Tendința spre simplitate a IoT

5 APRILIE 2017

Scopul fundamental al companiilor ce contribuie la IoT este să furnizeze componente electronice, dispozitive, module, software și soluții pentru o lume mai inteligentă, mai conectată. Scopul imediat este de a ajuta clienții să aibă succes în aplicații, bazându-se pe promisiunile de simplitate, siguranță și acces la comunitate. Lucrurile simple se bazează pe operațiile de evaluare, instalare și configurare ușor de făcut. Experiența utilizatorilor contribuie la îmbunătățirea și creșterea productivității aplicațiilor. Prin conectare și explorarea informațiilor din comunitatea utilizatorilor, se poate găsi un conținut mai relevant, articole din baza de cunoștințe care oferă răspunsuri la întrebări, în doar câteva minute. Succesul lucrului în IoT se bazează pe dispozitive inteligente ce se conectează simplu la o rețea IoT și pe un software disponibil specific aplicației.

Ecas_EA0317_Digi_DeschidereInternetul lucrurilor (IoT) devine Internetul tuturor lucrurilor (IoE)
În prezent, multe firme și organizații contribuie la dezvoltarea Internetului lucrurilor (IoT – Internet of Things), conectând în rețea obiecte fizice, pentru a crea utilități cu valoare mai mare, folosind una dintre tehnologiile de comunicație existente. Se urmăresc:

• creșterea gradului de conștientizare al contextului
• creșterea puterii de procesare
• alimentarea cu energie independentă și consum cât mai redus
• creșterea numărului de dispozitive și persoane conectate
• utilizarea de noi tipuri de informații puse la dispoziție.

Internetul lucrurilor (IoT – Internet of Things) devine rapid Internetul tuturor lucrurilor (IoE – Internet of Everything) – cu simbolul IoT/E, fiind o rețea de rețele, în care miliarde de conexiuni creează oportunități fără precedent, dar și noi riscuri. IoE (Internet of Everything) – Internetul tuturor lucrurilor – definește conectarea digitală a oamenilor, a proceselor, a datelor și lucrurilor pentru a face în rețea, conexiuni mai relevante și valoroase prin transformarea informațiilor în acțiuni și a crea noi funcționalități. Experiențe variate și idei noi pot realiza oportunități economice fără precedent pentru persoane, întreprinderi și chiar țări. (Cisco Systems Inc. www.cisco.com)
(Termenul Internet of Things (IoT) a fost propus de Kevin Ashton în RFID Journal, July 22, 2009. Definiția este în extindere: Nota1, Nota 2)

IoE – Internetul tuturor lucrurilor este tot mai prezent și în evoluție rapidă. IoE este eterogen: cuprinde atât produse, cât și servicii verticale și ori­zontale, conectare wireless sau cu fir, în interior și în aer liber. IoE este populat de produse care sunt din gama de dispozitive simple, până la dispozitive de calcul. Dar toate au capacitatea de fi “inteligente” din cauza rețelei și a serviciilor la care se conectează.

Ecas_EA0317_Digi_Fig-1

ConnectCore® pentru i.MX6UL

Aplicații în IoT
IoT are aplicații în cele mai variate domenii legate de activitățile zilnice, făcându-le mai ușoare, mai accesibile și mai eficiente, mărind nesemnificativ costurile inițiale.

Auto, Transport și Logistică
Tehnologii mobile de ultimă generație și modem-uri chipset sunt folosite pentru telematică în vehicule și transport, pentru urmărire și optimizare.

Monitorizare rezervoare și câmpuri petroliere
Rețele de senzori inteligenți supraveghează parametri legați de rezervoare și cisterne fixe sau mobile, starea de funcționare a echipamentelor pe teren. Conectate printr-un gateway și device cloud se obține la distanță imaginea de ansamblu și se pot comanda dispozitive distribuite.

Ecas_EA0317_Digi_Fig-2

ConnectCore pentru i.MX6UL Starter Board

Energie controlată și sigură
Tehnologii de comunicații celulare cu milioane de dispozitive, permit companiilor de utilități să implementeze în mod sigur și eficient rețele inteligente de date pentru producători și consumatori de energie.

Iluminat inteligent
Iluminatul stradal și cel din clădiri (birouri, holuri, urgență) devine tot mai inteligent. În funcție de orar și de gradul de luminozitate naturală măsurat de senzori se comandă simultan, la distanță, nivelul iluminării dat de surse de iluminat eficiente energetic (bazate pe LED-uri), optimizând consumul de energie electrică.

Clădiri inteligente
Sisteme de Management a Energiei (BEMS) bazate pe senzori, elemente de execuție și computer gestionează, controlează și monitorizează în clădiri serviciile tehnice (HVAC, iluminat, urgență etc.), dar și consumul de energie al dispozitivelor folosite. Ele furnizează informațiile și instrumentele de care au nevoie administratorii de clădiri, pentru a înțelege utilizarea energetică a clădirilor, de a controla și de a îmbunătăți performanța energetică.

Ecas_EA0317_Digi_Fig-5

ConnectCore pentru i.MX6UL SBC Pro

Afișaje și chioșcuri digitale de retail (ATM, automate de vânzare articole mărunte, băuturi, bilete, parcări).
Serviciile distribuite se controlează prin rețele de senzori și elemente de execuție pentru a ușura informarea și cumpărarea.

Automatizări industriale și conducerea întreprinderilor
Soluții chipset de calcul permit realizarea de rețele celulare și conectivitate prin care se conectează întreprinderile de producție și segmentele de retail la IoE. Producția se controlează în funcție de piață.

Precizie în Agricultură
Rețelele de senzori inteligenți plasați în sol, conectate printr-un gateway și controlate inteligent, transmit gradul de umiditate și temperatură din sol pentru a comanda dispozitive de distribuție a apei în sere sau pe câmp. În ferme, pot fi urmărite distribuția și mișcările animalelor.

Ecas_EA0317_Digi_Fig-6

Digi XBee Cellular

Conexiuni M2M și alte Aplicații de consum
Soluții cu modem-uri celulare facilitează conectivitatea M2M pentru aplicații de consum, cum ar fi sisteme personale de răspuns de urgență (PERS – Personal Emergency Response Systems) și monitori­zare mobilă a sănătății. Digi Device Cloud inte­grează ușor datele prin comunicație bidirec­țională cu dispozitive din aplicații M2M (inclusiv non-Digi hardware, prin open API și Cloud Connector) și con­tro­lează în masă dispozitive, pentru a crește eficiența. Vezi: www.digi.com/products/cloud/digi-device-cloud

Aplicații extinse în IoE
Ecas_EA0317_Tabel-1Conectare între lucruri inteligente
Folosind AllJoyn™, un cadru flexibil de colaborare software open source se permite dispozitivelor să comunice cu alte dispozitive din jurul lor. Cadrul AllJoyn promovează rețeaua proximă, iar conexiunea nor este opțională. Se oferă producătorilor și dezvoltatorilor instrumentele de care au nevoie pentru a inventa noi dispozitive, modalități și aplicații inteligente pentru a lucra împreună. De la electrocasnice și electronice de consum, la jocuri multi-player și de divertisment multi-ecran, posibilitățile sunt nelimitate. Amănunte la Alianța AllSeen: https://allseenalliance.org
Alianța AllSeen un consorțiu non-profit open source dedicat pentru a conduce adoptarea pe scară largă de produse, sisteme și servicii care susțin Internetul lucrurilor (IoT) cu un cadru deschis de dezvoltare, universal. Acest cadru de conectivitate și servicii software securizate, programabile, permite companiilor și persoanelor fizice să creeze produse interoperabile care pot descoperi, conecta și interacționa direct cu alte dispozitive, sisteme și servicii din apropiere, indiferent de stratul de transport, tipul de dispozitiv, platforma, sistemul de operare sau de brand.

Locuințe inteligente – Home Digital
Activarea IoT în medii casnice înseamnă că rețelele actuale și viitoare din locuințe trebuie să aibă o acoperire completă, simplitate (fără noi fire), eficiență energetică (consum cât mai redus), scalare (abilitatea de a crește prin adăugarea de noi dispozitive și funcții), interoperabilitate și securitate.

Ecas_EA0317_Digi_Fig-3

ConnectCore pentru i.MX6UL Starter Kit

Platforme de dezvoltare
Platformele hardware și software pentru proiectarea și construirea de dispozitive IoT și M2M cu conectivitate celulară integrată sunt oferite de diverse firme lidere în domeniul M2M, precum Digi International.
Întregul set de soluții Digi este adaptat pentru a permite ca orice dispozitiv să comunice cu orice aplicație, oriunde în lume. Detalii: www.digi.com

Ecas_EA0317_Digi_Fig-4

ConnectCore pentru i.MX6UL Development Kit

Digi International a prezentat la Embedded World 2017, Martie 14-16, Nuremberg, soluții avansate în IoT bazate pe noi produse
ConnectCore 6UL System-on-Module (SOM)
ConnectCore pentru i.MX6UL SOM este conceput ca o platformă sigură și inteligent integrată, adaptată pentru ca producătorii de dispozitive să facă produse foarte rentabile, conectate sigur și fiabil, fără să aibă riscurile tradiționale de proiectare hardware sau software.
Bazat pe procesorul de aplicații NXP i.MX 6UltraLite, modulul oferă suprafața de montare (în curs de brevetare) Digi SMTplus™ mount form factor, care este doar puțin mai mare decât un timbru poștal. Acesta dispune opțional de conectivitate wireless 802.11ac și Bluetooth 4.2, operează la temperatura în gama industrială, are două opțiuni de montare cu cost optimizat (LGA – Land Grid Array și Castellated Edge Vias), și consumă putere ultra-low, până la 35µA, folosind capabilități Digi Microcontroller Assist™ (MCA) integrate perfect.

Ecas_EA0317_Digi_Fig-8

Digi XBee Cellular Development Kit

ConnectCore pentru i.MX6UL SBC Pro
Puternic, sigur, pre-certificat, Single Board Computer (SBC) cu factor de formă standard, flexibilitate de design complet.
• Puternic și flexibil, soluție gata de folosit (off-the-shelf), în factor de formă Pico-ITX
• Gata de producție cu un efort minim de proiectare hardware
• Design robust, lucrează în intervalul de temperatură industrială

ConnectCore 6UL Single Board Computers (SBC)
Digi a prezentat capabilitățile viitoarelor ConnectCore pentru i.MX6UL Single Board Computers (SBC): conectivitate wireless și prin cablu – dual 10/100 Mbit Ethernet, opțiuni de conectivitate celulară, suport complet Yocto Project Linux și integrare completă al dispozitivului de securitate Digi TrustFence™. Cu factori de formă diferiți, ConnectCore 6 pentru i.MX6UL SBC Pro (100 × 72 mm, Pico-ITX) și ConnectCore pentru i.MX6UL SBC Express (87 × 63 mm) sunt platforme optimizate pentru o gamă largă de aplicații industriale robuste și oferă o scurtare dramatică a timpului de lansare pe piață prin eliminarea efortului de proiectare hardware personalizat.

Digi XBee® Cellular NB-IoT
Digi reprezintă versiunea europeană a Digi XBee Cellular proiectată pentru Cat NB-IoT. Optimizată pentru rețelele Vodafone din Europa, această versiune a Digi XBee Cellular va permite producătorilor de echipamente originale (OEM) să integreze în proiectele lor, rapid și ușor, celule NB-IoT fiabile, la cost mic, consum redus de energie, având suplimentar Securitate încorporată. Digi XBee înseamnă un sistem complet de module wireless, gateway-uri, adaptoare și software-ul necesar. Toate fiind proiectate pentru a accelera dezvoltarea de aplicații wireless pentru implementări la nivel mondial.
www.digi.com/lp/xbee/hardware

Ecas_EA0317_Digi_Fig-9

            LTE-Cat 1 – NOW SHIPPING

ACCELERAȚI DEZVOLTAREA!
Kit-ul de Dezvoltare i.MX6UL folosește NXP i.MX6UL System-on-Module (SOM) pentru a furniza:
• O platformă completă de proiectare IoT: include toată funcționalitatea pe o singură placă și un proiect de referință verificat..
• Single Board Computer gata de folosit: are toate caracteristicile și capacitățile de a construi rapid dispozitive industriale robuste conectate cu fir și fără fir.
• Un motor de comunicare inteligentă și sigură testat prin Yocto Project Linux: bazat pe Linux Board Support Package (BSP), kit-ul de dezvoltare oferă o platformă software integrată și testată complet. www.yoctoproject.org

Digi XBee® LoRa și Digi XBee® LoRaWAN™
În anul 2017, pentru piețele din Europa și America de Nord, Digi a început dezvoltarea de Digi XBee pentru ambele platforme wireless LoRa și LoRa WAN, inclusiv module și gateway-uri integrate.
Vezi Nota 3. Tehnologii LPWAN

Care sunt diferențele dintre Protocoale LTE-M și NB- IoT Cellular?
Noile protocoale celulare (vezi tabelul de mai sus) sunt setate să se răspândească în anul 2017, pentru a oferi consum scăzut de putere și conectivitate celulară sigură, la preț mic, inclusiv pentru aplicațiile industriale în IoT.

Digi XBee – construit pentru aplicațiile de azi, dar să acopere cerințele de mâine.
Modemurile Digi XBee sunt compatibile la pini și gata pentru rețelele în curs de dezvoltare ale IoT. O priză vă permite să vă conectați la rețele IoT din întreaga lume. Cu amprenta autentică Digi XBee, aveți posibilitatea să faceți un proiect pe care Digi îl asigură pentru noile tehnologii purtătoare, pe măsură ce apar.

Constantin Savu
Director General
Ecas Electro


Nota 1. Ce este IoT? Definiție în extindere
Internetul lucrurilor -IoT are un număr mare de definiții, în funcție de cine vorbiți. Astfel că, analiștii din industrie și companiile fac o partajare în jos în funcție de segmentele de piață din IoT și urmăresc în timp creșterea acestora. Definiția se extinde de la un accent inițial pe M2M (Mașină-Mașină), la aplicații care comunică fără intervenție umană.
Definiția generală: IoT este o rețea a dispozitivelor fizice, denumite „dispozitive conectate” și „dispozitive inteligente”, ce pot fi vehicule, clădiri și alte elemente ce integrează electronică, software, senzori, elemente de acționare, toate având și conectivitate în rețea, ce permite să se colecteze și să se facă schimb de date.
Diverse analize includ o întreagă gamă de ceea ce denumim dispozitive de calcul embedded, inclusiv rețele cu nivel superior de complexitate și echipamente digitale de semnalizare și afișare. Altă definiție, mai logică, include drone, roboți, calculatoare în autovehicule și dispozitive purtabile. Nu există estimări asupra pieței și previziunile sunt peste tot pe hartă, ajungând până la proiecția lui McKinsey Global Institute www.mckinsey.com care estimează că potențialul economic al IoT s-a eliberat din anul 2015 și va fi o dezvoltare continuă a industriei IoT, ce poate ajunge la 11 miliarde $ până în 2025.

Nota 2. Extinderea IoT
IoT încorporează un sistem electronic independent folosind o rețea de date mobilă, un serviciu data cloud, un microprocesor și software de analiză în timp real pentru a traduce date în informații inteligente și cunoștințe. Experții spun că există în principal trei tipuri de jucători în piața IoT:
Producători care dezvoltă tehnologia.
Investitori care livrează servicii către clienți.
Dezvoltatori care oferă valoare adăugată sau servicii unice peste ceea ce furnizează Investitorii.
Internetul anilor 1990 a conectat un miliard de utilizatori prin intermediul PC-urilor; Internetul la începutul anilor 2000 conectase peste două miliarde de utilizatori prin intermediul smartphone-urilor; până în 2020, este de așteptat ca IoT să conecteze peste 20 de miliarde de “lucruri” la Internet. Vezi previziuni pentru piața IoT: www.postscapes.com/internet-of-things-market-size

Nota 3. Tehnologii LPWAN  (Low Power Wide Area Network)
Creșterea numărului de dispozitive conectate, cum ar fi senzorii și elementele de acționare, a pus accentul pe consum redus de putere în comunicația fără fir. Toate aceste tehnologii sunt utilizate pentru a conecta dispozitive de lățime de bandă redusă, cu consum foarte mic de energie și la cost scăzut, dar există unele diferențe subtile.

Ecas_EA0317_Digi_Sigfox_LogoSigfox folosește o tehnologie de proprietate, care permite comunicarea industrială, științifică și medicală folosind banda radio ISM care utilizează 868MHz în Europa și 902MHz în Statele Unite. Se utilizează un semnal care trece liber prin obiecte solide, de “bandă ultra îngustă” care necesită mai puțină energie, fiind numit “Low-power Wide-area network (LPWAN)”. Rețeaua se bazează pe topologie one-hop star și necesită un operator de telefonie mobilă pentru a purta traficul generat. Semnalul poate fi de asemenea utilizat pentru a acoperi cu ușurință suprafețe mari și pentru a ajunge la obiecte subterane. Ceea ce este unic pentru SIGFOX este că aceasta este o rețea complet separată pentru dispozitivele IoT.

Ecas_EA0317_Digi_LoRa_LogoLoRa este o tehnologie dezvoltată de către producătorul de cip-uri, Semtech și transmite în spectrul sub-GHz (109MHz, 433MHz, 866MHz, 915MHz), ce este o bandă fără licență. Are o interferență mai redusă decât altele (cum ar fi gama de 2,4GHz utilizată de Wi-Fi, Bluetooth și alte protocoale). La aceste frecvențe, semnale pătrund prin obstacole și călătoresc pe distanțe lungi, solicitând relativ puțină putere – ideal pentru multe dispozitive, care sunt în IoT, adesea constrânse de viața bateriei. Deoarece utilizează un cip Semtech, LoRa nu se consideră un standard deschis.

Ecas_EA0317_Digi_3G_LogoNB-IoT (Narrowband IoT) cunoscută și sub numele de LTE Cat. NB1, este o tehnologie LPWAN, care funcționează practic oriunde. Se conectează dispozitive mai simplu și mai eficient în rețelele de telefonie mobilă deja stabilite și se ocupă de cantități mici de date, destul de rare, bidirecțional, sigur și fiabil. Ea prevede: un consum foarte redus de energie, o acoperire excelentă de penetrare, costuri mai mici de componente. În prezent, 29 companii sprijină NB-IoT (între care Vodafone, Deutsche Telekom). Ecosistemul 3GPP este complet aliniat într-un singur standard NB-IoT, folosind infrastructuri de rețele mobile existente.

LTE-M este o parte din Release 13 a standardului 3GPP, pentru a reduce consumul de energie, de a reduce din complexitate și costuri, oferind o acoperire mai profundă pentru a ajunge la locații dificile (ex. adânc în interiorul clădirilor). Standardul LTE-M va îmbunătăți NB IoT în ceea ce privește lățimea de bandă și are cea mai mare securitate dintre tehnologiile LPWAN.

Concluzie.
Luând în considerare cerințele: Low Power, Lățime de bandă, Amploare furnizor GSM și Securitate, putem spune că viitorul este al NB-IoT și LTE-M.

A Comparison of LPWAN Technologies

ECAS Electro |  www.ecas.ro

ECAS Electro ( www.ecas.ro) este distribuitor autorizat al Digi International Inc. ( www.digi.com)

Detalii tehnice și comerciale: birou.vanzari@ecas.ro

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *