IIoT Edge-apparaten Prototypen: Een Praktische Gids

Industrial Internet of Things (IIoT) ontgrendelt ongekende zichtbaarheid in productieprocessen, wat slimme besluitvorming en hogere efficiëntie drijft. Enterprise-grade IIoT-oplossingen vertrouwen op multi-gelaagde architecturen die veilig data verzamelen van diverse sensoren, deze naar de cloud transmitteren, en analyseren om actionable insights op te doen. In Industrial Internet Application Development, duiken de auteurs diep in IIoT-architectuur en schetsen strategieën om deze eisen te halen.

Fragment uit Hoofdstuk 3 van het boek, deze sectie legt uit hoe developers prototype-apparaten kunnen bouwen die in staat zijn data te verzamelen en te communiceren naar hogere-niveau applicaties. De inhoud is verdeeld in de volgende installaties:

• Apparaten prototypen

• HTTP-connectiviteit implementeren

• WebSockets gebruiken

• Modbus gebruiken

• OPC UA-protocollen gebruiken

Aangepast vanuit Industrial Internet Application Development, door Alena Traukina, Jayant Thomas, Prashant Tyagi, Kishore Reddipalli.

Hoofdstuk 3. IIoT Edge-ontwikkeling
Door Alena Traukina, Jayant Thomas, Prashant Tyagi, Kishore Reddipalli

Dit hoofdstuk gids beginners door end-to-end prototyping: de juiste hardware selecteren, vier voorbeeldapparaten assembleren, basis IoT-applicaties deployen, en Predix-services benutten om sensordata op te slaan, te analyseren en te mergen.

In dit hoofdstuk leert u over de volgende onderwerpen:

• Hardware kiezen voor prototyping

• Het Open Systems Interconnection-model en zijn lagen

• Applicatie-laag protocollen – HTTP en WebSocket

• Industriële M2M-protocollen – Modbus en OPC UA

• Een apparaat assembleren voor een prototype

• Een SD-kaart voorbereiden voor een prototype

• Eenvoudige IoT-apps bouwen en draaien met HTTP, WebSocket, Modbus en OPC UA-protocollen

• Datamanagement-diensten in Predix

Hardware voor Prototypes

Deze sectie beoordeelt de brede reeks hardware-opties beschikbaar voor prototyping en biedt begeleiding bij het selecteren van het juiste bord en communicatieprotocol om naadloze integratie tussen componenten te waarborgen.

Variëteit en Kosten

Open-source borden zoals Arduino, Raspberry Pi, Orange Pi, LinkIt, BeagleBone en Tessel zijn allemaal betaalbaar. Een Orange Pi kan bijvoorbeeld voor slechts $33 gekocht worden, terwijl een starterskit die sensoren, een klein display, LEDs, kabels en een breadboard bevat, typisch rond de $70 kost. Individuele sensoren beginnen bij $1.

Modificaties

De populairste borden – Arduino en Raspberry Pi – hebben een reeks varianten. Als u Wi-Fi, Bluetooth, USB, HDMI of hogere verwerkingskracht nodig hebt, vergelijk de beschikbare opties om een bord te vinden dat aan uw exacte specificaties voldoet.

Opties Vergelijken

Alle borden zijn compact – ruwweg 8 cm breed, 5 cm hoog en 2 cm dik (zonder behuizing). Krachtigere hardware zoals de Intel NUC meet 35 × 25 × 4 cm. Connectiviteit is een cruciale differentiator; veel borden missen ingebouwde Wi-Fi of Bluetooth, en features zoals GSM, GPS, camera's of FM-modules vereisen meestal aparte modules.

Een ander kritiek factor is het aantal sensor-connectoren. Beoordeel de sensoren die u nodig heeft en verifieer compatibiliteit met het gekozen bord. Additionele expansie-borden kunnen het pin-aantal uitbreiden indien nodig.

Ondersteunde Sensoren

Bord-connectoren kunnen alleen analoge of alleen digitale sensoren ondersteunen. Digitale sensoren emitteren discrete signalen – bijv. de DHT11-temperatuursensor geeft een integer tussen 0 °C en 50 °C uit. Analog sensoren produceren continue signalen, wat waarden zoals 11,9 °C toestaat met de TMP36-sensor, die meet van –50 °C tot 125 °C. Converteren tussen signaaltypen is mogelijk maar voegt complexiteit en extra componenten toe.