Tragbare Softwareagenten:Ein „Goldilocks“-Ansatz für die IoT-Konnektivität

Das Internet der Dinge (IoT) umfasst eine Reihe von Schritten und Komplexitäten, die jeweils mehrere Designentscheidungen und Kompromisse beinhalten. Bei den meisten verbundenen Geräten besteht der erste Schritt darin, die Konnektivität zwischen dem physischen Objekt – dem IoT-„Ding“ – und dem Internet mithilfe eines eingebetteten drahtlosen IoT-Moduls zu ermöglichen. Das IoT-Modul enthält Kommunikationsschaltkreise, die es einem verbundenen Gerät ermöglichen, Daten über ein drahtloses Protokoll wie Wi-Fi, Mobilfunk oder Bluetooth zu senden und zu empfangen.

Um das Gerät mit einer IoT-Cloud zu verbinden und das verbundene Gerät zu verwalten, ist eine spezielle Konnektivitätssoftware erforderlich. Bis vor kurzem konnten Hersteller vernetzter Produkte zwischen zwei Möglichkeiten wählen, ihre Geräte mit einer IoT-Cloud zu verbinden:einem Software Development Kit (SDK) oder einem in das drahtlose IoT-Modul integrierten IoT-Software-Agenten.

Unabhängig vom Ansatz muss die Konnektivitätssoftware gründlich getestet und zertifiziert werden, damit sie mit jedem Hardwaremodulmodell funktioniert. Angesichts der Vielzahl von IoT-Geräten, die Konnektivität erfordern – von tragbaren Fitness-Trackern, Kaffeemaschinen und Heimthermostaten bis hin zu Fabrikausrüstungen, Beleuchtungssystemen und kommerziellen Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen (HVAC) – kann das Koppeln von Konnektivitätssoftware mit Kommunikationshardware entmutigend sein .

SDKs bieten nur die generischsten Bibliotheken für die Kommunikation über Low-Level- und standardisierte Protokolle wie MQTT oder CoAP. Im Gegensatz dazu bieten IoT-Softwareagenten auf Produktionsebene weitreichende Funktionen, die Dinge wie Nachrichtenserialisierung, Fehlerbehandlung, Benachrichtigungen, Planung, Over-the-Air-Aktualisierung (OTA), Debugging, Fehlerbehebung, Authentifizierung und Autorisierung, Benutzerregistrierung, und andere Funktionen – alle zertifiziert, getestet und bereit für die Produktion mit einem bestimmten IoT-Modul.

Jetzt haben IoT-Lösungsanbieter jedoch eine neue Option zum Herstellen einer Konnektivität zu einer IoT-Cloud, mit mehr Funktionen als ein SDK, aber schlanker als ein vorgefertigter Produktionsagent. Der neue tragbare IoT-Software-Agent bietet eine wichtige Mittelwegoption für bestimmte Arten von Projekten – eine Bring-Your-Own-Option (BYO), die nicht zu heiß und nicht zu kalt ist; nicht zu groß, nicht zu klein. Mit anderen Worten, ein viel flexiblerer „Goldlöckchen“-Ansatz für die Verbindung von IoT-Produkten über ein Mobilfunk- oder Wi-Fi-Modul.

Hauptherausforderungen bei der Entwicklung einer flexiblen Konnektivitätslösung

Es ist schwierig, Konnektivitätslösungen zu entwickeln, die mit der Vielzahl von Protokollen, Verarbeitungs-, Speicher- und Softwareüberlegungen kompatibel sind, die jeder IoT-Produktdesigner berücksichtigen muss. Bisher mussten Hersteller vernetzter Produkte zwischen einem offenen und flexiblen Konnektivitätsdesign wählen, das durch ein SDK ermöglicht wird, oder einem integrierten, schlüsselfertigen Design, das von einem eingebetteten IoT-Softwareagenten bereitgestellt wird.

IoT-Lösungen führen zu unzähligen neuen Anforderungen und Qualifikationsanforderungen, die nur wenige traditionelle Hersteller im eigenen Haus besitzen. Hersteller, die traditionelle Produkte für das IoT aktivieren möchten, insbesondere solche, die neu für vernetzte Produkte sind, stellen häufig fest, dass die Wahl eines Softwareagenten erhebliche Vorteile bei der Markteinführung ihrer IoT-Produkte bietet.

Der Software-Agent kümmert sich um die meisten Komplexitäten der IoT-Cloud-Konnektivität und ermöglicht es Herstellern, ihre Ressourcen auf das zu konzentrieren, was sie bereits gut können, ohne die enorme Zeit und Ressourcen aufzuwenden, die für das Entwerfen, Erstellen, Testen, Supporten und Skalieren vernetzter Lösungen erforderlich sind. Alles, was sie tun müssen, ist, ein paar einfache APIs zu verwenden, um den Produktionssoftwareagenten dazu zu bringen, mit dem kompatiblen drahtlosen Produktionsmodul zu kommunizieren.

Dieser integrative Ansatz der Verwendung eines IoT-Software-Agenten hat jedoch Nachteile, insbesondere einen Mangel an Flexibilität bei den Designoptionen. Ein IoT-Softwareagent verbindet sich mit der IoT-Cloud eines bestimmten Anbieters, und jede Agenten-Modul-Paarung wird für ein bestimmtes Modulmodell eines bestimmten Modulanbieters getestet und zertifiziert. Dieser Ansatz erhöht auch die Hardwarekosten:Neben dem IoT-fähigen Funkmodul muss ein Unternehmen einen zusätzlichen Mikrocontroller kaufen, auf den es seinen Anwendungscode lädt, und dann den Mikrocontroller so programmieren, dass er mit dem Funkmodul kommuniziert.

Diese Integration zwischen Agent und Modul bedeutet, dass Hersteller vernetzter Produkte vor der Herausforderung stehen, ihr IoT-Cloud- und Wireless-Modul getrennt auszuwählen. Viele Hersteller haben Mengenrabatte bei einem oder wenigen Modulanbietern. Wenn ihr bevorzugter Modulanbieter keinen Agenten für die IoT-Cloud ihrer Wahl unterstützt, müssen Hersteller entweder mehr für die Stücklistenkosten (BOM) ausgeben, um sich mit einem nicht spezifikationsgerechten Modulanbieter mit ihrer bevorzugten IoT-Cloud zu verbinden, oder ihre Kosten im Zaum halten, aber keine Verbindung über die IoT-Cloud herstellen können, die die Funktionalität und Leistung ihrer verbundenen Produkte am besten unterstützt.

Hersteller mit IoT-erfahrenen Engineering-Teams können diesen Kompromiss überwinden, indem sie ein SDK anstelle eines Software-Agenten verwenden, um ihr eigenes Messaging- und Datenmodell über Protokolle wie MQTT, CoAP oder HTTP zu erstellen. Aber realistischerweise steht diese Option nur den größten Herstellern mit der größten Erfahrung in der Entwicklung und Einführung vernetzter Produkte zur Verfügung. Der Rest musste sich entweder für Flexibilität und die damit verbundenen Kosteneinsparungen (dh die Verwendung eines SDKs und die gesamte eigene IoT-Entwicklung) oder den schnelleren und normalerweise sichereren Weg entscheiden, die IoT-Konnektivitätsdetails in den Händen eines vorgefertigten Softwareagenten zu lassen.

Wenn ein Ansatz für tragbare Agenten sinnvoll ist

Der Ansatz des portablen Agenten stellt eine neue Alternative dar. Betrachten Sie es als SDK, das mit modularen Optionen für verschiedene IoT-Konnektivitätsfunktionen erweitert wurde.

Ein tragbarer Agent ermöglicht die Konnektivität zu einer bestimmten IoT-Cloud von jedem Wireless-Modul. Dadurch sind Hersteller von IoT-Lösungen, die sich mit dieser IoT-Cloud verbinden möchten, nicht mehr auf eine Liste zertifizierter Funkmodule beschränkt. Der tragbare Agent verwaltet die Konnektivität, Zuverlässigkeit und Sicherheit der Konnektivität zur IoT-Cloud und stellt zusätzlich die Low-Level-Konnektivität bereit, die von einem Client vom SDK-Typ bereitgestellt wird. Benutzer portabler Agenten haben auch Zugriff auf Quellcode, was diese Option flexibler macht als Produktionsagenten, die keinen Quellcode offenlegen.

Zwei Arten von Unternehmen verwenden am ehesten einen Ansatz mit tragbaren Agenten:

• Großserienhersteller mit Erfahrung in der Einführung vernetzter Produkte oder die bestehende Produkte mit einem anderen Wireless-Modul nachrüsten möchten.

• Modulhersteller selbst.

Für Hersteller mit einiger Erfahrung in der Entwicklung von IoT-Produkten rechtfertigt die Verwendung eines tragbaren Agenten ihre einmaligen Engineering-Kosten, um den Software-Agenten mit ihrem bevorzugten drahtlosen Modul zu koppeln. Abhängig von der Menge der von ihnen versendeten vernetzten Produkte können sie den Ansatz des tragbaren Agenten nutzen, um vertragliche Kosteneinsparungen mit einem Anbieter von drahtlosen Modulen zu erzielen, auch wenn das Modul ihrer Wahl noch nicht für die Unterstützung ihrer IoT-Cloud ihrer Wahl zertifiziert ist.

Mit dem tragbaren Agenten können diese Hersteller den Platzbedarf ihres Produkts reduzieren und gleichzeitig Hardware-Stücklistenkosten sparen – und ohne auf ein bestimmtes Hardwaremodul beschränkt zu sein. Sie können die Einsparungen an ihre Kunden weitergeben oder damit Forschung und Entwicklung für zukünftige Produkte vorantreiben.

Für Hersteller von drahtlosen Modulen bedeutet der tragbare Agent die Möglichkeit, einer breiteren Palette von Branchen, die an der Entwicklung von IoT-Produkten interessiert sind, eine breitere Palette von Modulen anzubieten. Modulhersteller verfügen über die IoT-Engineering-Fähigkeiten, um Softwareagenten in ihre Produkte zu integrieren. Der Ansatz des portablen Agenten versetzt Modulanbieter in die Lage, in ihren Produkten Konnektivität mit einer bestimmten IoT-Cloud zu ermöglichen, die für bestimmte Kundentypen von Interesse sein könnte.