Introduzione all'hardware IoT
Nell'Internet of Things, l'hardware si presenta in molte forme, indipendentemente dal fatto che i processori sottostanti controllino i telefoni, i sensori che raccolgono informazioni dal mondo fisico o le macchine edge che elaborano e analizzano i dati. Il cuore di ogni impresa cablata è l'hardware IoT e le capacità tecniche di queste schede sono diventate sempre più importanti man mano che Internet of Things si è sviluppato. Ma, a causa dell'enorme numero di schede di progettazione e moduli nella stanza, scegliere l'hardware IoT giusto per un progetto può essere scoraggiante. In questo articolo, esamineremo diversi aspetti dell'hardware IoT e vedremo come questi dispositivi comunicano dati a Internet.
Dispositivi hardware IoT
Gli elementi costitutivi di un dispositivo IoT sono notevolmente simili, indipendentemente dal fatto che intraprendano progetti relativi al dispositivo indossabile, a un sistema di illuminazione integrato o persino a un motore a reazione. Il nodo del sensore wireless è costituito da tre componenti hardware principali: sensori, microcontrollori e supporto di comunicazione.
1. Sensori
I sensori sono l'hardware più critico nelle applicazioni IoT e vengono utilizzati per raccogliere informazioni dall'ambiente circostante. Questi sistemi sono costituiti da moduli di gestione dell'alimentazione, moduli RF, energia e rilevamento. La comunicazione da Wi-Fi, Bluetooth, ricetrasmettitore, BAW e duplexer è gestita da un modulo RF.
2. Microcontrollori
Un microcontrollore è un dispositivo in un singolo circuito integrato dedicato all'esecuzione di una singola attività e all'esecuzione di un'applicazione. Questo contiene periferiche programmabili per contiene programmabile, unità di memoria e una CPU. I microcontrollori sono progettati principalmente per applicazioni integrate e sono ampiamente utilizzati in dispositivi elettronici gestiti a distanza come telefoni cellulari, lavatrici, microonde e fotocamere.
3. Altro hardware IoT
Dispositivi indossabili intelligenti come smart memory, occhiali, anelli e scarpe sono esempi di hardware IoT. I dispositivi intelligenti ci consentono di accedere a più contenuti e risorse che amiamo e di creare un nuovo approccio alla collaborazione come parte di una rete IoT. Desktop, telefoni cellulari e tablet sono il centro di comando standard e rimangono parte integrante dell'applicazione IoT. Altri dispositivi di distribuzione di rete come switch, hub e router fungono da connettore chiave nell'applicazione IoT.
Fornitori di hardware IoT
Nel mercato di oggi, si possono trovare molti fornitori di hardware IoT che saranno in grado di fornire l'hardware richiesto in base ai requisiti del progetto. Diamo una rapida panoramica di alcuni dei fornitori di hardware.
- Adafruit offre corsi di hacking elettronico fai-da-te online e offre uno spazio per imparare. 'Adafruit Feather' è una linea di produzione di schede progettate per la prototipazione a mosca. Questa linea di produzione include un ampio catalogo di accessori che accelerano lo sviluppo di applicazioni IoT.
- Arduino è il nome onnipresente nello spazio per lo sviluppo elettronico. L'azienda offre una gamma di kit di sviluppo open source, software di fatturazione e microcontrollori.
- Lantronix è una società che offre Infrastruttura, moduli e kit gateway per supportare la connettività tra le applicazioni IoT. Questa società con sede in California ha recentemente lanciato gateway avanzati basati sullo standard industriale XP200.
- Espressif è nota per le sue applicazioni hardware IoT a basso consumo energetico per Wi-Fi e Bluetooth. Espressif è famosa per i suoi processori, moduli e schede di produzione serie ESP826. La maggior parte delle schede di sviluppo del settore sta lavorando al chipset Espressif.
Applicazioni IoT
Tutte le app IoT hanno alcuni punti in comune o "blocchi" indipendentemente dalla richiesta. Le cose, il modulo di acquisizione dei dati, il modulo di elaborazione dei dati e il modulo di comunicazione sono costituiti insieme da elementi costitutivi dell'applicazione IoT.
1. Cosa
La "cosa" è completamente integrata nel dispositivo intelligente in molti prodotti IoT. Pensa a cose come una pompa dell'acqua intelligente o un veicolo autonomo. Questi prodotti possono autocontrollarsi e gestirsi da soli. In altre applicazioni "cosa" si distingue da sola come un dispositivo "stagnante" e per renderlo un dispositivo intelligente, viene collegato ad esso un prodotto separato. Questo è molto popolare nelle applicazioni industriali in cui le aziende hanno prodotti esistenti e, collegandoli a Internet, vogliono renderli "intelligenti". Motori a reazione, turbine, nastri trasportatori, ecc. Sono alcuni esempi.
2. Acquisizione dei dati
Il modulo di acquisizione dati si concentra sull'ottenere segnali fisici dalla "cosa" che può essere manipolata da un computer e convertirli in segnali digitali. Questo è il componente dell'hardware che include tutti i sensori che acquisiscono segnali del mondo reale come temperatura, luce, vibrazioni, movimento, ecc. Tuttavia, il modulo per l'acquisizione dei dati include più dei sensori. Include anche l'hardware appropriato per il computer per convertire il segnale del sensore in informazioni digitali. Ciò include il condizionamento dei segnali, la conversione da analogico a digitale e l'interpretazione dei dati.
3. Elaborazione dei dati
Il terzo componente essenziale dell'hardware IoT è il modulo di elaborazione dei dati. Questa unità esegue una serie di operazioni sui dati, esegue analisi spaziali, archiviazione interna dei dati ed esegue qualsiasi altra operazione di edge computing. Per avere una discussione approfondita su questo sistema con il team di ingegneri, non è necessaria alcuna competenza in architettura informatica. Il tuo compito dovrebbe essere quello di considerare l'obiettivo generale del prodotto e porre le domande giuste per indirizzare il tuo team a prendere le giuste decisioni. A seconda del criterio di conservazione dei dati, è possibile decidere il requisito di archiviazione locale. Se il prodotto è stato progettato per operazioni offline, lo spazio di archiviazione locale del tempo di esecuzione della connessione deve essere predefinito.
4. Comunicazione
Il modulo di comunicazione è l'ultima ma molto essenziale parte dell'hardware del dispositivo. Questa è un'unità che consente la comunicazione tra i dispositivi e l'archiviazione sia localmente che nello spazio cloud. Questo modulo può includere, per nominarne alcune, porte di comunicazione come USB, Modbus o Ethernet / IP. Può inoltre consistere in una tecnologia radio di comunicazione wireless come la fedeltà wireless.
Conclusione
In questo articolo, abbiamo esaminato diversi elementi costitutivi dei dispositivi IoT. Il componente hardware è la parte più importante dell'applicazione IoT che consente alle cose di comunicare con Internet. Abbiamo esaminato ulteriormente alcuni dei fornitori di hardware IoT nel mercato di oggi e li abbiamo valutati individualmente.
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