Najlepsze platformy sprzętowe dla Internetu rzeczy (IoT)

IoT (Internet of Things) nie jest już modnym hasłem. Dzięki kilku inspirującym przykładom użycia, które pojawiają się na co dzień, wiele firm odkrywa teraz, w jaki sposób mogą wykorzystać tę technologię do rozwoju biznesu. Szybko staje się ważną cechą dla nowych urządzeń opartych na IoT, niezależnie od innych wdrożonych technologii, a według firmy Gartner do 2020 roku 95% nowych urządzeń i systemów będzie korzystać z IoT. Omówiliśmy już kilka popularnych urządzeń IoT dostępnych na rynku, a także opracowaliśmy wiele projektów DIY opartych na IoT.

Podczas gdy niektóre firmy wykorzystują Internet rzeczy do bezpośrednich rozwiązań biznesowych, inne firmy wykorzystują możliwości biznesowe, które istnieją w dostarczaniu platform IoT, aby służyć jako kręgosłup dla szybkiego rozwoju i wdrażania rozwiązań IoT. Platformy te stały się kluczową częścią rozwoju rozwiązań IoT i dzisiaj przyjrzymy się niektórym z nich.

Ze względu na naturę architektury IoT istnieje kilka typów platform IoT, z których większość koncentruje się na dostarczaniu rozwiązań w określonych branżach (na przykład SigFox koncentruje się na łączności), podczas gdy niektóre (jak Particle.io) służą jako platforma typu wszystko w jednej, zapewniające kompleksowe rozwiązanie dla rozwoju IoT. Dzisiejszy artykuł będzie pierwszym z serii wieloczęściowej poświęconej ocenie niektórych z tych platform i zaczniemy od wprowadzenia kilku popularnych platform sprzętowych IoT do rozwoju.

Platformy programistyczne sprzętu IoT

Zasadniczo odnosi się to do platform, które są wykorzystywane do tworzenia „rzeczy” w internecie rzeczy. Może odnosić się do modułów komunikacyjnych, mikrokontrolerów i modułów SoC z cechami, które czynią je pożądanymi do wykorzystania w rozwoju urządzeń IoT. Poniższa lista nie jest uporządkowana w konkretnej kolejności i nie jest wyczerpująca, ponieważ istnieje więcej platform programistycznych, niż można by prawdopodobnie nazwać, ale zawiera niektóre z najbardziej wszechstronnych i przyjaznych dla twórców platform.

1. Particle.io

Particle.io to jedna z najbardziej wszechstronnych platform IoT typu end-to-end. Jest to platforma typu wszystko w jednym io, która oferuje platformę rozwoju sprzętu IoT, łączność, chmurę urządzeń i aplikacje. Particle to długa linia produktów do rozwoju sprzętu IoT zarówno do szybkich prototypów, jak i do produkcji na poziomie DFM. Tworzenie produktu IoT rozpoczyna się od podłączenia urządzeń do Internetu, a wszystkie płyty mikrokontrolera Particle mogą komunikować się przez Wi-Fi, komórkową (2G / 3G / LTE) lub siatkę.Niektóre z ich płyt mają wiele opcji komunikacji na pokładzie. Ich mikrokontrolery są kontrolowane przez specjalny system operacyjny, który umożliwia programistom łatwą integrację urządzeń z chmurą urządzeń i aplikacjami Particle. Poważnie, ich urządzenia i moduły komunikacyjne posiadają certyfikaty CE i FCC, które obniżają koszt certyfikatu, kiedy produkt jest gotowy do skalowania. Ich płyty są typu open source, co zapewnia duże wsparcie dla rozwoju produktu.

Osobiście jednym z głównych powodów, dla których lubię płyty wiórowe, jest koniec z końcem świadczonych przez nie usług. Zapewnia to wsparcie na każdym etapie, bez martwienia się o kompatybilność.

2. Płyty Espressif ESP8266

Jeśli chodzi o budowanie urządzeń IoT, gama produktów od Espressif i myśliciela AI to kolejna najlepsza rzecz do cząstek. Od czasu wypuszczenia chipa WiFi ESP8266-01 kilka lat temu, chipy i płyty oparte na ESP8266 rozwinęły się z ulubieńców producentów i hobbystów do jednego z najbardziej preferowanych chipsetów dla urządzeń IoT opartych na WiFi. Moduły są zwykle niedrogie, energooszczędne i łatwe w użyciu. Między innymi te czynniki sprawiają, że są one bardzo popularne wśród projektantów sprzętu. Chipy ESP charakteryzują się dużą elastycznością i mogą być używane jako moduły WiFi, podłączone do innych mikrokontrolerów lub używane w trybach autonomicznych bez dodatkowych mikrokontrolerów.

Mają niewielkie rozmiary i ułatwiają wdrażanie funkcji IoT, takich jak aktualizacje oprogramowania układowego OTA. Dostępność płyt deweloperskich, takich jak NodeMCU i kilka innych płyt zewnętrznych opartych na ESP, umożliwia programistom zapoznanie się z płytą przed użyciem jej w projektach. Podobnie jak płyty wiórowe, płyty ESP8266 posiadają certyfikaty FCC i CE, aby obniżyć ogólny koszt certyfikacji urządzenia po wyprodukowaniu. ESP zapewnia jeden z najsolidniejszych, dedykowanych interfejsów WiFi w branży, wyposażony w kilka protokołów obsługujących IoT, takich jak protokół ESP Touch, który umożliwia urządzeniu bezpieczny i bezproblemowy dostęp do Internetu za pośrednictwem sieci WiFi.

Płyty ESP8266 są łatwe do nauczenia i mogą być używane z dowolnym mikrokontrolerem do tworzenia projektów IoT opartych na ESP8266.

3. Płyty rozwojowe Intel IoT

Intel jest bez wątpienia jednym z głównych liderów królestwa półprzewodników i nie było zaskoczeniem, gdy jakiś czas temu wypuścił kilka płyt z funkcjami IoT. Chociaż zaprzestali obsługiwać niektóre stare płyty, niektóre z nich są nadal używane do szybkiego prototypowania przez producentów i rozwoju produktu przez projektantów. Jedną z głównych cech płyty, nie jest zaskoczeniem, są ogromne możliwości przetwarzania. Jedną z najpopularniejszych płyt Intel jest moduł obliczeniowy Intel Edison.

Według strony internetowej Intela, moduł obliczeniowy został zaprojektowany dla ekspertów, twórców, przedsiębiorców i do użytku w przemysłowych aplikacjach IoT. Moduł zapewnia łatwość opracowywania prototypów i wykorzystywania ich w szeregu przedsięwzięć komercyjnych, gdy liczy się wydajność. Moduł wykorzystuje 22-milimetrowy procesor Intel SoC, który zawiera dwurdzeniowy, dwuwątkowy procesor Intel Atom o częstotliwości 500 MHz i 32-bitowy mikrokontroler Intel® Quark pracujący z częstotliwością 100 MHz. Moduł i większość innych płyt, takich jak Intel Curie i Intel Galileo, zostały jednak wycofane. Obecnie najpopularniejszą platformą rozwoju sprzętu IoT firmy Intel jest zestaw rozwojowy IoT Up Squared groove, który jest platformą zaprojektowaną specjalnie w celu spełnienia surowych wymagań przemysłowych aplikacji IoT.

4. Gama płyt deweloperskich Adafruit

Adafruit to jeden z największych sklepów internetowych z komponentami elektronicznymi. Adafruit dołączył do wyścigu IoT jakiś czas temu ze specjalną linią produktów, taką jak tablice piórkowe Adafruit, które posiadały unikalne cechy umożliwiające rozwój skalowalnych prototypów IoT. Oprócz płyt programistycznych, podobnie jak particle, Adafruit zapewnia usługi w chmurze dla urządzeń z prostymi bibliotekami klienckimi dla wszystkich głównych platform rozwoju sprzętu IoT, potężnym API, pięknymi pulpitami nawigacyjnymi i wszechstronną, bezpieczną platformą IoT. Można śmiało powiedzieć, że główną różnicą między Adafruit a Particle jest sposób projektowania ich produktów. Adafruit.io został zaprojektowany z wyjątkowym naciskiem na społeczność twórców. To rozwiązanie idealne do tworzenia prototypów. Z drugiej strony cząstka ma bardziej komercyjny podtekst produktu.

5. Linia produktów Arduino IoT

Niemożliwe jest, aby Arduino było nieznaną nazwą dla kogokolwiek w przestrzeni IoT. Na długo zanim IoT stał się głównym nurtem, kilka płyt Arduino było już używanych do opracowywania prototypów podłączonych urządzeń. Dzięki łatwości programowania i systemowi opartemu na Arduino typu plug and play, szybko stał się pokochany przez wielu w dziedzinie sprzętu. Wczesne płyty Arduino były głównie mikrokontrolerami ogólnego przeznaczenia, które były połączone z Internetem za pomocą modułów GSM i WiFi, ale gdy IoT zaczął się otwierać, opracowano płyty ze specjalnymi funkcjami obsługującymi IoT. Płytki takie jak Arduino 101 (opracowane z Intelem), MKR1000, Arduino WiFi Rev 2 i MKR Vidor 4000, która jest pierwszą płytą Arduino opartą na układzie FPGA.

Każda z tych płyt została stworzona z myślą o IoT i wszystkie mają inne cechy, które czynią je bardziej odpowiednimi dla konkretnego rozwiązania IoT. Na przykład Arduino WiFi Rev 2 jest wyposażony w IMU, dzięki czemu nadaje się do aplikacji opartych na dronach.

Podobnie jak Adafruit i particle, Arduino ma również usługę w chmurze przeznaczoną do użytku przez niektóre płyty Arduino, w tym; MKR1000, Arduino Yun / Yun Shield i Arduino 101 / WiFi Shield 101. Chmura urządzenia Arduino (cloud.arduino.cc) oferuje proste narzędzie dla twórców do podłączenia ich urządzenia do Internetu i zajmuje bardzo krótki proces konfiguracji, aby uzyskać rzeczy działają.

Nawet normalny Arduino Uno może być używany z modułami Espressif ESP8266 do tworzenia projektów IoT.

6. Raspberry Pi

Chociaż Raspberry Pi jest oczywiście urządzeniem ogólnego przeznaczenia, niesprawiedliwe będzie ignorowanie wkładu maliny w rozwój niektórych produktów i projektów IoT, które są obecnie w modzie. Są one na ogół zbyt solidne i wyrafinowane, aby można je było wykorzystać przy opracowywaniu prostych połączonych czujników lub siłowników, ale znajdują zastosowanie jako agregatory danych, koncentratory i bramy urządzeń w projektach IoT. Najnowsza z płyt Raspberry Pi; Raspberry pi 3 model B + ma 1,4 GHz Broadcom BCM2837B0, 64-bitowy SoC Cortex-A53 (ARMv8), 2,4 GHz i 5 GHz IEEE 802.11.b / g / n / ac, Bluetooth 4.2, BLE i Gigabit Ethernet port przez USB 2.0 (maksymalna przepustowość 300 Mbps). Oprócz kilku innych funkcji, w tym 4 portów USB, wyjścia audio, żeby wymienić tylko kilka,płyta jest dostarczana z 1 GB pamięci LPDDR2 SDRAM, co czyni ją dość szybką w przypadku zadań opartych na IoT.

Aby zaapelować do tłumu Industrial IoT i ogólnie do ludzi, którzy chcieliby używać Raspberry pi w swoich produktach, wprowadzono moduł obliczeniowy Raspberry pi. Moduł obliczeniowy Raspberry pi trzeci (CM 3) jest obecnie najnowszy i zawiera wnętrzności Raspberry Pi 3 (procesor BCM2837 i 1 GB pamięci RAM), a także pamięć flash 4 GB eMMC (która jest odpowiednikiem karty SD w Pi) działający z prędkością procesora 1,2 GHz, a wszystko to zintegrowane na małej płytce 67,6 mm x 31 mm, która pasuje do standardowego złącza DDR2 SODIMM (tego samego typu, co złącze używane w pamięci laptopa).

Ta cecha sprawia, że ​​malina nadaje się do wykorzystania jako bramki i projekty wymagające dużej szybkości przetwarzania.

Zaletą wszystkich wymienionych powyżej platform jest ich otwarty charakter, co oznacza, że ​​istnieje duże wsparcie dla rozwoju niezależnie od wybranej platformy. Jak wspomniano na początku, nie jest to wyczerpujące, ponieważ istnieje kilka innych platform, takich jak Beaglebone, Banana Pi i lista płyt IoT SparkFun.