Ontwikkelingsborden vereenvoudigen veilige IoT-cloudconnectiviteit

Microchip Technology Inc. heeft een reeks IoT-oplossingen gelanceerd voor snelle prototyping door gebruik te maken van cloudconnectiviteit voor alle geïntegreerde microcontrolleroplossingen.

IoT-ontwerp wordt gekenmerkt door het koppelen van de juiste microcontrolleroplossingen aan het ideale verbindingsprotocol voor uw toepassing. Microchip Technology Inc. heeft een reeks full-stack, embedded ontwikkelingsoplossingen aangekondigd die een willekeurig aantal van dergelijke combinaties bieden. De lijn varieert van de kleinste PIC- en AVR-microcontrollers (MCU's) voor sensoren en actuatoren tot 32-bits MCU-gateway- en microprocessor- (MPU)-oplossingen voor edge computing. Connectiviteitsopties omvatten Wi-Fi, Bluetooth of 5G smalbandtechnologieën, allemaal met behoud van een beveiligingsbasis met ondersteuning van het Trust Platform voor de CryptoAuthentication-familie.

IoT-ontwerp

Meestal is de eerste stap het kiezen van de ideale ontwikkelkit voor uw prototype. Het kan een ontmoedigende taak zijn om vanaf het begin een met de cloud verbonden IoT-systeem te bouwen. Het kan kostbaar en tijdrovend zijn en vereist expertise in veel verschillende technische disciplines. Ontwikkelaars van vandaag worden geconfronteerd met meer uitdagingen dan ooit bij ontwerpbeslissingen:langere ontwikkeltijd, hogere beveiligingsrisico's.

IoT-sensornetwerken en intelligente apparaten zullen worden verweven met vrijwel elk aspect van onze omgeving:onze huizen, fysieke objecten, transport- en communicatiesystemen, kleding en het menselijk lichaam, waardoor we verbinding kunnen maken en gegevens kunnen uitwisselen. Er zijn potentiële kansen in het IoT, maar het zal moeilijk zijn om ze allemaal te benutten, tenzij workflows worden vereenvoudigd en componenten meer modulair zijn.

Voor IoT-toepassingen kunnen er drie verschillende soorten projecten zijn:

1. Cloud-verbonden projecten:de cloud is gebouwd met servers die speciale software gebruiken om door systemen verzamelde gegevens te analyseren en te verwerken.
2. Projecten verbonden met een lokaal netwerk:ze gebruiken een intranetnetwerk om te communiceren.
3. Gateway-projecten: gatewaysystemen worden vaak gebruikt om bestaande systemen aan te passen aan internet.

Ontwikkelingskits en andere prototypeplatforms blijken van vitaal belang om de IoT-toeleveringsketen te egaliseren, innovatie te versnellen en iedereen met de ideeën en ambities te stimuleren succesvolle IoT-oplossingen te ontwerpen en te creëren.

Microchip-oplossingen

"We zien nog steeds dat de acceptatiegraad van IoT vrij traag is", zegt Oyvind Strom, marketingdirecteur bij Microchip Technology. “Er zijn veel oplossingen, maar we zien een groot klantenbestand waar ze niet noodzakelijk allemaal vertrouwd zijn met IoT. Wat we hebben gedaan, is het lanceren van edge-knooppunten en gateways waarbij gebruiksgemak centraal staat. “

De beveiligingshardware-oplossingen helpen beschermen tegen beveiligingsrisico's, variërend van cyberaanvallen op afstand tot het maken van namaakproducten.

Microchip biedt een reeks nieuwe, intelligente, verbonden en veilige rapid prototyping-oplossingen. Er zijn vier nieuwe wifi-ontwikkelplatforms voor het internet der dingen via het PIC-platform en het AVR-platform. En twee nieuwe Bluetooth-prototypingborden voor de PIC- en AVR-productlijnen zullen de keuze voor IoT-prototyping uitbreiden. Daarnaast zal een nieuwe IoT-gatewayoplossing met Amazon GreenGrass en Azure het portfolio vervolledigen. De samenwerking met Sequans maakt het ook mogelijk om nieuwe kitoplossingen te implementeren voor LTE-M- en M/NB-IoT-infrastructuurverbindingen.

Elke oplossing is ontworpen met het oog op gebruiksgemak en snelle ontwikkeling voor intelligente industriële, medische, consumenten-, landbouw- en retailtoepassingen met veiligheid in het achterhoofd. De brede keuze aan connectiviteitstechnologieën, gecombineerd met het volledige scala aan microcontroller- en microprocessorprestaties en randapparatuur, maakt deze oplossingen schaalbaar in een breed scala van markten.

“Als de klant een IoT-oplossing wil ontwikkelen, kun je IoT doen zonder de cloud of IoT met de cloud. En cloud computing is zeker een van de snelst groeiende gebieden ter wereld. Er zijn drie grote cloudbedrijven. Het zijn Google, Amazon en Microsoft. We werken met ze allemaal samen', zegt Strom.

Het brede portfolio van Microchip omvat de volgende oplossingen die zijn ontworpen om de projectkosten en de complexiteit van de ontwikkeling te verminderen. De PIC-IoT WA- en AVR-IoT WA-kaarten zijn twee nieuwe PIC- en AVR MCU-ontwikkelkaarten. Ze zijn ontwikkeld in samenwerking met Amazon Web Services (AWS), waarmee ontwerpers IoT-sensornodes native kunnen verbinden met de AWS IoT Core-service via wifi.

“Wanneer je dit bord koopt, sluit je het in feite met de USB-stekker op je pc aan, en het brengt je naar een speciale webpagina waar je je wifi-inloggegevens invoert, en je zult letterlijk gegevens naar de Amazon-cloud streamen binnen 30 seconden nadat u dat bord voor de eerste keer op uw computer hebt aangesloten. En van daaruit kun je je applicatie blijven ontwikkelen met ons uitgebreide ecosysteem rondom dit bord. Het is een zeer krachtig bord dat is gemaakt met de meest kostenefficiënte microcontrollers die je in de branche vindt, en het laat zien dat je niet naar 32-bits platforms hoeft te gaan om edge node IoT te doen.” Zei Strom.

De twee borden worden uitsluitend voor demonstratiedoeleinden geleverd met een temperatuursensor en een lichtsensor. Een microbus-uitbreidingsaansluiting maakt het mogelijk om meer dan 300 verschillende sensoren van clickboards toe te voegen die we ook in ons ecosysteem ondersteunen (figuur 1).

Afbeelding 1:PIC/AVR-IoT WA-kaart [Bron:Microchip]

Het SAM-IoT WG-bord verbindt de Google Cloud IoT Core met de populaire SAM-D21 Arm Cortex® M0+ 32-bit Microchip-reeks microcontrollers (Afbeelding 2).

Afbeelding 2:SAM-IoT WG [Bron:Microchip].

Het op Azure IoT SAM MCU gebaseerde Internet of Things-ontwikkelingsplatform integreert de Azure IoT SDK en Azure IoT-services met Microchip's MPLAB X-ecosysteem van ontwikkelhulpmiddelen. De kaart biedt veel meer rekenkracht. Naast het verzenden van uw gegevens, kunt u analyses uitvoeren met behulp van kunstmatige intelligentie op het bord.

“Predictive-maintenance-applicaties kunnen er bijvoorbeeld een zijn. Het bord kan ook worden gebruikt voor visie. Dit soort high-end applicaties voor de IoT-nodes zouden een geschikt doelwit zijn voor dit platform”, aldus Strom.

Naast wifi-borden zijn er veel aanvragen voor de implementatie van Bluetooth in de industriële sector. Alle soorten onderhoud en reparatie van industriële apparatuur worden tegenwoordig uitgevoerd met geïntegreerde Bluetooth. De servicemonteur kan een foutcode en dergelijke van zijn tablet of telefoon aflezen om te voorkomen dat hij mechanisch in de machine moet handelen.

De PIC-BLE- en AVR-BLE-kaarten zijn gebaseerd op PIC- en AVR-microcontrollers voor sensornode-apparaten die verbinding maken met mobiele apparaten voor industriële, consumenten- en beveiligingstoepassingen en de cloud via Bluetooth Low Energy (BLE)-gateways.

Om ervoor te zorgen dat alleen geautoriseerde apparaten verbinding kunnen maken met het embedded apparaat, voltooit een ingebouwd beveiligd element IC de Root of Trust van het embedded apparaat tot aan de cloud.

Afbeelding 3:PIC/AVR-BLE-kaart [Bron:Microchip]

Een applicatie van Google Play of de iPhone App Store genaamd LightBlue kan worden gedownload (figuur 4).

Afbeelding 4:De LightBlue-app

De belangrijkste sensoren aan boord zijn temperatuur, licht en een versnellingsmeter met drie assen. Het is mogelijk om andere externe clickboard-sensoren te implementeren en uw aangepaste applicatie te ontwikkelen vanuit LightBlue.

Zolang je kunt profiteren van Wi-Fi en BLE, zou het helpen als je altijd een gateway-oplossing had. Wi-Fi kan de router zijn die je thuis hebt, maar als je een gesloten netwerk wilt, moet je ook een gateway in je applicatie voorzien.

De gateway-oplossing met AWS IoT Greengrass is gebaseerd op de nieuwste Wireless System On Module (SOM), de ATSAMA5D27-WLSOM1, die de SAMA5D2 MPU, de WILC3000 Wi-Fi combo-module en Bluetooth integreert, volledig aangedreven door het krachtige MCP16502 energiebeheer geïntegreerde schakeling (PMIC).

“Deze oplossingen zijn volledig gecertificeerd met de AWS Greengrass-oplossing. Greengrass is de oplossing van Amazon waarbij je lokaal cloudcomputing op je node hebt. Dit kan veel voordelen hebben, waaronder bijna-realtime reacties en de mogelijkheid om te werken, zelfs als je internetverbinding is uitgevallen”, aldus Strom

Een andere oplossing die Microchip in samenwerking met Sequans heeft aangekondigd, is de LTE-M/NB-IoT Development Kit. Het bevat modules op basis van Sequans' Monarch-chips die dekking van IoT-knooppunten mogelijk maken en profiteren van de nieuwste energiezuinige 5G-cellulaire technologie.

Het idee is dat een gateway weer een obstakel is voor de klant. Als u gegevens rechtstreeks naar de cloud wilt verzenden, is een LTE-M/NB-IoT-oplossing de juiste keuze. Op dit moment beginnen grote netwerken hun 5G-netwerken uit te rollen en met 5G zullen ze een enorm aantal IoT-knooppunten rechtstreeks naar mobiele netwerken kunnen sturen.

Er zijn twee standaarden in de wereld. Er is er een genaamd LTE-M en een andere genaamd NB-IoT. Ze zijn dichtbij, maar de verschillende regio's hebben verschillende normen (Figuur 5).

Sequans heeft 5G-technologie die kan worden gebruikt in Amerika, alle Europese landen, maar ook in Japan en China. Met deze oplossing kan Microchip klanten over de hele wereld bedienen met LTE-M/NB-IoT-technologie en IoT-technologie, met alle grote netwerken over de hele wereld.

Afbeelding 5:LTE- of M/NB-IoT-ontwikkelkit [Bron:Microchip].

De nieuwe IoT-oplossingen van Microchip zijn gebaseerd op het uitgebreide ecosysteem van ontwikkelingstools van het bedrijf, gericht op de MPLAB X Integrated Development Environment (IDE). Codegeneratoren zoals de MPLAB X Code Configurator (MCC) automatiseren en versnellen het maken en aanpassen van applicatiecodes voor kleinere PIC- en AVR-microcontrollers. Tegelijkertijd ondersteunen de softwarebibliotheken van Harmony alle 32-bits oplossingen voor microcontrollers en microprocessors.