Principals plataformes de maquinari per a Internet de les coses (iot)

IoT (Internet of Things) ja no és una paraula de moda. Amb diversos casos d'ús inspiradors, que emanen diàriament, diverses empreses estan descobrint com podrien aprofitar la tecnologia per al creixement empresarial. S’està convertint ràpidament en una característica important perquè els nous dispositius es basin en IoT, independentment de la resta de tecnologies implementades i, segons Gartner, el 2020, el 95% dels nous dispositius i sistemes utilitzaran l’IoT. Ja hem parlat d'alguns dispositius IoT populars disponibles al mercat i també hem desenvolupat molts projectes de bricolatge basats en IoT.

Tot i que algunes de les empreses aprofiten l'IoT per obtenir solucions comercials directes, altres empreses aprofiten les oportunitats de negoci que existeixen en el subministrament de plataformes IoT per servir com a eixos vertebradors per al ràpid desenvolupament i desplegament de solucions IoT. Aquestes plataformes s’han convertit en una part clau del desenvolupament de solucions IoT i avui en farem una ullada a algunes.

A causa de la naturalesa de l’arquitectura IoT, existeixen diversos tipus de plataformes IoT, la majoria d’elles centrades en proporcionar solucions al llarg de verticals específiques (per exemple, SigFox se centra en la connectivitat), mentre que algunes (com Particle.io) serveixen com a plataforma tot en una, proporcionant una solució de punta a punta per al desenvolupament de l'IoT. L’article d’avui serà el primer d’una sèrie de diverses parts que avaluarà algunes d’aquestes plataformes i començarem introduint poques plataformes de maquinari IoT populars per al desenvolupament.

Plataformes de desenvolupament de maquinari IoT

Això es refereix essencialment a plataformes que s'utilitzen per al desenvolupament de les "coses" a Internet de les coses. Podria referir-se a mòduls de comunicació, microcontroladors i mòduls SoC amb funcions que els fan desitjables per al seu ús en el desenvolupament de dispositius IoT. La llista següent no té cap ordre específic i no és exhaustiva, ja que hi ha més plataformes de desenvolupament de les que probablement es podria anomenar, però conté algunes de les plataformes més completes i adaptades als fabricants.

1. Particle.io

Particle.io és una de les plataformes IoT més completes. És una plataforma io tot en un que ofereix plataforma de desenvolupament de maquinari IoT, connectivitat, núvol de dispositius i aplicacions. Particle fa una llarga línia de productes de desenvolupament de maquinari IoT tant per a prototips ràpids com per a la producció de nivell DFM. La creació d’un producte IoT comença amb la connexió dels dispositius a Internet i totes les plaques de microcontroladors de Particle estan habilitades per comunicar-se mitjançant Wi-Fi, mòbil (2G / 3G / LTE) o malla.Amb alguns dels seus taulers amb múltiples opcions de comunicació a bord. Els seus microcontroladors estan controlats per un sistema operatiu especial que permet al desenvolupador integrar els dispositius fàcilment amb el núvol i les aplicacions del dispositiu de particula. Com a peck, els seus dispositius i mòduls de comunicació inclouen certificacions CE i FCC que redueixen el cost del certificat quan el producte estigui a punt per escalar-se. Els seus taulers són de codi obert, cosa que garanteix un gran suport per al desenvolupament de productes.

Personalment, un dels principals motius pels quals m’agraden els taulers de partícules és la naturalesa dels serveis que ofereixen. Això us garanteix obtenir assistència en tots els passos del camí, sense preocupar-vos de la compatibilitat.

2. Taulers Espressif ESP8266

A l’hora de construir dispositius IoT, la gamma de productes d’Espressif i AI thinker és el millor que cal fer partícules. Des del llançament del xip WiFi ESP8266-01 fa uns anys, els xips i taules basats en ESP8266 han passat de ser els estimats dels fabricants i aficionats a ser un dels chipset més preferits per als dispositius IoT basats en WiFi. Els mòduls solen ser de baix cost, poca potència i fàcils d’utilitzar. Aquests, entre altres factors, els agraden al cor dels dissenyadors de maquinari. Els xips ESP tenen molta flexibilitat i es poden utilitzar com a mòduls WiFi, connectats a altres microcontroladors o usats en modes independents sense microcontroladors addicionals.

Posseeixen petits factors de forma i faciliten la implementació de funcions d’activació d’IoT com actualitzacions de firmware OTA. La disponibilitat de taules de desenvolupament com NodeMCU i altres taules de tercers basades en ESP permet als desenvolupadors conèixer el tauler abans d’utilitzar-les a Designs. Igual que els taulers de partícules, els taulers ESP8266, inclouen la certificació FCC i CE per reduir el cost general de certificació del dispositiu després de la fabricació. L’ESP proporciona una de les interfícies WiFi dedicades més robustes de la indústria, amb diversos protocols que admeten l’IoT, com el protocol ESP Touch que permet al dispositiu accedir a Internet de forma segura i sense problemes a través de xarxes WiFi.

Les plaques ESP8266 són fàcils d’aprendre i es poden utilitzar amb qualsevol microcontrolador per crear projectes IoT basats en ESP8266.

3. Taules de desenvolupament Intel IoT

Sens dubte, Intel és un dels líders més importants del regne dels semiconductors i no va ser una sorpresa quan van llançar un parell de taulers amb funcions d’IoT habilitades fa molt de temps. Tot i que han deixat de donar suport a algunes de les plaques antigues, algunes d’aquestes plaques encara s’utilitzen per fer prototips ràpids per part dels fabricants i per al desenvolupament de productes pels dissenyadors. Una de les principals característiques del tauler, és sorprenent que són les enormes capacitats de processament. Una de les plaques Intel més populars és el mòdul de càlcul Intel Edison.

Segons el lloc web d'Intel, el mòdul de càlcul es va dissenyar per a experts, fabricants, empresaris i per a ús en aplicacions IoT industrials. El mòdul facilita el desenvolupament per al desenvolupament i ús de prototips en una àmplia gamma d’empreses comercials quan el rendiment és important. El mòdul utilitza un SoC Intel de 22 nm que inclou una CPU Intel Atom de doble nucli, de doble fil a 500 MHz i un microcontrolador Intel® Quark de 32 bits que funciona a 100 MHz. No obstant això, el mòdul i la majoria de les altres plaques com Intel Curie i Intel Galileo han estat abandonats. La plataforma de desenvolupament de maquinari IoT més popular actualment d'Intel és el kit de desenvolupament IoT Up Squared groove, que és una plataforma dissenyada específicament per satisfer les exigents exigències de les aplicacions IoT industrials.

4. Gamma de taules de desenvolupament Adafruit

Adafruit és una de les botigues de components electrònics més grans en línia. Adafruit es va unir a la cursa de l'IoT una estona enrere amb una línia de productes especials, com ara les plaques de plomes d'Adafruit, que posseïen característiques úniques per permetre el desenvolupament de prototips IoT escalables. A part de les taules de desenvolupament, igual que les partícules, Adafruit ofereix serveis al núvol per a dispositius amb biblioteques de clients senzilles per a totes les principals plataformes de desenvolupament de maquinari IoT, API potent, bells taulers i una plataforma IoT segura. Es podria dir fàcilment que la principal diferència entre Adafruit i Particle és el disseny dels seus productes. Adafruit.io està dissenyat amb un enfocament únic a la comunitat de creadors. És una solució perfecta per al desenvolupament de prototips. La partícula, en canvi, té un to més comercial i de qualitat de producte.

5. Línia de productes IoT Arduino

És impossible que l’Arduino sigui un nom desconegut per a qualsevol persona de l’espai IoT. Molt abans que l'IoT es convertís en mainstream, diverses de les plaques Arduino ja s'estaven utilitzant per desenvolupar prototips per a dispositius connectats. Amb la facilitat de programació i la naturalesa de connectar i reproduir el sistema basat en Arduino, ràpidament va ser estimat per molts en l’espai del maquinari. Les primeres plaques Arduino eren majoritàriament microcontroladors d’ús general que estaven connectats a Internet mitjançant mòduls GSM i WiFi, però a mesura que l’IoT va començar a obrir-se, es van desenvolupar plaques amb funcions especials que admeten l’IoT. Taulers com l'Arduino 101 (desenvolupat amb Intel), el MKR1000, l'Arduino WiFi Rev 2 i el MKR Vidor 4000, que és la primera placa Arduino basada en un xip FPGA.

Cadascun d’aquests taulers s’ha creat pensant en l’IoT i tots tenen diferents característiques que els fan més adequats per a la solució IoT específica. L'Arduino WiFi Rev 2, per exemple, ve amb una IMU que el fa adequat per a aplicacions basades en drons.

Igual que Adafruit i particle, Arduino també té un servei al núvol dedicat a ser utilitzat per certes plaques Arduino, incloses; el MKR1000, l'Arduino Yun / Yun Shield i l'Arduino 101 / WiFi Shield 101. El núvol del dispositiu Arduino (cloud.arduino.cc) ofereix una eina senzilla perquè els fabricants puguin connectar el seu dispositiu a Internet i necessiten un procés de configuració molt breu per obtenir les coses funcionen.

Fins i tot un Arduino Uno normal es pot utilitzar amb mòduls Espressif ESP8266 per construir Projectes IoT.

6. El Raspberry Pi

Tot i que el Raspberry Pi és, naturalment, un dispositiu per a usos generals, serà injust ignorar la contribució del gerd al desenvolupament d’alguns productes i projectes d’IoT actualment en voga. Generalment són massa robustes i sofisticats per utilitzar-se en el desenvolupament de senzills o actuadors connectats senzills, però troben aplicacions que serveixen com a agregadors de dades, concentradors i passarel·les de dispositius en projectes IoT. L’últim dels taulers pi de gerds; el model Raspberry pi 3 B + compta amb un 1,4 GHz Broadcom BCM2837B0, Cortex-A53 (ARMv8) SoC de 64 bits, 2,4 GHz i 5 GHz IEEE 802.11.b / g / n / ac LAN sense fils, Bluetooth 4.2, BLE i un Gigabit Ethernet port per USB 2.0 (rendiment màxim de 300 Mbps). A part d’altres funcions, inclosos 4 ports USB, sortida d’àudio, per esmentar-ne algunes,la placa ve amb una SDRAM LPDDR2 d’1 GB que fa que sigui bastant ràpid per a tasques basades en IoT.

Per atraure a la multitud de l'IoT industrial i, en general, a les persones que els encantaria utilitzar el Raspberry pi als seus productes, es va llançar el mòdul de càlcul de raspberry pi. Actualment, el mòdul de càlcul tres de Raspberry pi (CM 3) és l’últim i conté les entranyes d’un Raspberry Pi 3 (el processador BCM2837 i 1 GB de RAM), a més d’un dispositiu Flash eMMC de 4 GB (que equival a la targeta SD de el Pi) que funciona a una velocitat de processador d’1,2 GHz tot integrat en una petita placa de 67,6 mm x 31 mm que s’adapta a un connector SODIMM DDR2 estàndard (el mateix tipus de connector que s’utilitza per a la memòria del portàtil).

Aquesta característica fa que el gerd sigui adequat per utilitzar-lo com a passarel·les i en projectes amb requisits d’alta velocitat de processament.

El bo de totes les plataformes esmentades anteriorment és la seva naturalesa de codi obert, cosa que significa que hi ha molta compatibilitat per al desenvolupament, independentment de la plataforma que trieu. Com es va esmentar al principi, això no és exhaustiu ja que existeixen diverses altres plataformes com Beaglebone, Banana Pi i la llista de taules IoT SparkFun.