Hoe werkt een IoT-apparaat?

Hardwarebeslissingen zijn van invloed op de kosten, gebruikerservaring, applicatiemogelijkheden en meer van uw IoT-apparaat. Maar slechts ongeveer 20% van de IoT-productmanagers heeft ervaring met het beheren van hardware. In dit bericht demystificeer ik de hardware in IoT-apparaten om je te helpen begrijpen hoe een slim apparaat gegevens verwerft, verwerkt en communiceert naar de cloud.

Na honderden productmanagers in verschillende sectoren en achtergronden te hebben ondervraagd, ontdekte ik dat slechts ongeveer 20% van de PM's die in IoT werken, hardware-ervaring heeft. Daarentegen is meer dan 76% van hen bekend met het beheren van softwareproducten.

Maar in IoT werken hardware en software samen in de IoT Technology Stack. En het beheren van hardwareproducten vereist heel andere vaardigheden dan het beheren van software. Dat is een van de redenen waarom het bouwen van IoT-apparaten erg ontmoedigend kan zijn voor nieuwe en zelfs doorgewinterde IoT-productmanagers.

Als je een IoT PM bent die een software-achtergrond heeft, neem dan even de tijd om jezelf te wapenen met de informatie in dit bericht. De volgende keer dat u met Hardware Engineering-teams praat of voor een hardware-gerelateerde uitdaging staat, zult u blij zijn.

Op basis van mijn IoT Decision Framework maakt de hardware deel uit van het Technology Decision Area. Daarom ben je hier:

Aanbevolen artikel: Een productbeheerkader voor het internet der dingen.

Waarom moet ik de hardware in mijn IoT-apparaat begrijpen? Neemt Engineering die beslissingen niet?

Ja, ingenieurs zijn verantwoordelijk voor het onderzoeken, voorstellen en uitvoeren van hardwarekeuzes voor het IoT-apparaat. Maar het is belangrijk dat de productmanager betrokken is en Engineering begeleidt bij wat het product nodig heeft, zodat ze de beste oplossing kunnen kiezen. Hardwarebeslissingen hebben immers invloed op de kosten, gebruikerservaring, applicatiemogelijkheden en meer van uw product.

Hoe meer u begrijpt hoe de hardware in een IoT-apparaat werkt, de nuances en de terminologie, hoe beter u in staat bent om slimme gesprekken te voeren met uw engineeringteam.

De 4 bouwstenen van IoT-apparaathardware

Laten we eerst eens kijken naar de belangrijkste hardwarebouwstenen van elk IoT-apparaat.

Met zoveel IoT-toepassingen als er IoT-ondernemers zijn, zou het onmogelijk zijn om een ​​hardware-architectuur te generaliseren. Maar ongeacht de toepassing delen alle IoT-apparaten enkele overeenkomsten of 'bouwstenen', zoals hieronder weergegeven:

Laten we naar elk van deze componenten kijken.

Bouwblok 1:Ding

Ik definieer 'ding' als de asset die je wilt controleren of bewaken.

Veel IoT-apparaten integreren het 'ding' in het slimme apparaat zelf. Denk bijvoorbeeld aan producten als een slimme waterpomp of een autonoom voertuig. Deze producten besturen en controleren zichzelf. In dit geval bevat uw product alle vier de bouwstenen in één pakket, zoals hieronder weergegeven.

Maar er zijn veel andere toepassingen waarbij het 'ding' op zichzelf staat als een 'dom' apparaat en er een apart product aan wordt gekoppeld om er een slim apparaat van te maken. In dit geval bevat uw product alleen de drie onderstaande blauwe modules.

Deze aanpak is heel gebruikelijk in industriële applicaties waar bedrijven bestaande activa hebben en ze deze 'slim' willen maken door ze te verbinden met de cloud. Enkele voorbeelden zijn windturbines, straalmotoren, transportbanden, enz.

De reden dat ik u op dit verschil wijs, is om u ervan bewust te maken dat er verschillende bedrijfsmodellen zijn waaruit u kunt kiezen. Uw bedrijf kan besluiten om gloednieuwe apparaten te bouwen die vanaf het begin slim zijn, of u kunt bepalen dat uw waardepropositie is om een ​​manier te bieden om bestaande dingen om te zetten in slimme dingen, waardoor de deur wordt geopend naar zogenaamde 'brownfield-kansen'.

Beide zijn in orde. Houd er rekening mee dat dit onderscheid van invloed is op veel andere beslissingen die u voor uw product neemt.

De meeste van de bovenstaande voorbeelden zijn B2B-producten, maar hoe zit het met B2C-producten? In de wereld van consumentenproducten bevatten veel IoT-producten alleen de drie blauwe modules hierboven. Dat komt omdat het "ding" dat ze controleren vaak een mens of de omgeving van het huis is. Denk aan een FitBit of een Nest-thermostaat.

Bouwblok 2:Data-acquisitiemodule

De data-acquisitiemodule richt zich op het verkrijgen van fysieke signalen van het 'ding' en deze om te zetten in digitale signalen die door een computer kunnen worden gemanipuleerd.

Dit is de hardwarecomponent die alle sensoren bevat die real-world signalen opvangen, zoals temperatuur, beweging, licht, trillingen, enz. Het type en aantal sensoren dat u nodig heeft, is afhankelijk van uw toepassing.

De data-acquisitiemodule bevat echter meer dan alleen sensoren. Het bevat ook de benodigde hardware om het sensorsignaal om te zetten in digitale informatie die de computer kan gebruiken. Het omvat signaalconditionering, analoog-naar-digitaal conversie, schaling en interpretatie.

Voor de data-acquisitiemodule zijn de belangrijkste overwegingen om op te focussen:

• Welke signalen uit de echte wereld moet ik meten? (d.w.z. wat voor soort sensoren heb ik nodig)
• Hoeveel sensoren van elk type heb ik nodig?
• Hoe snel moet ik het real-world signaal meten? (d.w.z. samplefrequentie)
• Hoe nauwkeurig heb ik mijn meting nodig? (d.w.z. sensorresolutie)

De antwoorden op deze vragen geven informatie over de vereisten voor uw data-acquisitiemodule en geven u een idee van hoeveel gegevens uw apparaat zal produceren.

Aanbevolen artikel – Data-acquisitie:een primeur voor IoT-productmanagers

Bouwblok 3:Gegevensverwerkingsmodule

De derde bouwsteen van een IoT-apparaat is de dataverwerkingsmodule. Dit is de 'computer' die de gegevens verwerkt, lokale analyses uitvoert, gegevens lokaal opslaat en andere computerbewerkingen aan de rand uitvoert.

U hoeft geen expert te zijn in computerarchitectuur om een ​​stevig gesprek te hebben met uw Engineering-team over deze module. Uw rol moet zijn om het overkoepelende doel van het product te begrijpen en de juiste vragen te stellen die uw team naar de juiste beslissingen zullen leiden. De twee belangrijkste overwegingen om op te focussen zijn:

• Verwerkingskracht (d.w.z. hoeveel verwerking gaat u aan de rand doen?)
• Hoeveelheid lokale gegevensopslag (d.w.z. grootte van de harde schijf - hoeveel gegevens moet u aan de rand opslaan?)

De beslissingen die u en uw team nemen, hebben een directe correlatie met prestaties, functionaliteit, kosten, grootte van het apparaat, levensduur, enz. Laten we elk van deze vragen in meer detail bespreken.

Hoeveel rekenkracht heb je nodig?

Om te bepalen hoeveel verwerkingskracht uw apparaat nodig heeft, moet u beginnen met het begrijpen van alle verschillende taken die het apparaat moet uitvoeren.

Items die van invloed zijn op uw beslissing zijn onder meer:

• Hoeveel sensoren moet je uitlezen? (Meer sensoren vereisen meer verwerkingskracht.)
• Moet je realtime controle uitvoeren? (Dit verhoogt de benodigde verwerkingskracht.)
• Moet uw app analyses aan de rand uitvoeren? (Hierdoor wordt ook de benodigde verwerkingskracht verhoogd.)
• Heeft u voldoende verwerkingskracht om toekomstige software-upgrades/-releases te ondersteunen? (Uw nieuwe en verbeterde software-upgrades vereisen waarschijnlijk meer verwerkingskracht.)
• Wat zijn de beperkingen van uw apparaat? (Een Fitbit heeft bijvoorbeeld maar zoveel ruimte, wat de computergrootte en verwerkingskracht beperkt.)

Hoeveel lokale opslagruimte heb je nodig?

De hoeveelheid lokale opslagruimte die u nodig heeft, hangt af van uw beleid voor het bewaren van gegevens. Als u eenmaal hebt gedefinieerd hoeveel gegevens u moet verzamelen, hoe vaak en hoeveel u naar de cloud wilt verzenden, kunt u berekenen hoeveel lokale opslagruimte u nodig heeft als tijdelijke opslag om berekeningen uit te voeren of als buffer voor het geval dat je verliest de verbinding met de cloud.

Als uw IoT-apparaat naar verwachting offline werkt, moet u bepalen hoe lang het zonder verbinding zal werken, en dus hoeveel gegevens u lokaal moet kunnen opslaan. Sommige applicaties vereisen geen onderbrekingen in de gegevens, ofwel omdat Cloud Analytics de hiaten in de gegevens niet kan opvangen of omdat u een wettelijke overeenkomst met de klant heeft voor gegevenscontinuïteit.

Bouwblok 4:Communicatiemodule

De laatste bouwsteen van de hardware van uw apparaat is de communicatiemodule. Dit is het circuit dat communicatie mogelijk maakt met uw cloudplatform en met systemen van derden, lokaal of in de cloud.

Deze module kan communicatiepoorten bevatten zoals USB, serieel (232/485), CAN of Modbus, om er maar een paar te noemen. Het kan ook de radiotechnologie bevatten voor draadloze communicatie zoals Wi-Fi, LoRA, ZigBee, 3G, 5G, enz.

De communicatiemodule kan worden opgenomen in hetzelfde apparaat als uw andere modules, of het kan een apart apparaat zijn dat specifiek is bedoeld voor communicatie. Deze benadering wordt vaak een "gateway-architectuur" genoemd.

Als u bijvoorbeeld drie sensoren in een ruimte heeft die gegevens naar de cloud moeten verzenden, kunt u die sensoren mogelijk hebben aangesloten op een enkele gateway in diezelfde ruimte, en de gateway consolideert deze gegevens en stuurt deze naar de cloud. Op die manier heeft u slechts één communicatiemodule nodig, niet drie.

Waar het op neerkomt

Als IoT Product Manager hoef je geen expert te zijn op alle gebieden van de IoT Technology Stack. Maar je hebt wel een goed begrip nodig van de belangrijkste componenten en hoe een end-to-end IoT-oplossing wordt samengesteld.

Mijn aanbeveling is om zo vertrouwd mogelijk te raken met alle lagen van de IoT Technology Stack. Ik zal in toekomstige artikelen alle andere lagen van de stapel behandelen. Schrijf je hieronder in voor mijn nieuwsbrief om ervoor te zorgen dat je deze berichten niet mist.