒนา IoT ได้แก่;

  1. Raspberry Pi – Raspberry Pi เป็นที่แพร่หลายอย่างกว้างขวางในขนาดเล็ก, บอร์ดคอมพิวเตอร์ราคาถูกในหมู่ผู้คลั่งไคล้เทคโนโลยี, ผู้ทดลอง, และนักการศึกษา.
  2. Arduino (แท้) – เป็นแพลตฟอร์มการสร้างต้นแบบโอเพ่นซอร์สที่ใช้ซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ที่ใช้งานง่าย.
  3. ESP8266 – มันเข้าร่วม 160 ไมโครคอนโทรลเลอร์ MHz พร้อมการเข้าถึงและจุดไคลเอนต์สแต็ค TCP/IP เต็มรูปแบบและส่วนหน้า Wi-Fi พร้อม DNS.
  4. Intel Edison – แพลตฟอร์มการพัฒนาขนาดเล็กนี้มีคุณสมบัติa 32 ไบต์ไมโครคอนโทรลเลอร์ Intel Quark พร้อม Intel Atom CPU.
  5. Intel Galileo – แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ AWS IoT ที่เป็นสถาปัตยกรรมของ Intel เป็นแพ็คเกจซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ที่เข้ากันได้กับขาของ Arduino สำหรับ Uno R3.
  6. BeagleBone – ฮาร์ดแวร์แบบเปิดนี้ประกอบได้ง่าย เนื่องจากเป็นคอมพิวเตอร์ซอฟต์แวร์แบบเปิดขนาดเล็กที่สามารถเสียบเข้ากับสิ่งของทุกประเภทที่บ้านได้.
  7. Banana Pi – เป็นคอมพิวเตอร์บอร์ดเดียวที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อให้มีขนาดเล็ก, ราคาถูก, และยืดหยุ่นเพียงพอต่อการใช้งานในชีวิตประจำวัน.
  8. NodeMCU Dev Kit – ทั้งหมดนี้รวมอยู่ในบอร์ดเดียวที่รวม PWM, ADC, 1-ลวด, GPIO, และ IIC เนื่องจากใช้ชิป Wi-Fi ESP8266.
  9. Flutter – Flutter มีโปรเซสเซอร์ ARM ความเร็วสูง, ชิปความปลอดภัยฮาร์ดแวร์ IoT ออนบอร์ด, ในตัวชาร์จแบตเตอรี่, และการสื่อสารไร้สายระยะไกลที่มั่นคง.

โอเพ่นซอร์สแพร่หลายในฮาร์ดแวร์ IoT

นักพัฒนา IoT ส่วนใหญ่คุ้นเคยกับการใช้โอเพ่นซอร์สมากกว่า 91% ของพวกเขาใช้ซอฟต์แวร์โอเพ่นซอร์ส, เปิดข้อมูล, หรือเปิดฮาร์ดแวร์ในสแต็กการพัฒนามากกว่าหนึ่งส่วน, ทำให้มีความมั่นใจมากขึ้น. อย่างไรก็ตาม, น้อยกว่า 2 ออกจาก 10 นักพัฒนา IoT ส่วนใหญ่พึ่งพาเทคโนโลยีที่จดสิทธิบัตรแล้ว, และมีโอกาสน้อยสำหรับพวกเขาที่จะปรับตัวเลือกโอเพ่นซอร์ส. การใช้ฮาร์ดแวร์โอเพนซอร์ซ IoT ถือเป็นสิ่งสำคัญในหมู่บริษัทฮาร์ดแวร์ IoT ส่วนใหญ่. อัตราการใช้งานที่สูงนี้จะคงรักษาไว้เสมอโดยไม่คำนึงถึงแรงจูงใจของนักพัฒนา, ไม่ว่าจะเพื่อการเรียนรู้, สนุก, หรือเงิน.

โอเพ่นซอร์สแพร่หลายใน IoT

โอเพ่นซอร์สคือมาตรฐานใหม่

การใช้โซลูชันมาตรฐานทำให้ได้ผลผลิตเพิ่มขึ้นเช่นเดียวกับที่ได้รับจากการใช้มาตรฐานแบบเปิด. นอกจากนี้, การนำมาตรฐานสาธารณะไปใช้ในโอเพ่นซอร์สช่วยแก้ปัญหาด้านการทำงานร่วมกัน, ซึ่งเป็นปัญหาสำคัญใน Internet of Things ที่กำลังเกิดขึ้น. เป็นสิ่งสำคัญเสมอที่จะต้องพิจารณาค่าใช้จ่ายในการฝึกอบรมโดยย่อของบุคลากรใหม่ที่คุ้นเคยกับเทคโนโลยีโอเพ่นซอร์สที่คุณใช้. นี่คือสิ่งที่ Google ทำเมื่อจ้างช่วงเทคโนโลยี MapReduce. ส่วนใหญ่, โซลูชันโอเพ่นซอร์สใช้ในพื้นที่ฮาร์ดแวร์ Azure IoT.

โอเพ่นซอร์สดึงดูดนักพัฒนา

โอเพ่นซอร์สมีความกระตือรือร้นอย่างมากในหมู่นักพัฒนา เนื่องจากมีความละเอียดอ่อนต่อคุณค่าของข้อเสนอและมาตรฐานที่นำเสนอโดยโอเพ่นซอร์ส. มากกว่า 78% ของนักพัฒนา IoT ชอบใช้เทคโนโลยีโอเพ่นซอร์สในด้านการพัฒนาอย่างน้อยหนึ่งด้านเมื่อใดก็ตามที่สามารถทำได้มากกว่าทางเลือกที่เหนือกว่ากรรมสิทธิ์. เมื่อบริษัทดำเนินการและรับรองโอเพ่นซอร์ส, พวกเขาส่งสัญญาณเทคโนโลยีชั้นยอดให้กับนักพัฒนาในสามด้านที่สำคัญ.

  1. สอดคล้องกับจรรยาบรรณและจริยธรรมของผู้พัฒนา
  2. เน้นคุณค่าโซลูชันของคุณและการสนับสนุนของนักพัฒนา
  3. แรเงาเทคโนโลยีให้เป็นผู้นำ
เขียนโดย --
ฟิโอน่า ควน
ฟิโอน่า ควน
ฟิโอน่า, นักเขียนและบรรณาธิการด้านเทคนิคที่ MOKOSMART, ใช้จ่ายไปก่อนหน้านี้ 10 ปีในตำแหน่งวิศวกรผลิตภัณฑ์ของบริษัท IoT. ตั้งแต่เข้าร่วมบริษัทของเรา, เธอทำงานอย่างใกล้ชิดกับฝ่ายขาย, ผู้จัดการผลิตภัณฑ์และวิศวกร, ได้รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความต้องการของลูกค้า. ผสมผสานประสบการณ์ในอุตสาหกรรมเชิงลึกเข้ากับความเข้าใจในสิ่งที่ลูกค้าต้องการมากที่สุด, Fiona เขียนเนื้อหาที่น่าสนใจซึ่งครอบคลุมพื้นฐาน IoT, เนื้อหาทางเทคนิคเชิงลึกและการวิเคราะห์ตลาด - เชื่อมต่อกับผู้ชมทั่วทั้งสเปกตรัม IoT.
ฟิโอน่า ควน
ฟิโอน่า ควน
ฟิโอน่า, นักเขียนและบรรณาธิการด้านเทคนิคที่ MOKOSMART, ใช้จ่ายไปก่อนหน้านี้ 10 ปีในตำแหน่งวิศวกรผลิตภัณฑ์ของบริษัท IoT. ตั้งแต่เข้าร่วมบริษัทของเรา, เธอทำงานอย่างใกล้ชิดกับฝ่ายขาย, ผู้จัดการผลิตภัณฑ์และวิศวกร, ได้รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความต้องการของลูกค้า. ผสมผสานประสบการณ์ในอุตสาหกรรมเชิงลึกเข้ากับความเข้าใจในสิ่งที่ลูกค้าต้องการมากที่สุด, Fiona เขียนเนื้อหาที่น่าสนใจซึ่งครอบคลุมพื้นฐาน IoT, เนื้อหาทางเทคนิคเชิงลึกและการวิเคราะห์ตลาด - เชื่อมต่อกับผู้ชมทั่วทั้งสเปกตรัม IoT.
แชร์โพสต์นี้
เพิ่มพลังให้กับการเชื่อมต่อของคุณ ต้องการด้วย MOKOSmart โซลูชั่นอุปกรณ์มากมาย!