Top hardwareplatforms voor Internet of Things (IoT)

IoT (Internet of Things) is niet langer een modewoord. Met verschillende inspirerende use-cases, die dagelijks verschijnen, ontdekken meerdere bedrijven nu hoe ze de technologie kunnen gebruiken voor bedrijfsgroei. Het is hard op weg een belangrijk kenmerk te worden dat nieuwe apparaten IoT-gebaseerd zijn, ongeacht de andere geïmplementeerde technologieën en volgens Gartner zal tegen 2020 95% van de nieuwe apparaten en systemen het IoT gebruiken. We hebben al gesproken over enkele populaire IoT-apparaten die op de markt beschikbaar zijn en hebben ook veel doe-het-zelf-projecten ontwikkeld op basis van IoT.

Terwijl sommige bedrijven gebruik maken van IoT voor directe bedrijfsoplossingen, maken andere bedrijven gebruik van de zakelijke kansen die bestaan ​​in het aanbieden van IoT-platforms om als ruggengraat te dienen voor snelle ontwikkeling en implementatie van IoT-oplossingen. Deze platforms zijn een belangrijk onderdeel geworden van de ontwikkeling van IoT-oplossingen en vandaag zullen we enkele ervan bekijken.

Vanwege de aard van de IoT-architectuur bestaan ​​er verschillende soorten IoT-platforms, waarvan de meeste gericht zijn op het bieden van oplossingen in specifieke branches (SigFox richt zich bijvoorbeeld op connectiviteit), terwijl sommige (zoals Particle.io) dienen als een alles-in-één platform, die een end-to-end-oplossing biedt voor IoT-ontwikkeling. Het artikel van vandaag is het eerste in een uit meerdere delen bestaande serie waarin enkele van deze platforms worden geëvalueerd en we zullen beginnen met de introductie van enkele populaire IoT-hardwareplatforms voor ontwikkeling.

IoT-hardware-ontwikkelingsplatforms

Dit verwijst in wezen naar platforms die worden gebruikt voor de ontwikkeling van de "dingen" in het internet of things. Het zou kunnen verwijzen naar communicatiemodules, microcontrollers en SoC-modules met functies die ze wenselijk maken voor gebruik bij de ontwikkeling van IoT-apparaten. De onderstaande lijst is in willekeurige volgorde en zeker niet uitputtend, aangezien er meer ontwikkelplatforms zijn dan je waarschijnlijk zou kunnen noemen, maar het bevat enkele van de meest uitgebreide en maker-vriendelijke platforms.

1. Particle.io

Particle.io is een van de meest uitgebreide end-to-end IoT-platforms. Het is een alles-in-één io-platform dat een IoT-hardwareontwikkelingsplatform, connectiviteit, apparaatcloud en apps biedt. Particle maakt een lange reeks IoT-hardwareontwikkelingsproducten voor zowel snelle prototypes als productie op DFM-niveau. Het bouwen van een IoT-product begint met het verbinden van de apparaten met internet en alle microcontrollerborden van de Particle kunnen communiceren via Wi-Fi, mobiel (2G / 3G / LTE) of mesh.Met een aantal van hun borden met meerdere communicatie-opties aan boord. Hun microcontrollers worden aangestuurd door een speciaal besturingssysteem waarmee ontwikkelaars de apparaten eenvoudig kunnen integreren met de apparaatwolk en apps van particle. Als extraatje worden hun apparaten en communicatiemodules geleverd met CE- en FCC-certificeringen die de kosten van een certificaat verlagen wanneer het product klaar is om te worden geschaald. Hun boards zijn open source en zorgen ervoor dat er veel ondersteuning is voor productontwikkeling.

Persoonlijk is een van de belangrijkste redenen waarom ik van spaanplaten houd, het end-to-end karakter van de diensten die ze leveren. Dit zorgt ervoor dat u ondersteuning krijgt bij elke stap, zonder dat u zich zorgen hoeft te maken over compatibiliteit.

2. Espressif ESP8266-borden

Als het gaat om het bouwen van IoT-apparaten, is het assortiment producten van Espressif en AI-denker het beste alternatief voor deeltjes. Sinds de release van de ESP8266-01 WiFi-chip enkele jaren geleden, zijn op ESP8266 gebaseerde chips en boards uitgegroeid van de lievelingen van makers en hobbyisten tot een van de meest geprefereerde chipsets voor op WiFi gebaseerde IoT-apparaten. De modules zijn meestal goedkoop, energiezuinig en gemakkelijk te gebruiken. Deze en andere factoren maken hen geliefd bij hardware-ontwerpers. De ESP-chips bieden veel flexibiliteit en kunnen worden gebruikt als WiFi-modules, worden aangesloten op andere microcontrollers of worden gebruikt in stand-alone modi zonder extra microcontrollers.

Ze hebben kleine vormfactoren en maken het eenvoudig om IoT-functies zoals OTA-firmware-updates te implementeren. De beschikbaarheid van ontwikkelingsborden zoals NodeMCU en verschillende andere op ESP gebaseerde borden van derden stelt ontwikkelaars in staat om een ​​idee te krijgen van het bord voordat ze ze in ontwerpen gebruiken. Net als de spaanplaten worden ESP8266-platen geleverd met FCC- en CE-certificering om de algemene kosten voor certificering van het apparaat na fabricage te verlagen. De ESP biedt een van de meest robuuste, speciale WiFi-interfaces in de branche, met verschillende protocollen die het IoT ondersteunen, zoals het ESP Touch-protocol waarmee het apparaat veilig en naadloos toegang heeft tot internet via WiFi-netwerken.

ESP8266-kaarten zijn gemakkelijk te leren en kunnen met alle microcontrollers worden gebruikt om op ESP8266 gebaseerde IoT-projecten te bouwen.

3. Intel IoT-ontwikkelborden

Intel is zonder twijfel een van de belangrijkste leiders van het halfgeleiderrijk en het was geen verrassing toen ze een tijdje geleden een aantal boards met IoT-functies uitbrachten. Hoewel ze de ondersteuning voor sommige van de oude borden hebben stopgezet, worden sommige van deze borden nog steeds gebruikt voor snelle prototyping door makers en productontwikkeling door ontwerpers. Een van de belangrijkste kenmerken van het bord, niet verrassend, zijn de enorme verwerkingsmogelijkheden. Een van de meest populaire Intel-boards is de Intel Edison-rekenmodule.

Volgens de website van Intel is de rekenmodule ontworpen voor experts, makers, ondernemers en voor gebruik in industriële IoT-toepassingen. De module biedt ontwikkelgemak voor de ontwikkeling van prototypes en voor gebruik in een reeks commerciële ondernemingen wanneer prestaties ertoe doen. De module maakt gebruik van een 22 nm Intel SoC met een dual-core Intel Atom CPU met dubbele schroefdraad op 500 MHz en een 32-bits Intel® Quark-microcontroller die werkt op 100 MHz. De module en de meeste andere kaarten zoals de Intel Curie en de Intel Galileo zijn echter niet meer leverbaar. Het momenteel meest populaire IoT-hardware-ontwikkelingsplatform van Intel is de Up Squared Groove IoT Development Kit , een platform dat specifiek is ontworpen om te voldoen aan de zware eisen van industriële IoT-toepassingen.

4. Adafruit reeks ontwikkelborden

Adafruit is een van de grootste online winkels voor elektronica-onderdelen. Adafruit deed een tijdje geleden mee aan de IoT-race met een speciale productlijn zoals de Adafruit-verenborden die unieke functies hadden om de ontwikkeling van schaalbare IoT-prototypes mogelijk te maken. Naast de ontwikkelborden biedt Adafruit, net als particle, cloudservices voor apparaten met eenvoudige clientbibliotheken voor alle belangrijke IoT-hardwareontwikkelingsplatforms, krachtige API, prachtige dashboards en een allround beveiligd IoT-platform. Het kan gemakkelijk worden gezegd dat het belangrijkste verschil tussen Adafruit en Particle de manier is waarop hun producten zijn ontworpen. Adafruit.io is ontworpen met een unieke focus op de makersgemeenschap. Het is een perfecte oplossing voor het ontwikkelen van prototypes. Particle daarentegen heeft een meer commerciële ondertoon van productkwaliteit.

5. Arduino IoT-productlijn

Het is onmogelijk voor de Arduino om een ​​onbekende naam te zijn voor iemand binnen de IoT-ruimte. Lang voordat het IoT mainstream werd, werden verschillende Arduino-boards al gebruikt om prototypes te ontwikkelen voor aangesloten apparaten. Met het gemak van programmeren en de plug-and-play aard van het op Arduino gebaseerde systeem, werd het al snel geliefd bij velen in de hardwareruimte. De vroege Arduino-boards waren meestal microcontrollers voor algemeen gebruik die via GSM- en WiFi-modules met het internet waren verbonden, maar toen het IoT zich begon te openen, werden er boards met speciale functies ontwikkeld die het IoT ondersteunen. Boards zoals de Arduino 101 (ontwikkeld met Intel), de MKR1000, Arduino WiFi Rev 2 en de MKR Vidor 4000, het eerste Arduino-board gebaseerd op een FPGA-chip.

Elk van deze borden is gemaakt met het IoT in gedachten, en ze hebben allemaal verschillende functies die ze geschikter maken voor specifieke IoT-oplossingen. Zo wordt de Arduino WiFi Rev 2 geleverd met een IMU waardoor hij geschikt is voor drone-gebaseerde applicaties.

Net als Adafruit en particle heeft Arduino ook een cloudservice die speciaal is bedoeld voor gebruik door bepaalde Arduino-boards, waaronder; de MKR1000, Arduino Yun / Yun Shield en de Arduino 101 / WiFi Shield 101. De Arduino-apparaatwolk (cloud.arduino.cc) biedt een eenvoudige tool voor makers om hun apparaat met internet te verbinden en vereist een zeer kort installatieproces om dingen werken.

Zelfs een normale Arduino Uno kan worden gebruikt met Espressif ESP8266-modules om IoT-projecten te bouwen.

6. De Raspberry Pi

Hoewel de Raspberry Pi van nature een apparaat voor algemene doeleinden is, is het onrechtvaardig om de bijdrage van de framboos aan de ontwikkeling van sommige IoT-producten en -projecten die momenteel in zwang zijn, te negeren. Ze zijn over het algemeen te robuust en geavanceerd om te worden gebruikt bij de ontwikkeling van eenvoudig verbonden sensoren of actuatoren, maar ze vinden toepassingen die dienen als data-aggregators, hubs en apparaatgateways in IoT-projecten. De nieuwste van de Raspberry Pi-boards; de Raspberry pi 3 model B + beschikt over een 1,4 GHz Broadcom BCM2837B0, Cortex-A53 (ARMv8) 64-bit SoC, 2,4 GHz en 5 GHz IEEE 802.11.b / g / n / ac draadloos LAN, Bluetooth 4.2, BLE en een Gigabit Ethernet poort via USB 2.0 (maximale doorvoersnelheid 300 Mbps). Naast verschillende andere functies, waaronder 4 USB-poorten, audio-uitgang, om er maar een paar te noemen,het bord wordt geleverd met een 1GB LPDDR2 SDRAM, wat het vrij snel maakt voor op IoT gebaseerde taken.

Om het industriële IoT-publiek aan te spreken en in het algemeen mensen die de Raspberry pi graag in hun producten zouden willen gebruiken, werd de raspberry pi-rekenmodule gelanceerd. De Raspberry pi rekenmodule drie (CM 3) is momenteel de nieuwste en bevat het lef van een Raspberry Pi 3 (de BCM2837-processor en 1 GB RAM) evenals een 4 GB eMMC Flash-apparaat (wat het equivalent is van de SD-kaart in de Pi) met een processorsnelheid van 1,2 GHz, allemaal geïntegreerd op een klein bord van 67,6 mm x 31 mm dat in een standaard DDR2 SODIMM-connector past (hetzelfde type connector als voor laptopgeheugen).

Deze eigenschap maakt de framboos geschikt voor gebruik als gateways en in projecten waar hoge verwerkingssnelheden vereist zijn.

Het goede van alle bovengenoemde platforms is hun open source-karakter, wat betekent dat er veel ondersteuning is voor ontwikkeling, ongeacht het platform dat u kiest. Zoals in het begin vermeld, is dit niet uitputtend, aangezien er verschillende andere platforms zoals de Beaglebone, Banana Pi en de SparkFun-lijst met IoT-boards bestaan.