Përmbajtja e sponsorizuar: Zgjidhje të integruara me një bord për zhvillim të lehtë pa tel
Lidhja pa tel siguron rrugën më të lehtë për në cloud duke lejuar hyrjen në IoT për një gamë të gjerë të aplikacioneve. Përmes mbështetjes pa tel, nuk ka nevojë të drejtoni kabllot në vendndodhjen e secilës pajisje dhe protokollet e zgjuar siç është Bluetooth lehtësojnë vendosjen e pajisjeve nga praktikisht kudo.
Opsione të teknologjisë pa tel
Ekipet inxhinierike tani kanë qasje në një gamë të gjerë opsionesh të lidhjes pa tela të përshtatshme për aplikimin e tyre.
Game te shkurter: Për përdorim me rreze të shkurtër në shtëpi ose zyrë, Bluetooth dhe WiFi përfshijnë gamën e karakteristikave të kërkuara për energji të ulët dhe gjerësi të lartë. Edhe në instalime më të mëdha, të tilla si brenda një depoje të madhe ose ambienti të dyshemesë së dyqaneve, përdorimi i portave WiFi dhe rrjetëzimit në rrjetë në rastin e rrjeteve me fuqi të ulët të tillë si Bluetooth ose Zigbee, zgjasin shumë gamën operacionale.
Mid-varg: Rrjetet pa tela si LoRaWAN dhe Sigfox bëjnë të mundur hyrjen e pajisjeve në rangje të dhjetëra kilometrave me një kosto shumë të ulët. Këto rrjete janë krijuar për të transportuar sasi të vogla të të dhënave, duke mbështetur të dhënat e normave deri në 50kb / s në rastin e LoRaWAN, dhe ndryshe nga shërbimet celulare, këto rrjete nuk faturohen nga bajti. Përdoruesit mund të përdorin portat e tyre, të cilat mund të kërkohen për shërbim në vende të largëta, por gjithashtu ofrojnë mundësi kur mbulimi qelizor mund të mos jetë i besueshëm. Ofruesit e shërbimeve të tilla si Rrjeti i Gjërat kanë ndërtuar rrjete publike bazuar në LoRaWAN që përfshijnë qytete të tëra dhe rrethinat e tyre. Rrjeti i Gjërave tani ka më shumë se 8,000 porta në funksionim që mbulojnë shumë qytete të mëdha dhe periferi në Evropën Perëndimore dhe pjesë të dendura të populluara të Sh.B.A.
Long-varg / e përhapur: Kur kërkohet një mbulim më i përhapur, dhe aplikacioni mund të mbështesë faturimin e pagave për përdorim, projektuesit mund të përdorin rrjetet celulare 2G, 3G dhe 4G.
Historia e lidhjes pa tel
Një problem i hasur nga shumë stilistë në të kaluarën ishte që zhvillimi i ndërfaqeve RF efikase për të mundësuar lidhjen pa tel është e vështirë dhe kërkon shumë kohë. Sinjalet e frekuencës së lartë që duhet të kalohen nga antena në transmetuesin kanë nevojë për trajtim delikatë për të siguruar një raport të lartë sinjal-zhurmë. Vetë antena mund të ketë një ndikim dramatik në performancën, me ndryshime të vogla në formën dhe strukturën që do të thotë ndryshimi midis një transmetuesi RF që funksionon në intervalin e dëshiruar dhe ai që është i efektshëm vetëm në distanca të shkurtra. Përveç kësaj, sistemet pa tela duhet të kalojnë teste të rrepta që përcaktojnë nëse sistemi do të ndërhyjë me përdoruesit e tjerë, madje edhe në bende që nuk kanë nevojë për licencë specifike të radios, siç janë bandat 2.4GHz të përdorura nga Bluetooth, WiFi dhe të tjerët.
Kompjuterët tradicionale me një bord (SBC) nuk kishin lidhje pa tela, duke detyruar skuadrat e projektimit të zhvillojnë module me porosi, por ndërsa ekosistemet rreth Raspberry Pi, BeagleBone dhe Arduino zhvilluan modulet e gatshme që mund të përdoren me SBC-të kryesore. Opsionet përfshijnë, për shembull, modulin WiPi për Raspberry Pi, që lidhet me modulin e procesorit përmes një porti USB. BeagleBone dhe Arduino parashikuan mundësi të ngjashme të modulit pa tel, duke u lidhur përmes lidhësve me pin-kokë.
Megjithëse përdorimi i moduleve pa tela zvogëloi kohën e shoqëruar me hartimin e harduerit, ajo nuk e shkurtoi kohën e shoqëruar me aspekte të tjera të integrimit pa tel. Dizajneri, në shumë raste, do të duhej të ndiqte testimin e tyre për të siguruar përputhjen me legjislacionin që mbulon emetimet RF në lokalet ku ata donin të shesin produkte.
Një kërkesë e mëtejshme për sa i përket kohës dhe kostos erdhi nga procesi i integrimit të softuerëve. Ekzistojnë shumë zgjedhje të silikonit të transmetuesit, veçanërisht me protokollet wireless të njohura me rreze të shkurtër, me fuqi të ulët, si Bluetooth ose WiFi. Mbështetja e protokollit në modulin pa tel sigurohet nga një SoC i dedikuar që drejton një numër bibliotekash të firmware vetë, por në disa raste, shtresat e protokollit të nivelit të lartë mund të duhet të ekzekutohen në SBC të pritësit, me një formë të protokollit serik të pronarit të përdorur kaloni të dhëna midis shtresave. Integruesi do të jetë përgjegjës për mbledhjen e këtyre elementeve të softuerit në një mënyrë kohezive.
Zgjidhjet e sotme për lidhje pa tela
Ndërsa lidhja pa tel është bërë më e popullarizuar, prodhuesit e SBC dhe mjediset e integruara të zhvillimit të softuerit harduerik si Arduino kanë ndërmarrë një larmi rrugësh për të sjellë mbështetje pa tela në linjat e tyre të produkteve. Zgjedhjet përfshijnë zgjidhje të integruara që përfitojnë nga integrimi i siguruar nga një gamë në rritje e mikrokontrolluesve që përfshijnë mbështetje të drejtpërdrejtë për protokollet pa tel. Të tjerët përdorin arkitektura modulare për t'u ofruar stilistëve zgjedhjen e opsioneve të lidhjes pa tel që mund të përdoren me një bord bazë të përbashkët.
Përdorimi i modulit të integruar sjell disa avantazhe kryesore, jo më pak e rëndësishmja nga fakti se SBC e plotë, përfshirë lidhjen pa tel, është testuar për pajtueshmëri me legjislacionin e emetimeve RF në të gjitha territoret për të cilat modulet janë në dispozicion për shitje. Ekipi inxhinierik gjithashtu mund të përfitojë nga firmware para-integruar që, në disa raste, mund të bëjë lidhjen pa tel aq të thjeshtë sa dërgimin e të dhënave përmes një porti serial dhe shpesh, zgjidhjet e integruara ofrojnë konsum më të ulët të energjisë se kombinimet e bordeve bazë dhe moduleve shtesë furnitorët kanë qenë në gjendje të shfrytëzojnë plotësisht përparimin e përpunimit që është në dispozicion si në MCU thelbësore ashtu edhe në bërthamat e procesorit brenda transmetuesve pa tel.
Rezultati i integrimit është koha më e ulët e zhvillimit dhe e faktorëve më të vegjël në krahasim me modelet e bazuara në sanduiçe të bordeve të shumta. Shumë shpesh kostoja zvogëlohet për shkak të integrimit më të lartë dhe zhvilluesit mund të vazhdojnë të përfitojnë nga kunja dhe ndërfaqe të ngjashme për të bashkuar modulet e sensorit.
Zhvilluesit kanë qasje në zgjidhje të fuqishme për integrim të lartë, siç është Raspberry Pi 4 Model B Computer (më lart). Ajo ofron rritje të thyer në tokë në shpejtësinë e procesorit, performancën e multimedias, memorjen dhe lidhjen (në krahasim me gjeneratën e mëparshme Raspberry Pi 3 Model B +), duke ruajtur prapa pajtueshmërinë dhe konsumin e ngjashëm të energjisë. Karakteristikat kryesore të produktit përfshijnë një procesor Cortex-A72 (ARM v8) me katër bërthama me performancë të lartë, mbështetje për ekran të dyfishtë me rezolucione deri në 4K përmes një palë porte mikro-HDMI, video deshifruese të dekodimit të pajisjeve deri në 4Kp60, 4 GB RAM, dyfishtë bandë 2.4 / 5.0GHz LAN wireless, Bluetooth 5.0, Gigabit Ethernet, USB 3.0 dhe aftësi PoE (përmes një shtese të veçantë PoE HAT). LAN me wireless me dy bandë dhe Bluetooth kanë një çertifikim të përputhshmërisë modulare, duke lejuar që bordi të dizajnohet në produktet përfundimtare me testim të përputhshmërisë së reduktuar ndjeshëm, duke përmirësuar koston dhe kohën për treg.
BeagleBone Black (më poshtë) zëvendëson kontrolluesin Ethernet të dizajnit origjinal SBC me ndërfaqe WiFi 2.4GHz dhe një transmetues Bluetooth 4.1 dhe BLE. Moduli i integruar është ndërtuar rreth SIP të Octavo Systems. Ky çift bashkon një procesor Arm Cortex-A8 me 512 GB memorje me shpejtësi të lartë DDR dhe 4 GB flash. Për të mbështetur aplikacionet që kanë nevojë për përpunim I / O me shpejtësi të lartë, procesori i bërë nga TI mbështetet nga dy njësi të programueshme në kohë reale (PRU). Detyrat e mbingarkuara PRU që kanë nevojë për përpunim me vonesë të ulët nga procesori Arm, duke siguruar hapësirë më të madhe për një sistem operativ, ndërfaqe të përdoruesit dhe funksione të menaxhimit të sistemit.
Për dizajne më të thjeshtë, Particle Photon çifton një mikrokontrollues Cortex-M3 nga STMicroelectronic me një kontrollues WiFi Cypress: i njëjti lloj si ai që përdoret në pajisjet e shtëpisë inteligjente siç janë Nest Protect dhe Amazon Dash. Elementi elektronik i grimcave merr të njëjtin kompleks të përpunuesit thelbësor dhe e aplikon atë në një kasetë celulare 3G, duke siguruar mundësinë e ndërtimit të nyjeve IoT që nuk kanë nevojë për një portë lokale për t'u lidhur me cloud.
Zgjidhjet modulare ofrojnë një rrugë tjetër për të sjellë lidhjen pa tel në një sistem me bazë SBC. Me gamën e produkteve të Arduino, ekipi i zhvillimit mund të zgjedhë nga një shumëllojshmëri e moduleve - të njohura si Mburoja në ekosistemin Arduino - për të shtuar një ndërfaqe RF në një bord bazë. Mburojat në familjen MKR shtojnë lidhjen e rrjetit pa tel lokal ose të gjerë. 1000 dhe 1010 MKR përfshijnë një transmetues WiFi. WAN 1300 siguron lidhjen LoRA dhe aksesin GSM 1400 në shumë rrjete celulare të disponueshme në të gjithë botën. Për më tepër, MKRFOX 1200 vepron si një ndërfaqe në rrjetin me sipërfaqe të gjerë me fuqi të ulët SigFox.
Secila prej këtyre Mburojave mund të montohet në një bord transportues siç është Genuino Zero ose Duhet duke përdorur lidhëset me kunj pin. Një tipar i dukshëm i shumë prej familjeve MKR të moduleve për lidhje pa tela kanë mikrokontrolluesin e tyre 32bit bazuar në thelbin Arm Cortex-M0 +. Zhvilluesit mund të përfitojnë nga M0 + për të shkarkuar përpunimin e paketave, të tilla si kriptimi dhe kompresimi, nga procesori kryesor i transportuesit. Përndryshe, pajisje të tilla si MKR1000 mund të përdoren si module të pavarur në sistemet e kufizuara në hapësirë, me kokat e pinave të hequra për të zvogëluar vëllimin e përgjithshëm.
Komplet e zhvillimit ofrojnë mundësi të tjera për ekipet inxhinierike, kryesisht për ata që duan të hartojnë module me porosi për prodhimin e vëllimit. Komplet e zhvillimit janë krijuar për të ngritur ekipe dhe drejtimin sa më shpejt të jetë e mundur. Për shembull, kompleti i zhvillimit element14 për Sensorin SimpleLink të Cloud Linux Gateway ofron një zgjidhje nga fundi në fund. Kompleti përmban të gjithë komponentët e nevojshëm për të krijuar një rrjet të plotë sensori, duke përfshirë një zgjidhje porte bazuar në tabelën BeagleBone Black të shtuar me WiFi, si dhe një pajisje CC1350 LaunchPad për të vepruar si një nyje sensori me rreze të gjatë.
Falë një portofoli të pasur të platformave që variojnë nga kutitë e prototipitimit deri në SBC-të-rafte që mund të përdoren në sistemet e prodhimit, ekipet inxhinierike tani mund të përfitojnë plotësisht nga modelet e biznesit të romanit të mundësuar nga lidhja pa tel në epokën e IoT dhe të ofrojë zgjidhje shumë të diferencuara pa pasur nevojë të merren me ndërlikimet e dizajnit RF.
Nga Ankur Tomar, Menaxher i marketingut të zgjidhjeve rajonale, Farnell