Доски для разработчиков помогают ускорить разработку IoT

Дизайн Интернета вещей - это реализация решений микроконтроллеров (MCU) с идеальным протоколом подключения для вашего приложения. Microchip Technology недавно анонсировала интеллектуальные полнофункциональные встроенные решения для разработки, которые помогут в решении этой задачи.

Линия встраиваемых систем Microchip варьируется от небольших микроконтроллеров PIC и AVR для датчиков и исполнительных механизмов до сложных 32-битных микропроцессорных шлюзов и решений на базе микропроцессоров (MPU) для периферийных вычислений, обеспечивающих возможность подключения к любому основному ядру и любому основному облаку с помощью Wi-Fi. Fi, Bluetooth или узкополосные технологии 5G при сохранении прочной основы безопасности с поддержкой платформы доверия Microchip для семейства CryptoAuthentication.

Дизайн Интернета вещей

Сети IoT, состоящие из датчиков и интеллектуальных устройств, смогут соединять практически все аспекты нашей среды - дома, физические объекты, транспортные и коммуникационные системы, одежду и даже человеческое тело, - что позволит нам обмениваться данными и предпринимать соответствующие действия. Однако, если Интернет вещей должен предоставить больше возможностей для технологической аудитории, необходимо упростить рабочие процессы и лучше использовать модульные компоненты для решения реальных технических проблем в проектах IoT, от разработки программного обеспечения до реализации оборудования.

Существует три основных типа проектов для приложений Интернета вещей. В проектах, связанных с облаком, серверы используют специальное программное обеспечение для анализа и обработки данных, собранных системами. Проекты, подключенные к локальной сети, используют для связи интранет-сеть. А в проектах на основе шлюзов системы шлюзов используются для адаптации существующих систем к Интернету.

Обычно первым шагом в любом проекте является выбор идеального средства разработки для вашего прототипа. Создание подключенной к облаку системы IoT с нуля может оказаться дорогостоящим и трудоемким процессом, требующим опыта во многих инженерных дисциплинах. Сегодняшние разработчики сталкиваются с большим количеством проблем, чем когда-либо, при принятии проектных решений, включая более длительное время разработки и более высокие угрозы безопасности. Комплекты средств разработки и другие платформы для создания прототипов жизненно важны для усилий по выравниванию цепочки поставок IoT, ускорению инноваций и расширению возможностей всех, у кого есть идеи и амбиции для разработки и создания успешных платформ IoT.

Решения для микрочипов

По словам компании, с помощью встроенных решений для разработки Microchip Technology разработчики могут быстро, легко и безопасно подключаться к любому облаку с помощью Wi-Fi, Bluetooth и узкополосных технологий 5G, при этом сохраняя прочную основу безопасности с помощью семейства CryptoAuthentication.

«Мы по-прежнему видим, что скорость внедрения IoT довольно низкая, - сказал Ойвинд Стром, директор по маркетингу Microchip Technology. «Существует много решений, но мы видим большую клиентскую базу, и не обязательно, чтобы все они были довольны IoT. Мы запускаем граничные узлы и шлюзы, в которых основное внимание уделяется простоте использования ».

Сочетание проверенных аппаратных решений безопасности и беспрецедентной степени партнерства помогает защитить от угроз безопасности, начиная от удаленных кибератак и заканчивая созданием поддельных продуктов. Эти угрозы широко распространены, охватывают все отрасли и могут привести к значительным потерям с точки зрения затрат на развертывание и восстановление, доходов от услуг и, что наиболее важно, капитала бренда.

Компания Microchip добавила ряд интеллектуальных, подключенных и безопасных решений для быстрого прототипирования. Существуют четыре новых платформы разработки IoT на основе Wi-Fi и две новые макетные платы Bluetooth для продуктовых линеек PIC и AVR. Новое решение для шлюза Интернета вещей с Amazon Web Services (AWS) IoT Greengrass и Azure расширяет портфолио. А партнерство Microchip с Sequans позволило создать новые комплектные решения для инфраструктурных подключений LTE-M и NB-IoT.

Каждое решение предназначено для простоты использования и быстрой разработки интеллектуальных промышленных, медицинских, потребительских, сельскохозяйственных и розничных приложений с учетом требований безопасности. Выбор технологий подключения в сочетании с полным набором характеристик микроконтроллеров и микропроцессоров, а также периферийных функций делает эти решения масштабируемыми для различных рынков.

«Когда заказчик хочет разработать решение IoT, вы можете либо использовать IoT без облака, либо использовать IoT с облаком», - сказал Стром. «И облачные вычисления, безусловно, являются одной из самых быстрорастущих областей в мире. Есть три основных облачных компании:Google, Amazon и Microsoft. Со всеми нами мы сотрудничаем ». Платы PIC-IoT WA и AVR-IoT WA были разработаны в сотрудничестве с AWS и помогают разработчикам напрямую подключать узлы датчиков IoT к сервису AWS IoT Core через Wi-Fi.

«Когда вы покупаете эту плату, вы просто подключаете ее с помощью USB-разъема к своему компьютеру, и это приведет вас на специальную веб-страницу, где вы вводите свои учетные данные Wi-Fi», - сказал Стром. «Вы буквально [будете передавать] данные в облако Amazon в течение 30 секунд после первого подключения платы к компьютеру. [Оттуда] вы можете продолжить разработку своего приложения с помощью нашей комплексной экосистемы вокруг этой доски. Это очень мощная плата с самыми экономичными микроконтроллерами, которые вы найдете в отрасли, и она показывает, что вам не нужно переходить на 32-битные платформы, чтобы реализовать IoT на граничных узлах ».

Две платы поставляются с датчиком температуры и датчиком освещенности только для демонстрационных целей. Гнездо расширения microbus позволяет добавлять более 300 различных датчиков с интерактивных досок, которые поддерживает экосистема Microchip (рис. 1).

Рис. 1. Плата PIC / AVR-IoT WA (Изображение:Microchip Technology)

Плата SAM-IoT WG соединяет ядро ​​Google Cloud IoT Core с популярными микроконтроллерами SAM-D21 Arm Cortex-M0 + 32-bit Microchip (рисунок 2).

Рисунок 2:Плата SAM-IoT WG (Изображение:Microchip Technology)

Платформа Azure IoT на базе SAM MCU объединяет Azure IoT SDK и службы Azure IoT с экосистемой инструментов разработки Microchip MPLAB X. Карта предлагает гораздо большую вычислительную производительность, чем другие платформы в линейке. Помимо передачи данных, вы можете выполнять анализ с помощью искусственного интеллекта на доске.

«Например, приложения с прогнозным обслуживанием могут быть одной [прикладной областью]; доска также может быть использована для обзора », - сказал Стром. «Такие высокопроизводительные приложения для узлов IoT могут стать подходящей целью для этой платформы».

Помимо требований к платам Wi-Fi, в промышленном секторе существует высокий спрос на реализации Bluetooth. Все виды обслуживания и ремонта промышленного оборудования сегодня выполняются с помощью встроенного Bluetooth. Технический специалист может считывать код ошибки или другие данные с планшета или телефона, чтобы не вмешиваться механически.

Рис. 3. Плата PIC / AVR-BLE (Изображение:Microchip Technology)

Платы PIC-BLE и AVR-BLE основаны на микроконтроллерах PIC и AVR для узловых сенсорных устройств, которые подключаются к мобильным устройствам для промышленных, бытовых и охранных приложений, а также к облаку через шлюзы Bluetooth Low Energy (BLE) (рисунок 3).

Чтобы гарантировать, что только авторизованные устройства могут подключаться к встроенному устройству, встроенный защищенный элемент IC завершает Root of Trust от встроенного устройства до облака. Основные бортовые датчики - это температура, свет и трехосный акселерометр. Можно реализовать другие внешние датчики панели управления и разработать собственное приложение с помощью LightBlue, приложение, которое можно загрузить из Google Play или App Store (рис. 4).

Рис. 4. Приложение LightBlue (Изображение:Microchip Technology)

Если вы можете использовать Wi-Fi и BLE, всегда полезно иметь решение для подключения к шлюзу. Для домашних маршрутизаторов достаточно Wi-Fi, но если вам нужна закрытая сеть, вам также потребуется предоставить шлюз в своем приложении.

Решение шлюза с AWS IoT Greengrass основано на новейшей беспроводной системе-на-модуле (SoM), ATSAMA5D27-WLSOM1, которая объединяет MPU SAMA5D2, комбинированный модуль Wi-Fi WILC3000 и Bluetooth на базе высокопроизводительного Микросхема управления питанием MCP16502 (PMIC).

«Эти решения полностью сертифицированы для решения AWS Greengrass; Greengrass - это решение Amazon, в котором у вас есть облачные вычисления локально на вашем узле, - сказал Стром. «Это может иметь множество преимуществ, в том числе ответы в режиме, близком к реальному времени, и возможность работать, даже если у вас отключено интернет-соединение».

Microchip также анонсировала LTE-M / NB-IoT Development Kit в сотрудничестве с Sequans. В комплект входят модули на базе микросхем Monarch от Sequans, которые обеспечивают покрытие узлов Интернета вещей и используют преимущества новейшей маломощной сотовой технологии 5G. По своей конструкции шлюзы добавляют уровень, препятствующий прямому подключению, поэтому, если вы хотите передавать данные напрямую в облако, вам следует использовать решение LTE-M / NB-IoT.

Поставщики услуг начинают развертывать свои сети 5G, что позволит передавать огромный объем трафика узлов Интернета вещей в мобильные сети (сети). Использование двух доминирующих протоколов для подключения к Интернету вещей - LTE-M и NB-IoT - варьируется во всем мире в зависимости от региона, и стандарты не идентичны (рисунок 5). У Sequans есть технология 5G, которую можно использовать в Америке, всех европейских странах, Японии и Китае. С помощью этого решения Microchip может обслуживать клиентов по всему миру с помощью технологий LTE-M / NB-IoT и IoT, поддерживая все основные сети по всему миру.

Рис. 5. Комплект для разработки LTE-M или NB-IoT (Изображение:Microchip Technology)

Новые решения Microchip для Интернета вещей основаны на обширной экосистеме инструментов разработки компании, ориентированных на интегрированную среду разработки (IDE) MPLAB X. Генераторы кода, такие как MPLAB X Code Configurator (MCC), автоматизируют и ускоряют создание и настройку кода приложений для небольших микроконтроллеров PIC и AVR. В то же время программные библиотеки Harmony поддерживают все 32-разрядные решения для микроконтроллеров и микропроцессоров.

>> Эта статья была первоначально опубликована на наш дочерний сайт EE Times Europe.