Процесс разработки сети IoT делится на два этапа: разработка прототипа и разработка продукта.
Разработка прототипа используются готовые модули: отладочные платы для микроконтроллеров, готовые модули для датчиков, готовые провода для соединения. Современные готовые модули достаточно просты для того, чтобы их смогли использовать непрофильные специалисты с минимальным образованием.
Разработка продукта - процесс оптимизации прототипа с целью повышения его надежности, улучшения характеристик и уменьшения стоимости. На этом этапе необходимо вмешательство специалистов: профессиональных разработчиков, промышленных дизайнеров, схемотехников, электротехников и т.д.
Модель IoT от Aterozoom
В концепции Alterozoom базовым элементом является устройство - объект с уникальным идентификатором, содержащий набор датчиков и обрабатывающее команды. Устройства сами по себе автономны и подключаются к шлюзу (концентратору). Шлюз обеспечивает три задачи - подключение устройств к сети Интернет, локальная обработка данных и взаимодействие между устройствами.
На схеме роль шлюза выполняет "Local server", использующий для подключения к облаку Alterozoom программу iotkit-agent.
Основной сценарий разработки IoT окружения
- Выбрать точки входа - места, в которых необходимо снимать среды с помощью различных датчиков. Определить перечень определяемых параметров и диапазоны возможных значений.
- Выбрать точки выхода - места, в которых необхождимо производить определенные действия для управления средой.
- Подобрать список возможных датчиков для каждой точки входа, исходя из следующих характеристик: диапазон измерений необходимого параметра среды, точность измерения, скорость измерения, диапазон допустимых условий функционирования датчика, энергопотребление.
- Подобрать список возможных актуаторов для каждой точки выхода. Для них набор характеристик сильно различаться, но как правило включает в себя энергопотребление и надежность.
- Разработать архитектуру IoT сети - определить протоколы связи, наличие и количество дополительных узлов - микроконтроллеров, специализированных концентраторов, конверторов протоколов, источников питания.
- Собрать сеть и подключить устройства к шлюзу для организации доступа к IoT сети из глобальной сети Internet.
Наиболее распостраненные протоколы обмена данными для IoT, интерфейсы датчиков
Проводные:
- Ethernet
- I2C
- 1Wire
- SPI (2Wire)
- RS-485 и Modbus поверх RS-485
- Промышленные: CAN, HART, алалоговый выход 0-10 Вольт или 4-20 мА.
|
- Ethernet (IEEE 802.3) / Industrial Ehternet; FOUNDATION Fieldbus HSE (High Speed Ethernet) (FF H2) (ISA/ANSI S50.02/ IEC DIS 61158).
- Modbus поверх RS-485, RS-232, RS-422, TCP/IP.
- HART - цифровой сигнал поверх токовой несущей аналоговой петли 4-20 мА.
- PROFINET (IEC 61158/IEC 61784) - стандарт поверх Ethernet.
- CAN, CANbus, CANopen
- PROFIBUS (Process Field Bus) (IEC 61158/EN 50170)
- AS-Interface (Actuator Sensor Interface) (EN 50295)
- EIB (European Installation Bus) (EN 50090, ANSI EIA 776)
- BACnet (Building Automation and Control network) (ISO 16484-5)
- LON-Works (ANSI/EIA 709.1-А-1Э99)
|
Беспроводные:
- WiFi (IEEE 802.11)
- GPRS/3G/4G
- RFID
- NFC
- ZigBee
- Bluetooth
- IrDA
- 433 МГц
- LoRaWAN
- NRF24L01 2.4 ГГц
- XRF
- 868 МГц