Σήμερα, οι προηγμένοι σχεδιασμοί του Διαδικτύου των Πραγμάτων (IoT) απαιτούν αξιόπιστες λύσεις ασύρματης συνδεσιμότητας που μπορούν να εξασφαλίσουν αποτελεσματικότητα, βέλτιστη και διαλειτουργικότητα δικτύου σε ετερογενή λειτουργικά περιβάλλοντα. Μεταξύ αυτών, τα ετερογενή περιβάλλοντα λειτουργίας περιλαμβάνουν τα πρωτόκολλα Wi Fi, Bluetooth Low Energy (BLE), Thread και Matter. Η ισχύουσα πλατφόρμα λύσεων πρέπει να μπορεί να ενσωματώνεται απρόσκοπτα με αισθητήρες και περιφερειακά, καθώς και ένα οικοσύστημα που να υποστηρίζει την ταχεία ανάπτυξη από την αξιολόγηση έως την ανάπτυξη, προκειμένου να αναπτύξει συσκευές παγκοσμίως πιστοποιημένες.
Η ικανοποίηση αυτών των απαιτήσεων με προσαρμοσμένες λύσεις σχεδιασμένες από την αρχή παραμένει πρόκληση, κυρίως λόγω της πολυπλοκότητας του σχεδιασμού ραδιοσυχνοτήτων (RF) και μικτού σήματος, καθώς και της πιστοποίησης συσκευών. Οι σχεδιαστές χρειάζονται μια πιο ολοκληρωμένη προσέγγιση.
Αυτό το άρθρο παρέχει μια σύντομη επισκόπηση των προκλήσεων συνδεσιμότητας που αντιμετωπίζουν οι σχεδιαστές ασύρματων συσκευών IoT. Στη συνέχεια, παρουσιάστε μια έτοιμη ασύρματη πλατφόρμα που παρέχεται από το u-blox. Μειώνοντας τις καθυστερήσεις που σχετίζονται με τον εντοπισμό σφαλμάτων ραδιοφώνου, την ενοποίηση πρωτοκόλλου, την εφαρμογή ασφάλειας και τη συμμόρφωση με πρότυπα και κανονισμούς, αυτή η πλατφόρμα μπορεί να επιταχύνει τον σχεδιασμό του προηγμένου IoT.
Πώς οι συνεχώς μεταβαλλόμενες απαιτήσεις συνδεσιμότητας οδηγούν την ανάπτυξη ενσωματωμένων μονάδων
Οι αναδυόμενες εφαρμογές όπως τα συστήματα βιομηχανικού ελέγχου, ο αυτοματισμός εμπορικών κτιρίων και τα έξυπνα οικοσυστήματα συσκευών απαιτούν όλες ευέλικτες λύσεις συσκευών IoT. Αυτές οι λύσεις μπορούν να υποστηρίξουν ειδικές απαιτήσεις σε υλικό, λογισμικό και επικοινωνία χωρίς να επηρεάζουν την ασφάλεια ή τον προϋπολογισμό ενέργειας. Σε έναν αυξανόμενο αριθμό εφαρμογών, οι συσκευές IoT αναμένεται να υποστηρίζουν πολλαπλές λύσεις συνδεσιμότητας. Κάθε συσκευή πρέπει να είναι σε θέση να διατηρεί αξιόπιστες δυνατότητες επικοινωνίας σε περιβάλλοντα ραδιοσυχνοτήτων με αυξανόμενη συνωστισμό με διάφορες πηγές παρεμβολών ραδιοσυχνοτήτων (RFI) και ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI).
Σε αυτές τις εφαρμογές, διαφορετικά ασύρματα πρωτόκολλα είναι ζωτικής σημασίας για την ικανοποίηση συγκεκριμένων απαιτήσεων εφαρμογών. Το Wi Fi 6 διπλής ζώνης έχει βελτιώσει την ικανότητα προγραμματισμού της ποιότητας των υπηρεσιών του για τη διατήρηση της απόδοσης σε πυκνά δίκτυα. Το BLE υποστηρίζει απαιτήσεις λειτουργίας χαμηλής κατανάλωσης σε επικοινωνία μικρής εμβέλειας. Το Thread υποστηρίζει μεγάλης κλίμακας αυτο-θεραπευόμενα δίκτυα πλέγματος IPv6 με δυνατότητα ελέγχου ταυτότητας συσκευής και κρυπτογράφησης AES-128. Αυτά τα σχήματα πολλαπλών συνδέσεων έθεσαν τα θεμέλια για το πρωτόκολλο Matter. Αυτό το πρωτόκολλο είναι ένα επίπεδο εφαρμογής που βασίζεται σε IP που μπορεί να εκτελεστεί σε δίκτυα Wi Fi ή Thread, ενώ βασίζεται στο BLE για διανομή συσκευών και ασφαλή πρόσβαση στο δίκτυο.
Η ταυτόχρονη ικανοποίηση όλων αυτών των απαιτήσεων έχει γίνει μια τρομακτική πρόκληση μηχανικής. Τα παραδοσιακά διακριτά σχέδια ραδιοφώνου απαιτούν πολλαπλά chipset, μπροστινά άκρα RF και διεπαφές κεντρικού υπολογιστή, αλλά αυτό αυξάνει την πολυπλοκότητα της διάταξης, την κατανάλωση ενέργειας και τις εργασίες ελέγχου ταυτότητας. Κατά τη διεξαγωγή δοκιμών συμμόρφωσης ή την εκτέλεση πολλών πρωτοκόλλων, κάθε διεπαφή που προστίθεται πρόσφατα γίνεται πιθανό σημείο αποτυχίας. Με τη συνεχή συντόμευση της προόδου ανάπτυξης και τις αυξανόμενες ρυθμιστικές απαιτήσεις, όλο και περισσότερες ομάδες Ε&Α υιοθετούν ανεξάρτητες μονάδες ασύρματης μονάδας μικροελεγκτή (MCU). Αυτός ο τύπος μονάδας ενσωματώνει ασύρματα ηλεκτρονικά συστήματα, πόρους επεξεργασίας και ενσωματωμένες λειτουργίες ασφαλείας σε ένα μόνο προεπικυρωμένο εξάρτημα.
Η μονάδα MCU της σειράς U-blox IRIS-W10 είναι μια ολοκληρωμένη λύση που έχει σχεδιαστεί ειδικά για να αντιμετωπίζει τις νέες προκλήσεις του προηγμένου σχεδιασμού IoT. Επιλύοντας τη συνύπαρξη πολλαπλών πρωτοκόλλων και ζητημάτων απόδοσης δικτύου σε επίπεδο μονάδας και επιτυγχάνοντας προστασία κώδικα και δεδομένων, η σειρά IRIS-W10 έθεσε μια αξιόπιστη βάση έρευνας και ανάπτυξης για τους μηχανικούς, βοηθώντας τους να αναπτύξουν διάφορες δικτυωμένες συσκευές. Αυτοί οι τύποι δικτυωμένων συσκευών μπορούν να έχουν μόνο μερικούς άγνωστους παράγοντες σε όλη τη διαδικασία, από την ανάπτυξη πρωτοτύπων έως την ανάπτυξη ελέγχου ταυτότητας.