Комплекты для разработчиков ускоряют проектирование Интернета вещей

Путь к созданию продуктов для Интернета вещей вымощен умными досками. В последние годы использование легкодоступных и экономичных платформ разработки для разработки продуктов Интернета вещей обогатило рынок, поскольку разработчики использовали возможности связи различных систем и протоколов.

Интеллектуальные платы - будь то платы на базе микроконтроллеров или SoC или одноплатные компьютеры - позволяют создавать рентабельные прототипы и являются фундаментальным шагом в разработке взаимосвязанных объектов. Сегмент рынка плат для разработки IoT населен как гигантами электроники, так и стартапами, некоторые из которых финансируются за счет краудфандинговых инициатив. Деятельность по разработке Интернета вещей сосредоточена вокруг ряда доминирующих технологий.

ВСЕЛЕННАЯ IOT

Подключение к Интернету вещей стало обычным явлением в повседневной жизни в личной, профессиональной и общественной сферах. Интернет вещей присутствует повсюду, благодаря все более сложным системам, которые необходимо контролировать. Эта запутанная экосистема подключенных объектов предлагает компаниям возможность разрабатывать приложения, продукты и услуги, которые выгодно отличают их от конкурентов. В результате темпы инноваций Интернета вещей ускоряются. Использование объединенных возможностей датчиков, протоколов связи и алгоритмов машинного обучения ставит IoT на передний план в задачах разработки. Для компаний из различных секторов возможность доступа к легкодоступным аппаратным и программным ресурсам имеет решающее значение для успешной разработки и создания прототипов.

УМНЫЕ ДОСКИ

Плата для разработки Aconno ACD52832 IoT представляет собой комплексное решение. Несмотря на то, что он разработан для случаев использования со сверхнизким энергопотреблением, он обеспечивает достаточную производительность с 32-разрядным Arm Cortex-M4F, работающим на частоте 64 МГц. Плата оснащена широким спектром датчиков, таких как датчики света, температуры, звука, движения и вибрации, для удовлетворения требований экосистемы Интернета вещей. Он также оснащен несколькими светодиодами, кнопками, реле, зуммером, серворазъемами, адаптером NFC и многим другим. Ядром платы для разработки является интеллектуальный модуль Bluetooth ACN52832, работающий от системы на кристалле Nordic Semiconductor на базе Arm Cortex-M4F.

Следуя логике сверхнизкого энергопотребления, макетная плата оснащена дисплеем для электронной бумаги. Электронная бумага требует практически нулевого потребления энергии для отображения проецируемого изображения. Благодаря минимальным требованиям к энергии дисплей с разрешением 200 × 200 пикселей и плотностью пикселей 184 dpi легко читается при солнечном свете и имеет неограниченные углы обзора.

Эти типы дисплеев - лучший выбор для многих промышленных и бытовых приложений. «Электронная бумага очень важна, потому что у нее сверхнизкое энергопотребление, - сказал Томас Холлведель, руководитель отдела маркетинга и продаж Aconno. «Для нас плата для разработки IoT означает, что она работает от батареи в течение длительного времени, обеспечивая при этом достойную производительность. Вот почему [был] нашим выбором был электронный дисплей GoodDisplay GDEP015OC1, а не ЖК-дисплей или OLED-дисплей ».

Разработчики, работающие с интеллектуальной платой ACD52832, могут использовать программные инструменты mbed или Keil uvision для быстрого, гибкого и экономичного создания прототипов. Плата может облегчить переход от прототипа к массовому производству на основе продуктов семейства Aconno. На рис. 1 показана плата с набором датчиков, включая инерциальный модуль STMicroelectronics iNEMO с 9 степенями свободы (9 степеней свободы) (с акселерометром, гироскопом и магнитометром) и датчик температуры Microchip MCP9700.

Ядром платы является SoC nRF52 от Nordic, чья уникальная программная архитектура предлагает четкое разделение между кодом приложения и протоколами, называемыми SoftDevices. Он построен на базе процессора Arm Cortex-M4 с модулями с плавающей запятой 64 МГц и имеет тег связи ближнего поля NFC-A для использования в упрощенных решениях для сопряжения и оплаты.

Последней инновацией Aconno, использующей Bluetooth, является плата ACD52840, которая имеет модуль ACN52840 с поддержкой Bluetooth 5 (BT5) для поддержки работы на больших расстояниях при очень низком энергопотреблении. По данным Aconno, дальняя работа в свободном поле с использованием модуля была измерена на высоте более 1300 метров. Модуль ACN52840 основан на SoC Nordic nRF52840 с процессором Arm Cortex-M4F и Arm TrustZone CryptoCell. Он поддерживает адаптивную топологию сети (ANT), Thread, Thread Mesh и Zigbee, обеспечивая длительный срок службы батареи. Новая плата оснащена большинством сенсорных возможностей ACD52832 и обеспечивает отображение электронной бумаги, NFC и другие функции, позволяющие разрабатывать продукты IoT (рис. 2).

Стандарт Bluetooth 5 увеличивает радиус действия беспроводной связи, скорость и полосу пропускания, чтобы обеспечить одновременное вещание на два беспроводных устройства. Пользователи получают мобильность, потому что данные передаются между устройствами, например, когда они перемещаются из дома в машину.

Группа особого интереса Bluetooth (SIG), в которую входят основные мировые бренды промышленной электроники, прогнозирует, что более трети всех устройств Интернета вещей будут использовать стандарт Bluetooth 5 в течение следующих нескольких лет.

«Новый модуль и новая плата могут передавать с +8 дБ, а также имеют аппаратную поддержку Bluetooth 5 на большие расстояния. Итак, ключевое преимущество - расстояние », - сказал Холлведель. «С модулем 52832 мы достигли внешнего расстояния между двумя модулями в подключенном режиме в 130 метров. С модулем 52840 мы достигли дальности за пределами 1,3 км. Мы только что измерили это еще раз, когда были в Хорватии, потому что есть много суши, по которой можно действительно пройти километры и измерить, а это потрясающее расстояние для Bluetooth ».

Попытка построить систему, подключенную к Интернету вещей, с нуля может оказаться непростой задачей. Это может быть дорого и требует времени и опыта во многих инженерных дисциплинах. Использование средств разработки на основе микроконтроллеров или SoC может решить многие сенсорные и другие инженерные проблемы.

Платы и решения от Aconno и других компаний, таких как Sony и Cypress, присоединяются к таким, как Arduino, Raspberry Pi и Beagle Bone, чтобы ускорить вывод на рынок представлений IoT. Проблемы развития Интернета вещей будут решаться не только в аппаратном обеспечении, но и с помощью программных инструментов, позволяющих легко программировать различные датчики.

Многие из нас традиционно рассматривали Arduino и Raspberry Pi как отдельные объекты. Хотя две платы имеют разные характеристики и в некоторых случаях используются по-разному, ими можно управлять с одной платформы. Raspberry Pi - это мини-компьютер; Для программирования Arduino требуется ПК.

Sony вышла на рынок Интернета вещей со своей основной платой Spresense, очень компактной платой для разработки, основанной на многоядерном микроконтроллере Sony CXD5602. Его наиболее значительный потенциал - это возможность разработки приложений IoT очень простым и быстрым способом, включая возможность использования интегрированных сред разработки (IDE) Arduino или Eclipse. Плата Spresense включает в себя процессоры Sony CXD5247GF и CXD5602GG, антенну GPS, графический интерфейс пользователя и расширение для 26 внешних контактов. Внешние надстройки будут доступны от сторонних производителей для Bluetooth (BLE), Wi-Fi и датчиков изображения (рис. 3).

PSoC 6 BLE Pioneer Kit (CY8CKIT-062-BLE) от Cypress предлагает аппаратную рабочую среду, которая не требует внешней памяти. Он поддерживает безопасное хранение данных и криптографические алгоритмы. В комплект входит Bluetooth 5, 512-мегабитная флэш-память Quad-SPI NOR и контроллер питания USB Type-C.

Комплекты средств разработки, разработанные специально для Интернета вещей, предоставляют оборудование, программное обеспечение, микропрограммное обеспечение и инструменты, необходимые инженерам для ускорения вывода продукта IoT на рынок. Поставщики средств разработки будут поддерживать экосистему Интернета вещей новыми, легкодоступными решениями как для профессионалов, так и для производителей.