Objevování pěti největších výzev IoT…

Implementace IoT probíhá rychle. Podle IoT AnalyticsV roce 2019 se očekává, že počet připojených zařízení dosáhne 9,5 miliardy, což překročí původní odhady o 14%. Sook Hua Wong říká, že třemi nejdůležitějšími faktory jsou rychlý růst spotřebitelských zařízení, mnohem silnější než očekávané mobilní připojení IoT / M2M a silný růst připojení zařízení díky vládním iniciativám v Číně. Keysight Technologies, Inc.

Očekává se, že tato exponenciální míra růstu bude pokračovat i v příštích několika letech a do roku 2025 dosáhne 28 miliard připojených zařízení. Tato technologie je již zabudována do našeho oblečení a oblečení. Pro každou osobu na Zemi bude 26 inteligentních objektů. 75% vozidel bude zasláno s potřebným hardwarem pro připojení k internetu. Odhaduje se, že příjmy z internetu věcí související se zdravím vzrostou do roku 2025 na více než 135 miliard USD (119 miliard EUR).

Implementace IoT sahá od spotřebitelských aplikací, jako jsou inteligentní domácí zařízení a nositelná zařízení, až po kritické aplikace ve veřejné bezpečnosti, nouzové reakce, průmyslová automatizace, autonomní vozidla a internet věcí (IoMT). .

Rozhodující aplikace využívají pohodlí, nízké náklady a dlouhou výdrž baterie zařízení IoT, stejně jako běžnou infrastrukturu, ke zlepšení interoperability a propojení mezi zařízeními k zajištění včasného monitorování a řízení. různých kritických zařízení a systémů.

Jak se tyto kritické aplikace šíří, zařízení a systémy IoT musí být odolné, aby odolaly výzvám skutečného světa.

Velký potenciál přichází s velkými výzvami

IoT přináší výhody spotřebitelům a vytváří nové obchodní příležitosti pro komerční aplikace. Ty však vyžadují stabilní a spolehlivý hardware a infrastrukturu.

Systém nouzové reakce: Představte si, co by se stalo, kdyby byl bezdrátový senzor, který sleduje tlak vzdáleného plynového potrubí, zablokován kvůli předchozím výpadkům napájení? V případě nouze může instalatérský systém explodovat kvůli nedostatku včasných opatření k jeho ovládání.

Digitální zdraví: Zařízení pro vzdálené monitorování pacientů umožňují monitorování pacientů mimo tradiční klinická prostředí, zlepšují přístup pacientů k péči a snižují náklady na zdravotní péči. Samotné zařízení však musí fungovat v jakémkoli prostředí, například na přeplněném stadionu nebo v těžko dostupném podzemním skladu. Příjem signálu přes betonové konstrukce a interference okolních zařízení by neměly rušit normální provoz monitorovacího zařízení.

Měřič inteligence: Se stovkami tisíc drobných inteligentních měřičů umístěných na každém vzdáleném místě by tyto měřicí přístroje měly bezproblémově fungovat při sběru a přenosu užitkových dat. Jakákoli porucha inteligentního měřiče způsobí chyby ve sledování spotřeby, bude mít za následek ztrátu příjmů a potenciální poškození reputace společností poskytujících veřejné služby.

Připojené auto: Připojené auto jako na obrázku 1 nám poskytuje obrovské pohodlí. Ale také nás vystavuje různým rizikům: Bezpečnostní chyby v implementaci bezdrátového systému by mohly hackerovi umožnit najít a unést naše auto pouhým stisknutím tlačítka, aniž bychom si toho všimli.

Obrázek 1: Připojené vozidlo je automobil s interaktivním ovládacím panelem, který má přístup k internetu a komunikaci s dalšími připojenými zařízeními.

Inženýři a designéři pracující na těchto kritických systémech nebo zařízeních čelí intenzivním technickým výzvám a musí převzít klíčové aspekty návrhu a testování od počáteční fáze návrhu až do konce výroby.

Řešení technických výzev v 5C IoT

K řešení mnohostranných technických výzev v zařízeních a systémech IoT v průběhu celého životního cyklu produktu je nutný komplexní přístup. Jak je znázorněno na obrázku 2, lze konstrukční úvahy shrnout na základě 5C IoT.

Spojení	Umožňuje vašim zařízením IoT připojit se k dalším zařízením IoT, cloudu a světu kolem nás.
Kontinuita	Vyžaduje, aby vaše zařízení IoT měla delší výdrž baterie, aby mohli vykonávat svou práci.
Relevantnost	Vyžaduje, aby zařízení IoT vyhovovala globálním předpisům.
Soužití	Umožňuje vašim zařízením IoT harmonicky pracovat v přeplněných prostředích IoT.
Kybernetická bezpečnost	Chraňte svá data před kybernetickými hrozbami.

Obrázek 2: Základní konstrukční úvahy pro řešení technických výzev v IoT 5C.

1. Spojení

Spojení; Jde o schopnost poskytovat nepřetržitý tok informací mezi zařízením, infrastrukturou, cloudem a aplikacemi. Dosažení dobrého připojení je jednou z hlavních výzev, kterým inženýři čelí, protože systém bezdrátového připojení je velmi složitý a těžké nasazení zařízení dále komplikuje provoz.

Očekává se, že kritická zařízení IoT budou fungovat bezchybně a spolehlivě i v nejnáročnějším prostředí. Rychle se vyvíjející bezdrátové standardy zvyšují složitost a inženýři čelí neustálým výzvám, aby drželi krok s nejnovějšími technologiemi a udržovali zařízení v hladkém chodu napříč ekosystémem.

Řešení problémů s připojením vyžaduje pečlivý design a výběr testovacích řešení, která jsou vysoce flexibilní, konfigurovatelná a upgradovatelná, aby vyhovovala budoucím potřebám. Řešení by mělo být velmi flexibilní pro testování zařízení s mnoha rádiovými formáty, mělo by mít přístup k výkonu zařízení ve skutečných provozních režimech a podporovat testování režimu bezdrátového signálu bez potřeby konkrétního ovladače čipové sady.

Systém by měl být přednostně také jednoduchý, levný a lze jej použít pro použití kódu v oblasti výzkumu a vývoje i výroby a pro minimalizaci problémů s korelací měření v různých vývojových fázích. Poptávka po zařízeních IoT exponenciálně vzroste kvůli jejich rychlému šíření. Výrobci musí mít vysoce škálovatelný, nákladově efektivní a spolehlivý systém testování výroby, který dokáže snadno zvládnout zvýšený objem a zároveň zajistit kvalitu nástroje.

Author Sook Hua Wong, General Electronic Measurement Solutions Industry Segment Manager ve společnosti Keysight Technologies, Inc.

o autorovi

Sook Hua je manažerem průmyslového segmentu ve společnosti Keysight Technologies se sídlem v Penangu v Malajsii. Keysight je plánovač strategických řešení odpovědný za portfolio řešení pro internet věcí (IoT) a plány rozšiřovacích programů, které mají podpořit růst v obecném segmentu elektroniky společnosti Keysight.

Před touto rolí byl produktovým plánovačem odpovědným za strategické plánování a vývoj produktového portfolia pro RF / mikrovlnný měřič výkonu a senzor.

Získal bakalářský titul v oboru elektrotechniky (1999) na Malajské technologické univerzitě (1999) a titul Master of Science v oboru konstrukce elektronických systémů (2003) na Malajsijské univerzitě. Strávil 20 let v Keysight Technologies v týmu General Electronic Measurement Solutions (GEMS) za posledních 15 let v různých rolích včetně výroby, vývoje produktů, podpory prodeje, produktového marketingu a plánování produktů.

Část 2 pokračuje zítra…