اتصال إنترنت الأشياء وفوائد نظام بيئي واحد

بالطبع ، يجب أن تلبي أجهزة الراديو نفسها أعلى معايير الجودة والأداء. لكن Wi-Fi و Bluetooth و Zigbee كلها تقنيات اتصالات غنية بالمميزات توفر مجموعة واسعة من القدرات القيمة. لذلك ، يحتاج كبار مصنعي المعدات الأصلية للأجهزة أيضًا إلى وسائل فعالة ، ومتكاملة بشكل كبير مع RF IC ، لتطوير تطبيقات الاتصال ، وترقية هذه التطبيقات مع تغير معايير التردد اللاسلكي وظهور قدرات جديدة.

WICED

اليوم ، الخيار الأكثر شيوعًا للمنصة لمصممي الأجهزة التي تتصل عبر Wi-Fi أو Bluetooth أو Zigbee - أو مزيج من هذه التقنيات - هو WICED (الاتصال اللاسلكي بالإنترنت للأجهزة المدمجة) ، وهو حل متكامل لتطوير الأجهزة والبرامج والتطبيقات مقدمة من أجهزة Cypress Semiconductor لإنترنت الأشياء (IoT). تشتمل منصة WICED على WICED Studio ، وهي بيئة تطوير واحدة مشتركة لتقنيات لاسلكية متعددة. يتميز WICED Studio بواجهة برمجة تطبيقات مبسطة (API) ومقتطفات من التعليمات البرمجية وعينات من التطبيقات ووكلاء السحابة. توفر هذه العناصر مجتمعة موردًا عالي الفعالية يعمل على تسريع عملية التنمية.

كما كان حل WICED ناجحًا ، لا يوجد تمويه لحقيقة أن تنفيذ Wi-Fi أو مجموعة Wi-Fi + Bluetooth أو Wi-Fi + Zigbee في تصميم المنتج النهائي مهمة معقدة وطويلة. لقد تطورت هذه المعايير على مدى سنوات عديدة لتوفير مجموعة كبيرة من القدرات ، وهذا يعني أن تكوين حزم البروتوكول بشكل مناسب يتطلب معرفة عميقة بالمعايير.

في الطبقة المادية أيضًا ، هناك حاجة إلى خبرة متخصصة كبيرة لتنفيذ تصميم هوائي ناجح ، ولضمان التوافق مع لوائح التردد اللاسلكي ذات الصلة المفروضة إقليمياً أو وطنياً ، مع الحفاظ على الامتثال لمعايير الصناعة لشبكات Wi-Fi و Bluetooth و Zigbee من أجل ضمان إمكانية التشغيل البيني مع أي جهاز متوافق آخر.

نظرًا للطبيعة المعقدة لمعايير Wi-Fi و Bluetooth و Zigbee ووفرة الميزات التي توفرها ، يجب أن تكون بيئة تطوير WICED Studio نفسها غنية بالميزات. حتما سيأخذ المصمم بعض الوقت للتعرف عليها ، كما هو الحال مع أي أداة متطورة.

بالنسبة لأكبر مصنعي الأجهزة في العالم ، لا توجد صعوبة في تخصيص وقت العديد من الموظفين الهندسيين لاكتساب خبرة متخصصة في تنفيذ تطبيقات اتصال Wi-Fi أو Bluetooth أو Zigbee وتعلم استخدام الأدوات المناسبة. ولكن بالنسبة للسوق الشامل لمؤسسات التصنيع الصغيرة والمتوسطة الحجم (SMEs) ، يجب أن تركز الجهود الهندسية على التطبيق الأساسي ، وليس على الوظائف الطرفية مثل الاتصال بالإنترنت. منصات تطوير الاتصال اللاسلكي ، والتقنيات اللاسلكية التي تدعمها ، لا يمكن التقاطها بسرعة وتنفيذها بسهولة من قبل الشركات الصغيرة والمتوسطة دون التدخل في المهمة الرئيسية لفريق التصميم.

الشركات الصغيرة والمتوسطة

ومع ذلك ، سوف ترغب الشركات الصغيرة والمتوسطة في الاستفادة من الأداء وقابلية التشغيل البيني التي أثبتت جدواها وإمكانية الترقية السريعة التي توفرها مجموعة WICED من الدوائر المتكاملة تمامًا كما تفعل أفضل الشركات المصنعة للمعدات الأصلية في العالم. بطبيعة الحال ، فإن النموذج العادي الذي من خلاله يقوم مصنعو IC بتوريد منتجاتهم إلى الشركات الصغيرة والمتوسطة هو من خلال موزعي مكونات الإلكترونيات.

ولكن في حالة منصة WICED ، فإن وسائل Cypress الأساسية لدعم الشركات الصغيرة والمتوسطة مختلفة. ويرجع ذلك إلى أن احتياجات الشركات الصغيرة والمتوسطة التي تصنع أجهزة إنترنت الأشياء معقدة وواسعة النطاق وتشمل أكثر بكثير من مجرد دمج شريحة في تصميم لوحة. يجب على مصنعي المعدات الأصلية لأجهزة إنترنت الأشياء من جميع الأحجام توفير ما يلي:

• الامتثال التنظيمي واختبار قابلية التشغيل البيني والتعايش في نطاق التردد
• الاتصال بخدمة سحابية
• تطوير تطبيق الاتصال المضمن لتمكين وظائف مثل المصادقة وتحديد الهوية ، والشهادة السحابية ، ومراقبة الحالة ، ونقل بيانات المستشعر إلى خادم
• تطوير التطبيق السحابي وواجهة المستخدم الرسومية التي يمكن للمشغلين التفاعل معها
• في بعض الحالات ، تطوير تطبيق جوال أيضًا

هذا هو السبب في أن Cypress قد أنشأت نظامًا بيئيًا للشركات الصغيرة والمتوسطة والذي يمكنه ، إذا لزم الأمر ، الاهتمام بالاتصال الكامل والعنصر السحابي لتصميم النظام ، مما يترك الشركة المصنعة للمعدات الأصلية حرة في التركيز حصريًا على تطبيقها الأساسي. يتكون هذا النظام البيئي من موردي الطرف الثالث لوحدات التردد اللاسلكي ومقدمي الخدمات الهندسية والسحابة والبائعين ذوي القيمة المضافة ومصنعي التصميم الأصلي (ODM).

يوفر هذا النظام البيئي حلاً متكاملاً يجمع بين الأجهزة والبرامج وعناصر الخدمة السحابية التي تتوافق جميعها مع الأجزاء الأخرى من النظام البيئي الشريك الذي طورته Cypress.

التحديات التي ينطوي عليها الاتصال لأجهزة إنترنت الأشياء

تُظهر التجربة أن الشركات الصغيرة والمتوسطة تواجه عادةً ثلاثة أنواع من الصعوبات عند تنفيذ الاتصال اللاسلكي لأجهزة إنترنت الأشياء:

1. تعريف متطلبات الاتصال اللاسلكي - يتم استخدام Wi-Fi و Bluetooth و Bluetooth Low Energy (BLE) و Zigbee في التطبيقات التي تنفذ وظائف مثل الوصول إلى الإنترنت وتدفق المحتوى والتحكم والمراقبة. ولكن ما هي التكنولوجيا الأفضل لكل متطلب تطبيق فردي ومجموعة من ظروف التشغيل؟ يصعب على غير المتخصصين التنقل عبر العديد من أوضاع التشغيل وخيارات التكوين في كل من تقنيات التردد اللاسلكي هذه.
2. تطوير البرامج - تؤدي المعايير والبروتوكولات المتغيرة باستمرار إلى تخويف الشركات الصغيرة والمتوسطة ، كما أن مجموعات تطوير البرامج المعقدة (SDKs) وبرامج التشغيل التي يتم تطبيقها على الحلول اللاسلكية تستنزف موارد التطوير من مهام التصميم الأساسية.
3. يتطلب تحويل أفكار تصميم إنترنت الأشياء إلى منتجات تجارية قابلة للتطبيق - لدمج الأجهزة والبرامج اللاسلكية والدعم السحابي والتطبيقات المضمنة وتطبيقات الأجهزة المحمولة خبرة في مجالات متعددة. يعد الاختبار الوظيفي واختبار الامتثال التنظيمي والتحقق من صحته عمليات طويلة ومكلفة.

الهدف من النظام البيئي للشركاء Cypress هو القضاء على كل هذه الصعوبات من خلال توفير مجموعة من وحدات الأجهزة والبرامج الجاهزة مع الخدمات والدعم (انظر الشكل 1). يمكن أن يهتم النظام البيئي ليس فقط بتنفيذ الاتصال اللاسلكي قصير المدى ، ولكن أيضًا تطوير التطبيقات المضمنة والسحابة ، وتوفير الخدمات السحابية ، والامتثال التنظيمي والتحقق من الصحة.

الشكل 1: تتيح عناصر النظام البيئي لشريك Cypress التنفيذ السريع لتصميمات إنترنت الأشياء القائمة على WICED اللاسلكية ICs

أساس الحل للشركات الصغيرة والمتوسطة هو محفظة Cypress WICED من Wi-Fi و Bluetooth و Zigbee راديو ICs ووحدات التحكم ، بدعم من WICED Software Development Kit (SDK). ولكن السبب في أن النظام البيئي الشريك قادر على تبسيط وتسريع تطوير منتجات إنترنت الأشياء للشركات الصغيرة والمتوسطة هو أنه يوفر نوعًا من "طبقة التجريد" الهندسية بعيدًا عن الدوائر المتكاملة وبرامجها الثابتة. تقوم بذلك من خلال توفير مجموعة غنية من المنتجات والقدرات الجاهزة بناءً على إطار عمل WICED (انظر الشكل 2).

يتم توفير الاتصال اللاسلكي في شكل أجهزة كوحدات نمطية من شركاء مثل Murata و SPIL و USI. يقوم الموزعون ذوو القيمة المضافة مثل Laird و Inventek و Lantronix بتوسيع هذا العرض من خلال توفير وحدات معتمدة وجاهزة للاستخدام ودعم البرامج المتكاملة. يمنح هذا مطوري منتجات OEM حلاً جاهزًا يعتمد على الخبرة الواسعة لبائعي التجزئة ذوي القيمة المضافة والقدرة على تقديم دعم متعمق.

الشكل 2: شركاء النظام البيئي WICED يقدمون الخبرة في مختلف المجالات

يوفر شركاء التكنولوجيا تطويرًا سريعًا للتطبيقات المضمنة. يمكن لمستخدمي الوحدات القائمة على منصة WICED استكمال أجهزتهم بأدوات ومنتجات برمجية متكاملة من أجل:

قم بتبسيط SDK من خلال توفير واجهة ذات مستوى أعلى

قدم حلاً معلبًا بحيث يتعين على مصنعي المعدات الأصلية كتابة تطبيقاتهم لتشغيلها فوق منصة جاهزة

استفد من التطبيقات سابقة الإنشاء التي توفر وظائف مشتركة

• دمج وكيل السحابة سواء في ROM أو في البرنامج
• إدارة توفير وكيل السحابة في موقع التصنيع
• تمكين الاتصال الفوري وتحديد "شيء" الشركات الصغيرة والمتوسطة في السحابة
• يشمل النظام البيئي الشريك أيضًا موفري الخدمات السحابية مثل Amazon Web Services و IBM Bluemix: تم دمج دعم واجهات برمجة التطبيقات السحابية لهؤلاء الموفرين في نظام WICED الأساسي. شركاء WICED الآخرون متخصصون في تطوير التطبيقات السحابية: في كثير من الحالات ، يمكنهم كتابة التطبيق السحابي للعمل مع العديد من موفري الخدمات السحابية ، مما يسمح للعميل باختيار المزود الذي يختاره.
• شركاء النظام البيئي الآخرون متخصصون في تطبيقات الأجهزة المحمولة ، ويمكنهم توفير تطبيقات مسبقة الصنع للعملاء لتعديلها لتلبية متطلباتهم الخاصة.
• يوضح الشكل 3 ملخصًا لقدرات كل نوع من الشركاء.

الشكل 3: قد تستخدم الشركات المصنعة للمعدات الأصلية نوعًا واحدًا أو أكثر من أنواع الشركاء لدعم تنفيذ النظام اللاسلكي

تتوفر جميع موارد الشركاء هذه بشكل متساوٍ لدعم أي مجموعة واسعة جدًا من منتجات WICED RF المدرجة في Cypress Product Selector Guide for IoT Solutions ، المتاح عبر الإنترنت على

https://community.cypress.com/docs/DOC-3021

. تتضمن الوثيقة أكثر من 100 منتج اتصال من كل من Cypress ومختلف الشركاء الاستراتيجيين داخل نظام Cypress البيئي.

خاتمة

يتم اختيار النظام البيئي الشريك بالكامل وفحصه وتدريبه ومراقبته بواسطة Cypress للتأكد من أنه يوفر مجموعة سلسة من الحلول القائمة على الدوائر المتكاملة للاتصال اللاسلكي من Cypress. يمكن لمصنعي المعدات الأصلية استخدام هذا النظام البيئي للوصول إلى السوق بشكل أسرع باستخدام منتجات إنترنت الأشياء الجديدة ، مع تقليل المخاطر وعدم اليقين بشأن الجداول الزمنية للتطوير وأداء المنتج ، مع الاستمرار في التركيز على التطبيق الأساسي الذي يتمتعون فيه بخبرة متخصصة.من خلال تأسيس تصميمات إنترنت الأشياء الجديدة على منصة WICED ، يمكن للشركات الصغيرة والمتوسطة أن تكون واثقة من تحقيق إمكانية التشغيل البيني مع القاعدة الضخمة المثبتة من أجهزة التوجيه التي تدعم شبكات Wi-Fi و Bluetooth و Zigbee وأجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية والأجهزة الذكية التي تم بناؤها بالفعل على هذا منصة.نبذة عن الكاتب

مايك فورتنر هو مدير التسويق الإقليمي ، Cypress Semiconductor