Изучение пяти основных проблем Интернета вещей через 5 C - Часть 1

Сук Хуа Вонг из Keysight Technologies, Inc.

Развертывание Интернета вещей происходит быстро. Согласно IoT Analytics , ожидается, что количество подключенных устройств в 2019 году превзойдет первоначальные прогнозы на 14% и достигнет 9,5 миллиарда. По словам Сук Хуа Вонга из Keysight Technologies, Inc. , тремя основными движущими силами являются взрывной рост числа потребительских устройств, намного более сильные, чем ожидалось, сотовые соединения IoT / M2M и значительный рост числа подключений устройств в Китае благодаря правительственным инициативам.

Ожидается, что эти экспоненциальные темпы роста сохранятся в течение следующих нескольких лет и к 2025 году достигнут 28 миллиардов подключенных устройств. Технологии уже интегрированы в наши носимые устройства и одежду. На каждого человека на Земле будет 26 умных объектов. 75% автомобилей будут поставляться с оборудованием, необходимым для подключения к Интернету. Согласно прогнозам, к 2025 году доходы от Интернета вещей в сфере здравоохранения вырастут до более 135 миллиардов долларов (119 миллиардов евро).

Развертывание Интернета вещей расширяется от потребительских приложений, таких как умные домашние устройства и носимые устройства, до критически важных приложений в областях общественной безопасности, реагирования на чрезвычайные ситуации, промышленной автоматизации, автономных транспортных средств и Интернета медицинских вещей (IoMT).

Критически важные приложения используют удобство, низкую стоимость и длительное время автономной работы IoT-устройств, а также широко доступную общедоступную инфраструктуру для улучшения взаимодействия и взаимосвязи между устройствами, чтобы обеспечить мониторинг и управление в реальном времени различными критически важными устройствами и системами.

По мере распространения приложений, критически важных для работы, устройства и системы Интернета вещей должны быть надежными, чтобы выдерживать суровые условия реального мира.

Великий потенциал сопряжен с большими проблемами

Интернет вещей приносит пользу потребителям и создает новые бизнес-возможности для коммерческих приложений. Однако для этого требуется стабильное и надежное оборудование и инфраструктура.

Система экстренного реагирования :Представьте, что будет, если беспроводной датчик, отслеживающий давление в удаленной газовой трубе, выйдет из строя из-за предыдущих отключений электроэнергии? Во время аварийной ситуации система трубопроводов может взорваться из-за отсутствия своевременных мер по ее локализации.

Цифровое здоровье :Устройства удаленного мониторинга пациента позволяют контролировать пациента за пределами обычных клинических условий, что расширяет доступ пациента к медицинской помощи и снижает стоимость оказания медицинской помощи. Однако само устройство должно работать в любой среде, например, на переполненном стадионе или в труднодоступном подземном складе. Прием сигнала через бетонные конструкции и помехи от окружающих устройств не должны влиять на нормальную работу устройства мониторинга.

Умный счетчик :С сотнями тысяч крошечных интеллектуальных счетчиков, развернутых в каждом удаленном месте, эти счетчики должны работать без сбоев для сбора и передачи данных коммунальных служб. Любой отказ интеллектуального счетчика приведет к ошибкам в отслеживании потребления, что приведет к потере доходов и потенциально подорвет репутацию коммунальных компаний.

Подключенный автомобиль :Подключенный автомобиль, такой как на рис. 1, приносит нам огромные удобства. Но это также подвергает нас различным рискам. Недостатки безопасности в реализации беспроводной системы могут позволить хакеру определить местонахождение и угнать нашу машину одним нажатием кнопки, и мы этого не заметим.

Рис. 1. Подключенный автомобиль - это автомобиль с интерактивной приборной панелью, которая может подключаться к Интернету и обмениваться данными с другими подключенными устройствами.

Инженеры и проектировщики, работающие над этими критически важными системами или устройствами, сталкиваются с серьезными техническими проблемами и должны учитывать важные аспекты проектирования, тестирования и компромиссы от раннего этапа проектирования до конца производства.

Решение технических проблем с помощью 5C Интернета вещей

Требуется комплексный подход для решения многогранных технических проблем в устройствах и системах Интернета вещей на протяжении всего жизненного цикла продукта. Как показано на рисунке 2, соображения проектирования можно резюмировать на основе 5C IoT.

Возможности подключения	Обеспечивает подключение ваших устройств Интернета вещей к другим устройствам Интернета вещей, облаку и всему миру вокруг нас.
Преемственность	Для выполнения своей работы требуется, чтобы ваши устройства IoT имели увеличенный срок службы батареи.
Соответствие	Требует, чтобы ваши устройства Интернета вещей соответствовали международным нормам.
Сосуществование	Обеспечивает гармоничную работу ваших устройств Интернета вещей в переполненных средах Интернета вещей.
Кибербезопасность	Защищает ваши данные от киберугроз.

Рис. 2. Основные соображения при проектировании для решения технических проблем, связанных с 5C IoT.

1. Связь

Возможность подключения - это возможность обеспечить беспрепятственный поток информации к устройству, инфраструктуре, облаку и приложениям и обратно. Обеспечение хорошего подключения - одна из главных задач, с которыми сталкиваются инженеры, поскольку система беспроводного подключения очень сложна, а плотное развертывание устройств еще больше усложняет работу.

Ожидается, что критически важные устройства Интернета вещей будут надежно работать без сбоев даже в самых сложных условиях. Быстро развивающиеся стандарты беспроводной связи усложняют работу, и инженеры сталкиваются с постоянными проблемами, чтобы идти в ногу с новейшими технологиями и обеспечивать бесперебойную работу устройств во всей экосистеме.

Решение проблем с подключением требует тщательного выбора решений для проектирования и тестирования, которые являются очень гибкими, настраиваемыми и обновляемыми для удовлетворения будущих потребностей. Решение должно быть очень гибким для тестирования устройств со многими форматами радио, иметь возможность доступа к характеристикам устройства в реальных режимах работы и поддерживать беспроводное тестирование в режиме сигнализации без необходимости использования драйвера для конкретного набора микросхем.

Желательно, чтобы система была простой, недорогой и могла использоваться как в НИОКР, так и в производстве для использования кода и минимизации проблем корреляции измерений на разных этапах разработки. Спрос на устройства IoT будет расти в геометрической прогрессии из-за их быстрого распространения. Производители должны иметь хорошо масштабируемую, экономичную и надежную производственную испытательную систему, которая могла бы легко соответствовать растущим объемам, обеспечивая при этом качество устройства.

Автор - Сук Хуа Вонг (Sook Hua Wong), руководитель отраслевого сегмента по решениям для измерения общей электроники в компании Keysight Technologies, Inc.

Об авторе

Сук Хуа - менеджер по отраслевому сегменту компании Keysight Technologies, проживающий в Пенанге, Малайзия. Она является специалистом по стратегическому планированию решений, ответственным за расширение портфеля решений Keysight для Интернета вещей (IoT) и планирование маркетинговых программ для стимулирования роста в общем электронном сегменте KeysightTechnologies.

До этой должности она занималась планированием продуктов и отвечала за стратегическое планирование и развитие портфеля продуктов для измерителя и датчика мощности ВЧ / СВЧ-диапазона.

Она получила степень бакалавра электротехники в Технологическом университете Малайзии (1999 г.) и степень магистра наук в области проектирования электронных систем в Научном университете Малайзии (2003 г.). Она проработала 20 лет в Keysight Technologies, последние 15 лет в группе General Electronics Measurement Solution (GEMS) на различных должностях, включая производство, разработку продукта, поддержку продаж, маркетинг продукта и планировщика продукта.

Часть 2 продолжится завтра…