แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์ชั้นนำสำหรับ Internet of Things (IoT)

IoT (Internet of Things)ไม่ใช่คำศัพท์อีกต่อไป ด้วยกรณีการใช้งานที่สร้างแรงบันดาลใจมากมายที่เล็ดลอดออกไปในชีวิตประจำวันหลาย บริษัท กำลังค้นพบว่าพวกเขาสามารถใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีเพื่อการเติบโตของธุรกิจได้อย่างไร การกลายเป็นคุณลักษณะสำคัญอย่างรวดเร็วสำหรับอุปกรณ์ใหม่ที่ใช้ IoT โดยไม่คำนึงถึงเทคโนโลยีอื่น ๆ ที่นำมาใช้และตามรายงานของ gartner ภายในปี 2020 อุปกรณ์และระบบใหม่ 95% จะใช้ IoT เราได้พูดคุยเกี่ยวกับอุปกรณ์ IoT ยอดนิยมที่มีอยู่ในตลาดแล้วและยังได้พัฒนาโครงการ DIY จำนวนมากโดยใช้ IoT

ในขณะที่ธุรกิจบางแห่งกำลังใช้ประโยชน์จาก IoT สำหรับโซลูชันทางธุรกิจโดยตรง แต่ บริษัท อื่น ๆ ก็ใช้ประโยชน์จากโอกาสทางธุรกิจที่มีอยู่ในการจัดหาแพลตฟอร์ม IoT เพื่อใช้เป็นกระดูกสันหลังสำหรับการพัฒนาและการปรับใช้โซลูชัน IoT อย่างรวดเร็ว แพลตฟอร์มเหล่านี้ได้กลายเป็นส่วนสำคัญของการพัฒนาโซลูชัน IoT และวันนี้เราจะมาดูบางส่วน

เนื่องจากลักษณะของสถาปัตยกรรม IoT แพลตฟอร์ม IoT หลายประเภทจึงมีอยู่โดยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การจัดหาโซลูชันตามแนวดิ่งที่เฉพาะเจาะจง (SigFox เช่นเน้นการเชื่อมต่อ) ในขณะที่บางส่วน (เช่น Particle.io) ทำหน้าที่เป็นแพลตฟอร์มทั้งหมดในที่เดียว มอบโซลูชันแบบครบวงจรสำหรับการพัฒนา IoT บทความวันนี้จะเป็นครั้งแรกในซีรีส์หลายส่วนในการประเมินบางส่วนของแพลตฟอร์มเหล่านี้และเราจะเริ่มต้นด้วยการแนะนำไม่กี่ที่นิยมIOT แพลตฟอร์มฮาร์ดแวร์สำหรับการพัฒนา

แพลตฟอร์มการพัฒนาฮาร์ดแวร์ IoT

โดยพื้นฐานแล้วหมายถึงแพลตฟอร์มที่ใช้สำหรับการพัฒนา "สิ่งของ" ในอินเทอร์เน็ตของสิ่งต่างๆ อาจอ้างถึงโมดูลการสื่อสารไมโครคอนโทรลเลอร์และโมดูล SoC ที่มีคุณสมบัติที่ทำให้เป็นที่ต้องการสำหรับใช้ในการพัฒนาอุปกรณ์ IoT รายการด้านล่างนี้คือในลำดับใดไม่มีและโดยไม่มีหมายถึงหมดจดที่มีมากขึ้นในการพัฒนาแพลตฟอร์มมากกว่าหนึ่งอาจจะตั้งชื่อ แต่ก็มีบางส่วนของแพลตฟอร์มที่ครอบคลุมมากที่สุดและเครื่องชงง่าย

1. Particle.io

Particle.io เป็นหนึ่งในแพลตฟอร์ม IoT แบบ end to end ที่ครอบคลุมมากที่สุด เป็นแพลตฟอร์ม io แบบ all-in-one ที่นำเสนอแพลตฟอร์มการพัฒนาฮาร์ดแวร์ IoT การเชื่อมต่อคลาวด์ของอุปกรณ์และแอพ Particle สร้างผลิตภัณฑ์การพัฒนาฮาร์ดแวร์ IoT จำนวนมากสำหรับทั้งต้นแบบอย่างรวดเร็วและการผลิตระดับ DFM การสร้างผลิตภัณฑ์ IoT เริ่มต้นด้วยการเชื่อมต่ออุปกรณ์กับอินเทอร์เน็ตและบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ทั้งหมดของอนุภาคจะเปิดใช้งานเพื่อสื่อสารผ่าน Wi-Fi, เซลลูลาร์ (2G / 3G / LTE) หรือเมชด้วยกระดานบางส่วนของพวกเขามีตัวเลือกการสื่อสารที่หลากหลายบนเครื่องบิน ไมโครคอนโทรลเลอร์ของพวกเขาถูกควบคุมโดยระบบปฏิบัติการพิเศษซึ่งช่วยให้นักพัฒนาสามารถรวมอุปกรณ์เข้ากับคลาวด์อุปกรณ์และแอพของอนุภาคได้อย่างง่ายดาย อุปกรณ์และโมดูลการสื่อสารของพวกเขามาพร้อมกับใบรับรอง CE และ FCC ซึ่งช่วยลดต้นทุนของใบรับรองเมื่อผลิตภัณฑ์พร้อมที่จะปรับขนาด บอร์ดของพวกเขาเป็นโอเพ่นซอร์สทำให้มั่นใจได้ว่ามีการสนับสนุนมากมายสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์

โดยส่วนตัวแล้วเหตุผลสำคัญประการหนึ่งที่ฉันชอบไม้ปาร์ติเคิลบอร์ดคือการสิ้นสุดลักษณะของการให้บริการ สิ่งนี้ทำให้คุณมั่นใจได้ว่าจะได้รับการสนับสนุนในทุกขั้นตอนโดยไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับความเข้ากันได้

2. บอร์ด Espressif ESP8266

เมื่อพูดถึงการสร้างอุปกรณ์ IoT ผลิตภัณฑ์ต่างๆจาก Espressif และ AI thinker คือสิ่งที่ดีที่สุดอันดับต่อไปสำหรับอนุภาค ตั้งแต่รุ่นของชิป ESP8266-01 อินเตอร์เน็ตไร้สายหลายปีหลัง ESP8266 ชิปและบอร์ดมีการเติบโตจากการเป็นที่รักของผู้ผลิตและงานอดิเรกที่จะเป็นหนึ่งในชิปเซ็ตที่ต้องการมากที่สุดสำหรับอุปกรณ์ IOT อินเตอร์เน็ตไร้สายตามโมดูลนี้มักจะมีราคาประหยัดใช้พลังงานต่ำและใช้งานง่าย ปัจจัยอื่น ๆ เหล่านี้เป็นที่รักของนักออกแบบฮาร์ดแวร์ ชิป ESP มีความยืดหยุ่นสูงและสามารถใช้เป็นโมดูล WiFi เชื่อมต่อกับไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ หรือใช้ในโหมดสแตนด์อโลนโดยไม่ต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์เพิ่มเติม

พวกเขามีรูปแบบขนาดเล็กและทำให้ง่ายต่อการใช้งาน IoT ที่เปิดใช้งานฟังก์ชันเช่นการอัปเดตเฟิร์มแวร์ OTA ความพร้อมใช้งานของบอร์ดการพัฒนาเช่น NodeMCU และบอร์ดบุคคลที่สามที่ใช้ ESP อื่น ๆ ช่วยให้นักพัฒนารู้สึกถึงบอร์ดก่อนที่จะใช้ในการออกแบบ เช่นเดียวกับพาร์ติเคิลบอร์ดบอร์ด ESP8266 มาพร้อมกับการรับรอง FCC และ CE เพื่อลดต้นทุนทั่วไปในการรับรองอุปกรณ์หลังการผลิต ESP เป็นหนึ่งในอินเทอร์เฟซ WiFi เฉพาะที่แข็งแกร่งที่สุดในอุตสาหกรรมโดยมีโปรโตคอลหลายตัวที่รองรับ IoT เช่นโปรโตคอล ESP Touch ที่ช่วยให้อุปกรณ์เข้าถึงอินเทอร์เน็ตผ่านเครือข่าย WiFi ได้อย่างปลอดภัยและราบรื่น

บอร์ด ESP8266 นั้นง่ายต่อการเรียนรู้และสามารถใช้กับไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อสร้างโครงการ IoT ที่ใช้ ESP8266 ได้

3. บอร์ดพัฒนา Intel IoT

ไม่ต้องสงสัยเลยว่า Intel เป็นหนึ่งในผู้นำที่สำคัญของอาณาจักรเซมิคอนดักเตอร์และไม่แปลกใจเลยที่พวกเขาเปิดตัวบอร์ดสองสามตัวที่มีคุณสมบัติ IoT ที่เปิดใช้งานมาแล้ว ในขณะที่พวกเขายกเลิกการสนับสนุนบอร์ดเก่าบางส่วน แต่บอร์ดเหล่านี้บางส่วนยังคงถูกใช้เพื่อสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วโดยผู้ผลิตและการพัฒนาผลิตภัณฑ์โดยนักออกแบบ คุณสมบัติหลักอย่างหนึ่งของบอร์ดที่ไม่น่าแปลกใจคือความสามารถในการประมวลผลที่มาก หนึ่งในความนิยมมากที่สุดของบอร์ด Intel เป็นโมดูลประมวลอินเทลเอดิสัน

ตามเว็บไซต์ของอินเทลโมดูลคำนวณได้รับการออกแบบสำหรับผู้เชี่ยวชาญ, ผู้ผลิตผู้ประกอบการและสำหรับใช้ในงานอุตสาหกรรมโมดูลนี้ให้ความสะดวกในการพัฒนาสำหรับการพัฒนาต้นแบบและใช้ในกิจการเชิงพาณิชย์ที่หลากหลายเมื่อประสิทธิภาพมีความสำคัญ โมดูลนี้ใช้ Intel SoC ขนาด 22 นาโนเมตรซึ่งประกอบด้วย CPU Intel Atom แบบดูอัลคอร์แบบดูอัลเธรดที่ 500MHz และไมโครคอนโทรลเลอร์Intel® Quark 32 บิตซึ่งทำงานที่ 100 MHz อย่างไรก็ตามโมดูลและบอร์ดอื่น ๆ ส่วนใหญ่เช่น Intel Curie และ Intel Galileo ได้ถูกยกเลิกไปแล้วแพลตฟอร์มการพัฒนาฮาร์ดแวร์ IoT ที่ได้รับความนิยมสูงสุดในปัจจุบันจาก Intel คือ Up Squared groove IoT Development Kit ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อให้เหมาะกับความต้องการที่ทนทานของแอปพลิเคชัน IoT ในอุตสาหกรรม

4. Adafruit ช่วงของบอร์ดพัฒนา

Adafruit เป็นหนึ่งในร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออนไลน์ที่ใหญ่ที่สุด Adafruit เข้าร่วมการแข่งขัน IoT ในขณะที่กลับมาพร้อมกับสายผลิตภัณฑ์พิเศษเช่นกระดานขนนก Adafruit ที่มีคุณสมบัติพิเศษเพื่อให้สามารถพัฒนาต้นแบบ IoT ที่ปรับขนาดได้ นอกเหนือจากบอร์ดพัฒนาเช่นเดียวกับอนุภาคแล้ว Adafruit ยังให้บริการคลาวด์สำหรับอุปกรณ์ที่มีไลบรารีไคลเอ็นต์แบบง่ายสำหรับแพลตฟอร์มการพัฒนาฮาร์ดแวร์ IoT ที่สำคัญทั้งหมด, API ที่มีประสิทธิภาพ, แดชบอร์ดที่สวยงามและแพลตฟอร์ม IoT ที่ปลอดภัยรอบด้าน อาจกล่าวได้อย่างง่ายดายว่าความแตกต่างที่สำคัญระหว่าง Adafruit และ Particle คือวิธีการออกแบบผลิตภัณฑ์ของพวกเขาAdafruit.io ได้รับการออกแบบที่มีความสำคัญไม่ซ้ำกันในชุมชนของผู้ผลิตเป็นโซลูชันที่สมบูรณ์แบบสำหรับการพัฒนาต้นแบบ ในทางกลับกันอนุภาคมีสีรองพื้นเกรดผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์มากขึ้น

5. สายผลิตภัณฑ์ Arduino IoT

เป็นไปไม่ได้ที่ Arduino จะเป็นชื่อที่ไม่คุ้นเคยสำหรับทุกคนในพื้นที่ IoT ก่อนที่ IoT จะกลายเป็นกระแสหลักบอร์ด Arduino หลายตัวได้ถูกใช้เพื่อพัฒนาต้นแบบสำหรับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ ด้วยความง่ายในการเขียนโปรแกรมและลักษณะการใช้งานแบบพลักแอนด์เพลย์ของระบบที่ใช้ Arduino ทำให้หลายคนชื่นชอบในพื้นที่ฮาร์ดแวร์อย่างรวดเร็ว บอร์ด Arduino รุ่นแรกส่วนใหญ่เป็นไมโครคอนโทรลเลอร์เอนกประสงค์ซึ่งเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ตโดยใช้โมดูล GSM และ WiFi แต่เมื่อ IoT เริ่มเปิดขึ้นบอร์ดที่มีคุณสมบัติพิเศษที่รองรับ IoT ได้รับการพัฒนา บอร์ดเช่น Arduino 101 (พัฒนาด้วย Intel), MKR1000, Arduino WiFi Rev 2 และ MKR Vidor 4000 ซึ่งเป็นบอร์ด Arduino ตัวแรกที่ใช้ชิป FPGA

บอร์ดเหล่านี้แต่ละตัวสร้างขึ้นโดยคำนึงถึง IoT และทั้งหมดมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันซึ่งทำให้เหมาะสำหรับโซลูชัน IoT เฉพาะ ตัวอย่างเช่น Arduino WiFi Rev 2 มาพร้อมกับ IMU ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานที่ใช้โดรน

เช่นเดียวกับ Adafruit และอนุภาคArduino ยังมีบริการคลาวด์สำหรับบอร์ด Arduino บางรุ่นซึ่งรวมถึง; MKR1000, Arduino Yun / Yun Shield และ Arduino 101 / WiFi Shield 101 ระบบคลาวด์ของอุปกรณ์ Arduino (cloud.arduino.cc) นำเสนอเครื่องมือง่ายๆสำหรับผู้ผลิตในการเชื่อมต่ออุปกรณ์กับอินเทอร์เน็ตและใช้ขั้นตอนการตั้งค่าที่สั้นมาก สิ่งที่ทำงาน

แม้แต่ Arduino Uno ธรรมดาก็สามารถใช้กับโมดูล Espressif ESP8266 เพื่อสร้างโครงการ IoT ได้

6. ราสเบอร์รี่ Pi

แม้ว่า Raspberry Pi จะเป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานทั่วไป แต่ก็เป็นความอยุติธรรมที่จะเพิกเฉยต่อการมีส่วนร่วมของราสเบอร์รี่ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์และโครงการ IoT บางส่วนในปัจจุบัน โดยทั่วไปแล้วจะมีประสิทธิภาพและซับซ้อนเกินกว่าที่จะใช้ในการพัฒนาเซ็นเซอร์หรือตัวกระตุ้นที่เชื่อมต่อแบบธรรมดา แต่พบว่าแอปพลิเคชันที่ทำหน้าที่เป็นตัวรวบรวมข้อมูลฮับและเกตเวย์อุปกรณ์ในโครงการ IoT ล่าสุดของบอร์ด Raspberry pi; Raspberry pi 3 รุ่น B + มี 1.4GHz Broadcom BCM2837B0, Cortex-A53 (ARMv8) 64-bit SoC, 2.4GHz และ 5GHz IEEE 802.11.b / g / n / ac LAN ไร้สาย, Bluetooth 4.2, BLE และ Gigabit Ethernet พอร์ตผ่าน USB 2.0 (ความเร็วสูงสุด 300 Mbps) นอกเหนือจากคุณสมบัติอื่น ๆ อีกมากมายเช่นพอร์ต USB 4 พอร์ตเอาต์พุตเสียงที่ต้องพูดถึงบอร์ดมาพร้อมกับ 1GB LPDDR2 SDRAM ซึ่งทำให้มันค่อนข้างเร็วสำหรับงานที่ใช้ IoT

เพื่อดึงดูดกลุ่มอุตสาหกรรม IoT และโดยทั่วไปแล้วผู้ที่ชื่นชอบการใช้ Raspberry pi ในผลิตภัณฑ์ของตนจึงได้เปิดตัวโมดูลการคำนวณราสเบอร์รี่ pi โมดูลประมวลผล Raspberry pi 3 (CM 3) เป็นรุ่นล่าสุดและมีความกล้าของ Raspberry Pi 3 (โปรเซสเซอร์ BCM2837 และ RAM 1GB) รวมถึงอุปกรณ์ eMMC Flash ขนาด 4GB (ซึ่งเทียบเท่ากับการ์ด SD ใน Pi) ทำงานที่ความเร็วโปรเซสเซอร์ 1.2GHz ทั้งหมดรวมอยู่ในบอร์ดขนาดเล็ก 67.6 มม. x 31 มม.

คุณลักษณะนี้ทำให้ราสเบอร์รี่เหมาะสำหรับใช้เป็นเกตเวย์และในโครงการที่ต้องการความเร็วในการประมวลผลสูง

สิ่งที่ดีเกี่ยวกับแพลตฟอร์มทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นคือลักษณะของโอเพ่นซอร์สซึ่งหมายความว่ามีการสนับสนุนมากมายสำหรับการพัฒนาโดยไม่คำนึงถึงแพลตฟอร์มที่คุณเลือก ดังที่ได้กล่าวไว้ในตอนต้นนี่ไม่ใช่แพลตฟอร์มที่ละเอียดถี่ถ้วนเช่นเดียวกับแพลตฟอร์มอื่น ๆ เช่น Beaglebone, Banana Pi และรายการ SparkFun ของบอร์ด IoT