解锁物联网开发的开源硬件和软件关键

出处:嵌入式计算设计 发布于:2022-06-27 14:59:20

    启动物联网 (IoT) 项目是一项艰巨的任务。您可能知道您的终产品或服务需要做什么(或者您可能不知道),但您并不总是知道到达那里的方式。所以你开始了——你设计一个原型,你源组件,你构建代码,你测试,你发现你认为你刚刚拥有的解决方案根本不合适——你选择的连接技术并不像你那样工作需要它。所以你重新开始。
    这就是问题所在。由于原型的一个组件,您必须完全重新开始,因为您的下一个选择需要完全不同的连接器、不同的硬件和不同的代码。
    或者,也许您发现自己遇到了不同的问题。你推出了你的产品,它非常成功。事实上,如此成功,您的销售团队正在处理您在开发时甚至没有考虑过的市场的询问。不幸的是,您的产品并非设计用于这些网络或在这些条件下工作,为了适应新的要求,您需要重新设计整个设计,从而显着降低您的投资回报,甚至可能迫使您错过你的机会之窗。
    这些问题虽然大相径庭,但有着相同的根本原因。尽管跨不同应用程序的物联网解决方案之间存在许多共性——例如无线连接的需求、设备和后端系统之间通信的需求、数据的收集和解释——孤立和专有系统的扩散使得开发和构建这些解决方案比它需要的更复杂和耗时。它们还使不同系统之间的开放通信流复杂化,使它们的用处不如预期,并阻碍未来的创新。
    虽然在一个快速发展、分散的行业中挑战肯定是巨大的,但如果我们愿意合作,还是有可用的解决方案的。
    可以缓解互操作性挑战的方法之一是建立和使用标准。深思熟虑和协作的标准化改进了选择和灵活性——开发人员可以使用来自多个供应商的设备来定制解决方案以满足他们的特定需求,因此,他们可以在构建他们的解决方案时更具创新性和成本效益。
    整个系统都需要标准,行业正在以多种方式解决这些问题。例如,行业利益相关者联盟 oneM2M 等行业标准组织制定了技术规范,以满足对通用 M2M 服务层的需求,该服务层可以嵌入各种硬件和软件中,并依赖于将各种设备连接到 M2M应用服务器。该小组发布了 oneM2M 第 1 版规范,可从 www.onem2m.org。
    标准开发的另一个补充方法是将行业生态系统参与者开发的设计和规范发布到开源社区,作为其他人采用的开放硬件和接口标准。这种方法近越来越流行,开放硬件参考设计和开放接口标准变得越来越容易获得,并且主要的行业参与者合作支持它们。
    上面的一些例子是 Arduino、Raspberry Pi 和 Beaglebone,它们在快速原型设计中非常流行。另一个例子是近推出的 mangOH 开放硬件参考设计,这是一种专为蜂窝连接而构建的开源设计。它利用了其他开放硬件平台,如 Arduino,以及已作为开放标准发布的工业级 IoT 连接器。

    mangOH 是真正的开源。这意味着设计(BOM、原理图、Gerbers、测试文档)在公共领域发布。在知识共享许可下可以复制和修改。终用户可以按原样使用它来构建工业产品或根据需要对其进行修改。

    图 1:具有 IoT 连接器开放标准的 mangOH 开放硬件参考设计。
    此类平台使具有有限硬件、无线或低级软件知识的开发人员能够在几天而不是几个月内开发应用程序。如果执行得当,这些可以通过确保各种连接器和传感器自动协同工作而无需编码,从而显着减少从纸质原型到生产的时间和精力。凭借工业级规格,这些下一代平台不仅可以实现快速原型设计,还可以实现物联网应用的快速工业化,因为它们可以直接从原型进入生产。
    随着社区的发展,每一个贡献都会导致下一个贡献,创新加速,进入门槛降低,互操作性变得更容易,每个人都赢了。

    在软件方面,使用广泛支持的开源软件应用程序框架和开发环境(例如基于 Linux)可能会非常有帮助。当您使用专有解决方案时,对其开发框架的支持取决于原始供应商,其议程可能与您的需求不一致。开源解决方案提供了一个更广泛的开发社区,可以帮助确保您在五年后仍然能够找到开发资源和支持,无论您的原始解决方案供应商的状态如何,从而保护您在解决方案开发方面的时间和投资。

    图 2: Legato 嵌入式平台将应用程序框架和集成开发环境与商业支持的 Linux 发行版相结合,
    以实现长期可行性和支持。
    开源应用程序框架还提供了丰富的资源,包括在线代码库和开发人员社区,这些资源使物联网应用程序开发人员在将产品推向市场方面处于地位。其中一个例子是,由 Sierra Wireless 开发并于去年发布的Legato嵌入式平台可以,可以嵌入到任何应用处理器中,并简化了物联网应用的开发。
    使用开源软件还有其他优势。例如,使用代码的更广泛的开发人员基础会导致更严格的审查,这可能会产生更安全的解决方案。它还允许物联网应用程序开发人员定制代码以满足其特定的安全要求。
    开发物联网应用程序时要克服的初障碍之一是驱动程序的开发和集成可能很困难,而且具有正确技能的软件人员并不那么容易找到。借助 Legato 等开源平台,这些驱动程序是本地集成的,因此大大减少了所需的开发工作量。
    在开源开发者社区中,还需要超越开发设备驱动程序,转向开发更完整的应用程序,这些应用程序可用于构建解决方案并重复使用。IoT 开发人员可以选择创建应用程序并通过 Github 等存储库共享它,或者利用其他人开发的应用程序来构建新的东西。
    没有人能想象物联网技术的所有可能应用。我们致力于基于标准的开源战略,因为我们相信它将像在许多其他技术开发领域一样推动物联网创新,使开发人员能够更快地将他们的应用程序推向市场更容易。它为开发人员提供了更大的灵活性,可以将他们的应用程序甚至部分代码从一台设备移植到另一台设备,从一代到下一代。这使得证明开发投资的合理性变得更加容易,并减少了所需的时间和精力,特别是随着开发人员生态系统的扩展。
    重要的是,开源软件、开放硬件标准和规范的使用以及对标准化工作的行业支持对于互操作性、支持更快速的原型设计以及为真正的创新奠定基础至关重要。
关键词:物联网

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