Entwicklungsboards vereinfachen die sichere IoT-Cloud-Konnektivität

Microchip Technology Inc. hat eine Reihe von IoT-Lösungen für Rapid Prototyping auf den Markt gebracht, indem Cloud-Konnektivität für alle integrierten Mikrocontroller-Lösungen verwendet wird.

IoT-Design zeichnet sich durch die Kombination der passenden Mikrocontroller-Lösungen mit dem idealen Verbindungsprotokoll für Ihre Anwendung aus. Microchip Technology Inc. kündigte eine Reihe von Full-Stack-Embedded-Entwicklungslösungen an, die eine beliebige Anzahl solcher Kombinationen bieten. Die Produktlinie reicht von kleinsten PIC- und AVR-Mikrocontrollern (MCUs) für Sensoren und Aktoren bis hin zu 32-Bit-MCU-Gateway- und Mikroprozessor-(MPU)-Lösungen für Edge-Computing. Zu den Konnektivitätsoptionen gehören Wi-Fi, Bluetooth oder 5G-Schmalbandtechnologien, während gleichzeitig eine Sicherheitsgrundlage mit Unterstützung der Trust-Plattform für die CryptoAuthentication-Familie beibehalten wird.

IoT-Design

Normalerweise ist der erste Schritt die Auswahl des idealen Entwicklungskits für Ihren Prototypen. Der Versuch, ein Cloud-verbundenes IoT-System von Grund auf neu aufzubauen, kann eine entmutigende Aufgabe sein. Dies kann kostspielig und zeitaufwändig sein und erfordert Fachwissen in vielen verschiedenen Ingenieurdisziplinen. Entwickler stehen heute bei Designentscheidungen vor mehr Herausforderungen denn je:längere Entwicklungszeit, höhere Sicherheitsbedrohungen.

IoT-Sensornetzwerke und intelligente Geräte werden in praktisch jeden Aspekt unserer Umwelt verwoben:unser Zuhause, physische Objekte, Transport- und Kommunikationssysteme, Kleidung und den menschlichen Körper, um uns zu verbinden und Daten auszutauschen. Das IoT bietet potenzielle Möglichkeiten, aber es wird schwierig, sie alle zu nutzen, wenn die Arbeitsabläufe nicht vereinfacht und die Komponenten modularer sind.

Für IoT-Anwendungen kann es drei verschiedene Arten von Projekten geben:

1. Cloud-verbundene Projekte:Die Cloud besteht aus Servern, die dedizierte Software verwenden, um von Systemen gesammelte Daten zu analysieren und zu verarbeiten.
2. Projekte, die mit einem lokalen Netzwerk verbunden sind:Sie kommunizieren über ein Intranet-Netzwerk.
3. Gateway-Projekte:Gateway-Systeme werden häufig verwendet, um bestehende Systeme an das Internet anzupassen.

Entwicklungskits und andere Prototyping-Plattformen erweisen sich als entscheidend, um die IoT-Lieferkette zu nivellieren, Innovationen zu beschleunigen und jeden mit Ideen und Ambitionen anzuregen, erfolgreiche IoT-Lösungen zu entwickeln und zu entwickeln.

Mikrochip-Lösungen

„Wir sehen immer noch, dass die Einführungsrate von IoT ziemlich langsam ist“, sagte Oyvind Strom, Marketing Director bei Microchip Technology. „Es gibt viele Lösungen da draußen, aber wir sehen einen großen Kundenstamm, bei dem nicht unbedingt alle mit IoT vertraut sind. Wir haben Edge-Nodes und Gateways eingeführt, bei denen die Benutzerfreundlichkeit im Vordergrund steht. “

Die Sicherheitshardwarelösungen schützen vor Sicherheitsbedrohungen, die von Remote-Cyberangriffen bis hin zur Herstellung von Produktfälschungen reichen.

Microchip bietet eine Reihe neuer, intelligenter, vernetzter und sicherer Rapid-Prototyping-Lösungen. Es gibt vier neue Wi-Fi-Entwicklungsplattformen für das Internet der Dinge über die PIC-Plattform und die AVR-Plattform. Und zwei neue Bluetooth-Prototyping-Boards für die PIC- und AVR-Produktlinien erweitern die Auswahl beim IoT-Prototyping. Darüber hinaus wird eine neue IoT-Gateway-Lösung mit Amazon GreenGrass und Azure das Portfolio komplettieren. Die Partnerschaft mit Sequans ermöglicht auch die Implementierung neuer Kit-Lösungen für LTE-M- und M/NB-IoT-Infrastrukturverbindungen.

Jede Lösung ist auf Benutzerfreundlichkeit und schnelle Entwicklung für intelligente Industrie-, Medizin-, Verbraucher-, Landwirtschafts- und Einzelhandelsanwendungen unter Berücksichtigung der Sicherheit ausgerichtet. Die große Auswahl an Konnektivitätstechnologien in Kombination mit dem gesamten Leistungsspektrum von Mikrocontrollern und Mikroprozessoren sowie Peripheriefunktionen macht diese Lösungen in einer Vielzahl von Märkten skalierbar.

„Wenn der Kunde eine IoT-Lösung entwickeln möchte, können Sie IoT entweder ohne Cloud oder IoT mit Cloud betreiben. Und Cloud Computing ist definitiv einer der am schnellsten wachsenden Bereiche der Welt. Es gibt drei große Cloud-Unternehmen. Es sind Google, Amazon und Microsoft. Wir arbeiten mit allen zusammen“, sagte Strom.

Das breite Portfolio von Microchip umfasst die folgenden Lösungen zur Reduzierung der Projektkosten und der Entwicklungskomplexität. Die PIC-IoT WA- und AVR-IoT WA-Boards sind zwei neue PIC- und AVR-MCU-Entwicklungsboards. Sie wurden in Zusammenarbeit mit Amazon Web Services (AWS) entwickelt, die Designern helfen, IoT-Sensorknoten nativ über Wi-Fi mit dem AWS IoT Core-Service zu verbinden.

„Wenn Sie dieses Board kaufen, schließen Sie es im Grunde mit dem USB-Stecker an Ihren PC an, und Sie gelangen zu einer speziellen Webseite, auf der Sie Ihre Wi-Fi-Anmeldeinformationen eingeben, und Sie werden buchstäblich Daten in die Amazon-Cloud streamen.“ 30 Sekunden nach dem erstmaligen Anschließen des Boards an Ihren Computer. Und daraus können Sie Ihre Anwendung mit unserem umfassenden Ökosystem rund um dieses Board weiterentwickeln. Es ist ein sehr leistungsstarkes Board, das mit den kosteneffizientesten Mikrocontrollern der Branche ausgestattet ist, und es zeigt, dass Sie nicht auf 32-Bit-Plattformen umsteigen müssen, um Edge-Node-IoT zu betreiben.“ Sagte Strom.

Die beiden Platinen werden nur zu Demonstrationszwecken mit einem Temperatursensor und einem Lichtsensor geliefert. Ein Microbus-Erweiterungssockel ermöglicht das Hinzufügen von mehr als 300 verschiedenen Sensoren von Clickboards, die wir auch in unserem Ökosystem unterstützen (Abbildung 1).

Abbildung 1:PIC/AVR-IoT WA-Platine [Quelle:Microchip]

Das SAM-IoT WG Board verbindet den Google Cloud IoT Core mit der beliebten SAM-D21 Arm Cortex® M0+ 32-Bit Microchip-Reihe von Mikrocontrollern (Abbildung 2).

Abbildung 2:SAM-IoT WG [Quelle:Microchip].

Die auf Azure IoT SAM MCU basierende Entwicklungsplattform für das Internet der Dinge integriert das Azure IoT SDK und die Azure IoT-Dienste in das MPLAB X-Ökosystem von Entwicklungstools von Microchip. Die Karte bietet deutlich mehr Rechenleistung. Neben der Übermittlung Ihrer Daten können Sie mithilfe von künstlicher Intelligenz auf dem Board Analysen durchführen.

„Anwendungen vom Typ prädiktive Wartung könnten beispielsweise eine sein. Die Tafel kann auch zum Sehen verwendet werden. Solche High-End-Anwendungen für die IoT-Knoten wären ein geeignetes Ziel für diese Plattform“, sagte Strom.

Neben Wi-Fi-Boards gibt es viele Anfragen für den Einsatz von Bluetooth im industriellen Bereich. Alle Arten von Wartung und Reparatur von Industrieanlagen werden heute mit integriertem Bluetooth durchgeführt. Der Servicetechniker kann einen Fehlercode und ähnliches von seinem Tablet oder Telefon lesen, um mechanische Eingriffe in der Maschine zu vermeiden.

Die PIC-BLE- und AVR-BLE-Boards basieren auf PIC- und AVR-Mikrocontrollern für Sensorknotengeräte, die sich über Bluetooth Low Energy (BLE)-Gateways mit mobilen Geräten für Industrie-, Verbraucher- und Sicherheitsanwendungen und die Cloud verbinden.

Um sicherzustellen, dass sich nur autorisierte Geräte mit dem eingebetteten Gerät verbinden können, vervollständigt ein integrierter Sicherheitselement-IC die Vertrauensbasis vom eingebetteten Gerät bis zur Cloud.

Abbildung 3:PIC/AVR-BLE-Platine [Quelle:Microchip]

Eine Anwendung von Google Play oder dem iPhone App Store namens LightBlue kann heruntergeladen werden (Abbildung 4).

Abbildung 4:Die LightBlue-App

Die wichtigsten Onboard-Sensoren sind Temperatur, Licht und ein dreiachsiger Beschleunigungsmesser. Es ist möglich, andere externe Clickboard-Sensoren zu implementieren und Ihre kundenspezifische Anwendung ausgehend von LightBlue zu entwickeln.

Solange Sie Wi-Fi und BLE nutzen können, wäre es hilfreich, wenn Sie immer eine Gateway-Lösung hätten. Wi-Fi könnte der Router sein, den Sie zu Hause haben, aber wenn Sie ein geschlossenes Netzwerk wünschen, müssen Sie in Ihrer Anwendung auch ein Gateway bereitstellen.

Die Gateway-Lösung mit AWS IoT Greengrass basiert auf dem neuesten Wireless System On Module (SOM), dem ATSAMA5D27-WLSOM1, das die SAMA5D2-MPU, das WILC3000 Wi-Fi-Kombimodul und Bluetooth integriert, die vollständig vom leistungsstarken MCP16502-Energiemanagement unterstützt werden integrierter Schaltkreis (PMIC).

„Diese Lösungen sind vollständig mit der AWS Greengrass-Lösung zertifiziert. Greengrass ist die Lösung von Amazon, bei der Sie Cloud Computing lokal auf Ihrem Knoten haben. Dies kann viele Vorteile haben, einschließlich Antworten nahezu in Echtzeit und die Möglichkeit, auch bei Ausfall der Internetverbindung zu arbeiten“, sagte Strom

Eine weitere von Microchip in Zusammenarbeit mit Sequans angekündigte Lösung ist das LTE-M/NB-IoT Development Kit. Es enthält Module, die auf den Monarch-Chips von Sequans basieren, die eine Abdeckung von IoT-Knoten ermöglichen und die neueste 5G-Mobilfunktechnologie mit geringem Stromverbrauch nutzen.

Die Idee ist, dass ein Gateway wieder ein Hindernis für den Kunden ist. Wenn Sie Daten direkt in die Cloud übertragen möchten, bietet sich eine LTE-M/NB-IoT-Lösung an. Im Moment beginnen große Netzwerke mit der Einführung ihrer 5G-Netzwerke, und mit 5G werden sie eine große Anzahl von IoT-Knoten direkt in mobile Netzwerke integrieren.

Es gibt zwei Standards auf der Welt. Es gibt einen namens LTE-M und einen anderen namens NB-IoT. Sie liegen nahe beieinander, aber die verschiedenen Regionen haben unterschiedliche Standards (Abbildung 5).

Sequans verfügt über 5G-Technologie, die in Amerika, allen europäischen Ländern sowie in Japan und China eingesetzt werden kann. Mit dieser Lösung kann Microchip Kunden auf der ganzen Welt mit LTE-M /NB-IoT-Technologie und IoT-Technologie mit allen wichtigen Netzwerken rund um den Globus bedienen.

Abbildung 5:LTE- oder M/NB-IoT-Entwicklungskit [Quelle:Microchip].

Die neuen IoT-Lösungen von Microchip basieren auf dem umfangreichen Ökosystem von Entwicklungstools des Unternehmens, das sich auf die integrierte Entwicklungsumgebung (IDE) MPLAB X konzentriert. Codegeneratoren wie der MPLAB X Code Configurator (MCC) automatisieren und beschleunigen die Erstellung und Anpassung von Anwendungscode für kleinere PIC- und AVR-Mikrocontroller. Gleichzeitig unterstützen die Softwarebibliotheken von Harmony alle 32-Bit-Lösungen für Mikrocontroller und Mikroprozessoren.