Прототипирование IIoT периферийных устройств: практическое руководство

Промышленный Интернет вещей (IIoT) открывает беспрецедентную видимость в производственные процессы, движу более умное принятие решений и высокую эффективность. Enterprise-grade IIoT решения полагаются на многослойные архитектуры, безопасно собирающие данные от разнообразных сенсоров, передающие их в облако и анализирующие для выявления действенных инсайтов. В Industrial Internet Application Development авторы глубоко погружаются в IIoT архитектуру и очерчивают стратегии для встречи этих требовательных требований.

Отрывок из Главы 3 книги, этот раздел объясняет, как разработчики могут строить прототип устройств, способных собирать и коммуницировать данные к более высокоуровневым приложениям. Контент разделен на следующие части:

• Прототипирование устройств

• Реализация HTTP подключения

• Использование WebSockets

• Использование Modbus

• Использование OPC UA протоколов

Адаптировано из Industrial Internet Application Development, Аленой Траукиной, Джаянтом Томасом, Прашантом Тьяги, Кишором Реддипалли.

Глава 3. IIoT Edge Разработка
Алена Траукина, Джаянт Томас, Прашант Тьяги, Кишор Реддипалли

Эта глава направляет новичков через сквозное прототипирование: выбор правильного железа, сборка четырех образцов устройств, развертывание базовых IoT приложений и использование Predix сервисов для хранения, анализа и слияния сенсорных данных.

В этой главе вы узнаете о следующих темах:

• Выбор железа для прототипирования

• Модель Open Systems Interconnection и ее слои

• Прикладные протоколы — HTTP и WebSocket

• Промышленные M2M протоколы — Modbus и OPC UA

• Сборка устройства для прототипа

• Подготовка SD карты для прототипа

• Построение и запуск простых IoT приложений используя HTTP, WebSocket, Modbus и OPC UA протоколы

• Сервисы управления данными в Predix

Железо для прототипов

Этот раздел рассматривает широкий массив опций железа доступных для прототипирования и предлагает руководство по выбору подходящей платы и протокола коммуникации для обеспечения бесшовной интеграции среди компонентов.

Разнообразие и стоимость

Open-source платы вроде Arduino, Raspberry Pi, Orange Pi, LinkIt, BeagleBone и Tessel все доступны. Например, Orange Pi может быть куплен за просто $33, в то время как стартовый набор включающий сенсоры, маленький дисплей, LED, кабели и макетную плату типично стоит около $70. Индивидуальные сенсоры начинаются от $1.

Модификации

Самые популярные платы — Arduino и Raspberry Pi — имеют ряд вариантов. Если вам нужно Wi-Fi, Bluetooth, USB, HDMI или более высокая вычислительная мощность, сравните доступные опции чтобы найти плату, встречающую ваши точные спецификации.

Сравнение опций

Все платы компактны — примерно 8 см ширина, 5 см высота и 2 см толщина (без корпуса). Более мощное железо вроде Intel NUC измеряет 35 × 25 × 4 см. Подключение — ключевой дифференциатор; многие платы лишены встроенного Wi-Fi или Bluetooth, и фичи вроде GSM, GPS, камер или FM модулей обычно требуют отдельные модули.

Другой критический фактор — количество соединителей сенсоров. Оцените сенсоры, которые вам нужны, и верифицируйте совместимость с выбранной платой. Дополнительные expansion платы могут расширить счетчик пинов если требуется.

Поддерживаемые сенсоры

Соединители плат могут поддерживать только аналоговые или только цифровые сенсоры. Цифровые сенсоры эмитируют дискретные сигналы — например, DHT11 температурный сенсор выдает целое между 0 °C и 50 °C. Аналоговые сенсоры производят непрерывные сигналы, позволяя значения вроде 11,9 °C с TMP36 сенсором, измеряющим от –50 °C до 125 °C. Конвертация между типами сигналов возможна но добавляет сложность и лишние компоненты.