Pengembangan edge IIoT – Perangkat prototipe

Catatan Editor:Industrial Internet of Things (IIoT) berjanji untuk memberikan wawasan mendalam tentang operasi industri dan meningkatkan efisiensi mesin dan sistem yang terhubung. Aplikasi IIoT skala besar mengandalkan arsitektur berlapis untuk mengumpulkan data dari berbagai sensor, memindahkan data dengan andal dan aman ke cloud, dan melakukan analisis yang diperlukan untuk memberikan wawasan dan efisiensi tersebut. Dalam Pengembangan Aplikasi Internet Industri, penulis memberikan pemeriksaan mendetail tentang arsitektur IIoT dan membahas pendekatan untuk memenuhi persyaratan luas yang terkait dengan sistem ini.

Diambil dari Bab 3 dalam buku ini, kutipan ini menjelaskan bagaimana pengembang dapat membangun perangkat prototipe yang dapat mengumpulkan dan mengomunikasikan data ke aplikasi tingkat yang lebih tinggi. Kutipan ini disajikan dalam angsuran berikut:

• Membuat prototipe perangkat

• Menerapkan konektivitas HTTP

• Menggunakan WebSockets

• Menggunakan Modbus

• Menggunakan protokol OPC UA

Diadaptasi dari Pengembangan Aplikasi Internet Industri, oleh Alena Traukina, Jayant Thomas, Prashant Tyagi, Kishore Reddipalli.

Bab 3. Pengembangan Edge IIoT
Oleh Alena Traukina, Jayant Thomas, Prashant Tyagi, Kishore Reddipalli

Bab ini menjelaskan proses pembuatan prototipe perangkat untuk pemula. Kami memberikan instruksi terperinci tentang cara merakit empat prototipe yang berbeda, dan cara membuat dan menjalankan aplikasi IoT sederhana untuk prototipe, bersama dengan kode sumber sampel. Terakhir, kami menjelajahi layanan Predix yang dapat digunakan untuk menyimpan, menganalisis, dan menggabungkan data sensor dari prototipe.

Dalam bab ini, Anda akan mempelajari topik-topik berikut:

• Memilih perangkat keras untuk pembuatan prototipe

• Model Interkoneksi Sistem Terbuka dan lapisannya

• Protokol lapisan aplikasi—HTTP dan WebSocket

• Protokol M2M Industri—Modbus dan OPC UA

• Merakit perangkat untuk prototipe

• Menyiapkan kartu SD untuk prototipe

• Membuat dan menjalankan aplikasi IoT sederhana menggunakan protokol HTTP, WebSocket, Modbus, dan OPC UA

• Layanan pengelolaan data di Predix

Perangkat keras untuk prototipe

Bagian ini mengulas berbagai perangkat keras yang tersedia yang dapat digunakan untuk pembuatan prototipe, dan memberikan beberapa tip dalam memilih perangkat keras dan protokol pertukaran data untuk memastikan komunikasi antar komponen prototipe.

Variasi dan biaya

Seseorang dapat menemukan berbagai perangkat keras sumber terbuka untuk pembuatan prototipe—Arduino , Raspberry Pi , Pi Oranye , LinkIt , BeagleBone , dan Tessel . Kebanyakan dari mereka sangat murah; Anda dapat membeli Orange Pi hanya dengan $33. Harga biasanya tergantung pada seberapa kuat papan dan antarmuka apa yang didukungnya.

Selain papan, Anda dapat membeli starter kit yang biasanya berharga sekitar $70. Ini mencakup beberapa sensor, layar kecil, lampu, kabel, dan papan tempat memotong roti untuk menghubungkan semuanya tanpa menyolder. Harga satu sensor mulai dari $1.

Modifikasi

Papan yang paling populer adalah Arduino dan Raspberry Pi. Masing-masing memiliki modifikasi yang berbeda. Jika fitur tambahan diperlukan, seperti Wi-Fi, Bluetooth, USB, HDMI, atau perangkat keras yang lebih kuat, disarankan untuk membandingkan modifikasi untuk menemukan papan yang sesuai dengan kebutuhan seseorang.

Opsi membandingkan

Semua papan berukuran cukup kecil—lebar sekitar 8 cm, tinggi 5 cm, dan tebal 2 cm (tanpa kotak). Perangkat keras yang lebih kuat akan memiliki dimensi yang lebih besar (misalnya, Intel NUC berukuran 35 x 25 x 4 cm).

Parameter yang paling signifikan adalah opsi konektivitas, karena tidak semua papan mendukung Wi-Fi atau Bluetooth. GSM, GPS, kamera, modul FM, dan fitur lain yang umum untuk ponsel biasanya juga tidak tersedia, dan Anda harus membelinya secara terpisah.

Parameter penting lainnya adalah jumlah konektor untuk sensor. Seseorang perlu memahami sensor apa yang diperlukan dan apakah sensor tersebut kompatibel dengan papan yang dipilih. Jumlah pin dapat diperpanjang dengan menghubungkan papan tambahan khusus ke yang sudah ada.

Sensor yang didukung

Beberapa konektor pada papan mungkin hanya mendukung sensor analog, sementara yang lain hanya digital.

Sensor digital mengeluarkan sinyal diskrit, artinya ada serangkaian nilai yang mungkin untuk sinyal itu. Misalnya, sensor suhu DHT11 mengeluarkan bilangan bulat dalam kisaran antara 0 dan 50.

Di sisi lain, sensor analog mengeluarkan sinyal kontinu, artinya ada jumlah nilai yang mungkin tak terbatas untuk sinyal itu. Misalnya, sensor suhu TMP36 dapat mengukur suhu dari -50 °C hingga 125°C termasuk nilai floating point seperti 11,9°C.

Meskipun konversi satu jenis sinyal ke sinyal lain dimungkinkan, hal ini memerlukan komponen tambahan dan memperumit desain.