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為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)穩(wěn)健的系統(tǒng)

2513689 2022-11-25 | pdf | 265.1KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 具有將傳感器數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為有用信息的共同目標(biāo)。然而，對(duì)于開發(fā)人員而言，顯著差異在于基本要求，包括功率、連接性以及設(shè)計(jì)可靠性和穩(wěn)健性。物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) (IIoT) 具有將傳感器數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換為有用信息的共同目標(biāo)。然而，對(duì)于開發(fā)人員而言，顯著差異在于基本要求，包括功率、連接性以及設(shè)計(jì)可靠性和穩(wěn)健性。對(duì)于 IoT，對(duì)小尺寸、電池供電和無線連接的需求要求使用具有集成無線電子系統(tǒng)的低功耗 MCU，用于藍(lán)牙或 Wi-Fi 通信。相比之下，惡劣的操作條件、大量的本地傳感器和遺留系統(tǒng)的結(jié)合推動(dòng)了對(duì)穩(wěn)健互連的需求以及能夠卸載傳統(tǒng) PLC 的邊緣設(shè)備的使用。對(duì)于 IoT，對(duì)小尺寸、電池供電和無線連接的需求要求使用具有集成無線電子系統(tǒng)的低功耗 MCU，用于藍(lán)牙或 Wi-Fi 通信。相比之下，惡劣的操作條件、大量的本地傳感器和遺留系統(tǒng)的結(jié)合推動(dòng)了對(duì)穩(wěn)健互連的需求以及能夠卸載傳統(tǒng) PLC 的邊緣設(shè)備的使用。本文將探討與消費(fèi)者 IoT 相關(guān)的 IIoT 應(yīng)用的一組獨(dú)特要求。它將表明，盡管有額外的需求，開發(fā)人員仍可以找到能夠滿足針對(duì)任一領(lǐng)域的應(yīng)用程序的特定要求的廣泛解決方案。本文將探討與消費(fèi)者 IoT 相關(guān)的 IIoT 應(yīng)用的一組獨(dú)特要求。它將表明，盡管有額外的需求，開發(fā)人員仍可以找到能夠滿足針對(duì)任一領(lǐng)域的應(yīng)用程序的特定要求的廣泛解決方案。消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)之間的差異消費(fèi)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)之間的差異IoT 和 IIoT 的應(yīng)用程序有一個(gè)相似的目標(biāo)，即尋求從傳感器獲取的數(shù)據(jù)流中獲取有用的信息。兩者都依賴于一種多層方法，其中外圍設(shè)備直接或通過一些中間資源與高級(jí)應(yīng)用程序通信。然而，除了這些相似之處之外，它們各自要求的性質(zhì)導(dǎo)致外圍設(shè)備設(shè)計(jì)和連接性存在重大差異。IoT 和 IIoT 的應(yīng)用程序有一個(gè)相似的目標(biāo)，即尋求從傳感器獲取的數(shù)據(jù)流中獲取有用的信息。兩者都依賴于一種多層方法，其中外圍設(shè)備直接或通過一些中間資源與高級(jí)應(yīng)用程序通信。然而，除了這些相似之處之外，它們各自要求的性質(zhì)導(dǎo)致外圍設(shè)備設(shè)計(jì)和連接性存在重大差異。例如，用于個(gè)人健康和健身的物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)計(jì)通常與在惡劣環(huán)境中準(zhǔn)確監(jiān)測和可靠控制工業(yè)設(shè)備所需的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)外圍傳感器和執(zhí)行器幾乎沒有相似之處。同樣，IoT 和 IIoT 網(wǎng)絡(luò)的連接可能提出根本不同的要求。例如，用于個(gè)人健康和健身的物聯(lián)網(wǎng)傳感器設(shè)計(jì)通常與在惡劣環(huán)境中準(zhǔn)確監(jiān)測和可靠控制工業(yè)設(shè)備所需的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)外圍傳感器和執(zhí)行器幾乎沒有相似之處。同樣，IoT 和 IIoT 網(wǎng)絡(luò)的連接可能提出根本不同的要求。連通性通常是 IoT 和 IIoT 系統(tǒng)實(shí)施之間的區(qū)別特征之一。如下所述，IIoT 傳統(tǒng)上依賴于與可編程邏輯控制器 (PLC) 和其他主機(jī)的硬接線連接，這種方法的基本原理在今天仍然有效。與之形成鮮明對(duì)比的是，個(gè)人和家庭使用的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序通常圍繞用戶智能手機(jī)或其他移動(dòng)設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用程序展開，并通過藍(lán)牙或 Wi-Fi 局域網(wǎng)連接到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或可穿戴設(shè)備。連通性通常是 IoT 和 IIoT 系統(tǒng)實(shí)施之間的區(qū)別特征之一。如下所述，IIoT 傳統(tǒng)上依賴于與可編程邏輯控制器 (PLC) 和其他主機(jī)的硬接線連接，這種方法的基本原理在今天仍然有效。與之形成鮮明對(duì)比的是，個(gè)人和家庭使用的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序通常圍繞用戶智能手機(jī)或其他移動(dòng)設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用程序展開，并通過藍(lán)牙或 Wi-Fi 局域網(wǎng)連接到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備或可穿戴設(shè)備。IoT 設(shè)備設(shè)計(jì)專為家庭或辦公室應(yīng)用而設(shè)計(jì)，通常面臨功率和尺寸方面的重大限制。對(duì)于這些應(yīng)用，消費(fèi)者希望大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和所有可穿戴設(shè)備能夠在兩次充電之間長時(shí)間依靠電池供電運(yùn)行。針對(duì)在家中或辦公室佩戴或顯著展示的產(chǎn)品，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)通常面臨額外的產(chǎn)品工程要求，例如易用性、防水防塵、最小設(shè)計(jì)占用空間以及與主流消費(fèi)產(chǎn)品相關(guān)的其他功能。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)成本和簡單性成為希望更快地交付具有競爭力的產(chǎn)品的組織的關(guān)鍵關(guān)注點(diǎn)。IoT 設(shè)備設(shè)計(jì)專為家庭或辦公室應(yīng)用而設(shè)計(jì)，通常面臨功率和尺寸方面的重大限制。對(duì)于這些應(yīng)用，消費(fèi)者希望大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和所有可穿戴設(shè)備能夠在兩次充電之間長時(shí)間依靠電池供電運(yùn)行。針對(duì)在家中或辦公室佩戴或顯著展示的產(chǎn)品，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)通常面臨額外的產(chǎn)品工程要求，例如易用性、防水防塵、最小設(shè)計(jì)占用空間以及與主流消費(fèi)產(chǎn)品相關(guān)的其他功能。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)成本和簡單性成為希望更快地交付具有競爭力的產(chǎn)品的組織的關(guān)鍵關(guān)注點(diǎn)。低功耗無線 MCU 的出現(xiàn)提供了一種解決方案，能夠解決這些經(jīng)常相互沖突的要求。通過將無線電子系統(tǒng)與處理器內(nèi)核集成在一起，無線 MCU 提供了一種更簡單的方法，不僅可以減少零件數(shù)量，還可以消除與 RF 集成相關(guān)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，從而加速整體開發(fā)。低功耗無線 MCU 的出現(xiàn)提供了一種解決方案，能夠解決這些經(jīng)常相互沖突的要求。通過將無線電子系統(tǒng)與處理器內(nèi)核集成在一起，無線 MCU 提供了一種更簡單的方法，不僅可以減少零件數(shù)量，還可以消除與 RF 集成相關(guān)的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，從而加速整體開發(fā)。