Czujnik, miernik, wyświetlacz, automat sprzedający, a nawet system sterowania – każdy z tych produktów powinien dziś dysponować łączem internetowym zaprojektowanym zgodnie z zasadami budowy Internetu Rzeczy (IoT). Co więcej, należy go także wyposażyć w specyficzne protokoły komunikacyjne umożliwiające pracę w wirtualnej sieci zarządzanej z poziomu platformy IoT działającej w chmurze. Właściwa konfiguracja takiego połączenia wymaga odpowiednich zasobów i know-how umożliwiających tworzenie inteligentnych produktów. Te zaś do niedawna można było zdobyć jedynie ogromnym nakładem czasu i pracy potrzebnej na znalezienie, a następnie implementację odpowiednich komponentów sprzętowych i protokołów.

Dziś realizację tego zadania w dużej mierze ułatwia studium przygotowane przez Towarzystwo ds. Inteligentnych Systemów Technicznych (niem. Gesellschaft für intelligente technische Systeme mbH, GEFITS). Prezentuje ono dostępne na rynku komponenty w formie szczegółowych, ujednoliconych kart produktu, dzieląc je jednocześnie na siedem grup – od kontrolerów COM po platformę opartą na chmurze. Jego uzupełnienie stanowi część opisowa dostarczająca podstawowych informacji na temat technologii istotnych przy tworzeniu połączeń IoT.

– Technologie te nie tworzą jednego standardu technicznego, lecz raczej zbiór różnorodnych interfejsów, protokołów i rozwiązań chmurowych, z których należy zestawić kombinację najlepiej dopasowaną do potrzeb danej aplikacji. Ogrom zebranych danych powoduje, że nietrudno w nich stracić orientację – wyjaśnia dr inż. Jörg Böttcher, wydawca raportu.

Z drugiej jednak strony przegląd ten ułatwia wybór właściwych komponentów, a także dostarcza konstruktorom informacje, gdzie można je kupić.

Uniwersalne wsparcie w doborze komponentów IoT
Katalog został przygotowany przez zespół składający się z niezależnych ekspertów ze świata nauki i przemysłu. Ich zadaniem było zebranie i przedstawienie danych na temat dostępnych na rynku produktów IoT oraz tworzonych przez nie połączeń sieciowych. Obejmują one dokładną specyfikację poszczególnych komponentów wraz z informacjami na temat ich kompatybilności.

– Przeprowadzane dotąd na tym polu badania rynku cechowały się wysokim poziomem ogólności, nie zawierały szczegółowych danych technicznych, a, co za tym idzie, z punktu widzenia producentów nie miały dużej wartości. Naszym zamiarem było stworzenie uniwersalnego katalogu komponentów ułatwiającego podejmowanie decyzji i projektowanie wyrobów – tłumaczy Jörg Böttcher.

Katalog ten miał stanowić podstawowe, a przede wszystkim efektywne narzędzie wyboru poszczególnych komponentów niezbędnych do rozbudowy infrastruktury o funkcjonalności IoT.

Przejrzysta klasyfikacja i struktura kart produktowych
Główną część katalogu stanowi przegląd produktów z podziałem na siedem grup:

1. kontrolery COM,
2. moduły COM IoT,
3. układy typu SoC,
4. inteligentne moduły IoT,
5. stosy protokołów bazowych,
6. oprogramowanie pośredniczące IoT oraz
7. platforma IoT bazująca na chmurze.

W zależności od typu komponentu karty produktów zawierają m.in. szczegółowe informacje o obudowie, konstrukcji, standardzie przesyłu danych, dostępnych portach, zużyciu prądu, interfejsie NET i budowie procesora. Poszczególne produkty w ramach grupy można ze sobą zestawiać i porównywać na podstawie głównych parametrów technicznych i funkcji.

– Jeśli przykładowo urządzenie powinno wspierać specjalny protokół IoT, np. OPC UA, oraz oferować dostęp do sieci Wi-Fi, katalog daje możliwość szybkiego sprawdzenia, który układ SoC najlepiej spełnia wymogi stawiane danemu połączeniu – mówi Jörg Böttcher.

Zaś dołączony do raportu suplement wyjaśnia szczegółowo podstawy stosowanych w tych procesach technologii, w tym interfejsów komunikacyjnych, protokołów bazowych i specjalnych protokołów IoT. W połączeniu z kartami produktu umożliwia on konstruktorowi znalezienie odpowiednich komponentów spełniających wymagania jego urządzenia (np. kamery lub czujnika).

Katalog został opracowany z myślą zarówno o konstruktorach urządzeń niepodłączonych dotąd do sieci, a zatem wymagających dodatkowych chipów i protokołów, jak i projektantach sprzętu wyposażonego w infrastrukturę sieciową, który ma zostać podłączony do platformy chmurowej za pomocą specyficznych protokołów.

Przykładowe zestawy modułów do konkretnej aplikacji
Katalog jest dostępny jako plik PDF, dzięki czemu można go swobodnie przeszukiwać, także na podstawie słów kluczowych. Nawigację ułatwia również spis skrótów i pojęć. Oprócz tego autorzy katalogu przygotowali dodatkową pomoc w postaci przykładów aplikacji umieszczonych na końcu każdej karty produktu. Stanowią one dodatkowe źródło wskazówek istotnych przy instalacji i użytkowaniu danego komponentu.

– Dzięki temu zyskujemy pewność, że wybrany sprzęt i oprogramowanie stosowane w danym środowisku IoT rzeczywiście mogą być ze sobą łączone bez ryzyka pojawienia się problemów związanych z kompatybilnością – wyjaśnia Jörg Böttcher.

Wśród prezentowanych tam wskazówek można np. znaleźć informacje o tym, czy dany inteligentny moduł może być obsługiwany także za pomocą własnego oprogramowania, czy tylko wbudowanego firmware’u, czy firmware ten podlega aktualizacji, a także – czy dostawca chipu SoC wyposaża go w odpowiednie narzędzie deweloperskie.

– Dzięki temu konstruktor od razu uzyskuje odpowiedzi na wszystkie możliwe pytania z dziedziny techniki – podsumowuje Jörg Böttcher.

Katalog można pobrać bezpośrednio ze strony GEFITS lub Domu Techniki w Essen – jednego z czołowych niemieckich instytutów kształcenia zawodowego.