Heutzutage erfordern fortschrittliche Internet-of-Things-Designs (IoT) zuverlässige drahtlose Konnektivitätslösungen, die Netzwerkeffizienz, Optimalität und Interoperabilität in heterogenen Betriebsumgebungen gewährleisten können. Zu den heterogenen Betriebsumgebungen gehören unter anderem Wi-Fi, Bluetooth Low Energy (BLE), Thread und Matter-Protokolle. Die entsprechende Lösungsplattform muss sich nahtlos in Sensoren und Peripheriegeräte integrieren lassen und außerdem über ein Ökosystem verfügen, das eine schnelle Entwicklung von der Bewertung bis zur Bereitstellung unterstützt, um weltweit zertifizierte Geräte einsetzen zu können.
Die Erfüllung dieser Anforderungen mit maßgeschneiderten, von Grund auf entwickelten Lösungen bleibt eine Herausforderung, vor allem aufgrund der Komplexität des Hochfrequenz- (RF) und Mixed-Signal-Designs sowie der Gerätezertifizierung. Designer brauchen einen stärker integrierten Ansatz.
Dieser Artikel bietet einen kurzen Überblick über die Konnektivitätsherausforderungen, mit denen Entwickler drahtloser IoT-Geräte konfrontiert sind. Dann stellen Sie eine fertige drahtlose Plattform von u-blox vor. Durch die Reduzierung von Verzögerungen im Zusammenhang mit Funk-Debugging, Protokollintegration, Sicherheitsimplementierung und Einhaltung von Standards und Vorschriften kann diese Plattform die Entwicklung fortschrittlicher IoT beschleunigen.
Wie sich ständig ändernde Konnektivitätsanforderungen die Entwicklung integrierter Module vorantreiben
Neue Anwendungen wie industrielle Steuerungssysteme, kommerzielle Gebäudeautomation und intelligente Geräteökosysteme erfordern alle flexible IoT-Gerätelösungen. Diese Lösungen können spezielle Anforderungen an Hardware, Software und Kommunikation unterstützen, ohne die Sicherheit oder das Energiebudget zu beeinträchtigen. In immer mehr Anwendungen wird erwartet, dass IoT-Geräte mehrere Konnektivitätslösungen unterstützen. Jedes Gerät muss in der Lage sein, in zunehmend überfüllten Hochfrequenzumgebungen mit verschiedenen Quellen von Hochfrequenzstörungen (RFI) und elektromagnetischen Störungen (EMI) zuverlässige Kommunikationsfähigkeiten aufrechtzuerhalten.
Bei diesen Anwendungen sind unterschiedliche Funkprotokolle entscheidend für die Erfüllung spezifischer Anwendungsanforderungen. Dualband Wi-Fi 6 hat seine Fähigkeit zur Dienstqualitätsplanung verbessert, um den Durchsatz in dichten Netzwerken aufrechtzuerhalten; BLE unterstützt stromsparende Betriebsanforderungen bei der Kommunikation über kurze Distanzen; Thread unterstützt große selbstheilende IPv6-Mesh-Netzwerke mit Geräteauthentifizierung und AES-128-Verschlüsselungsfunktionen. Diese Mehrfachverbindungsschemata legten den Grundstein für das Matter-Protokoll. Bei diesem Protokoll handelt es sich um eine IP-basierte Anwendungsschicht, die in Wi-Fi- oder Thread-Netzwerken ausgeführt werden kann und sich dabei auf BLE für die Geräteverteilung und den sicheren Netzwerkzugriff verlässt.
Die gleichzeitige Erfüllung all dieser Anforderungen ist zu einer gewaltigen technischen Herausforderung geworden. Herkömmliche diskrete Funkdesigns erfordern mehrere Chipsätze, HF-Frontends und Hostschnittstellen, was jedoch die Komplexität des Layouts, den Stromverbrauch und den Authentifizierungsaufwand erhöht. Bei der Durchführung von Compliance-Tests oder der Ausführung mehrerer Protokolle wird jede neu hinzugefügte Schnittstelle zu einer potenziellen Fehlerquelle. Aufgrund der kontinuierlichen Verkürzung des Entwicklungsfortschritts und zunehmender regulatorischer Anforderungen setzen immer mehr Forschungs- und Entwicklungsteams unabhängige Module für drahtlose Mikrocontrollereinheiten (MCU) ein. Dieser Modultyp integriert drahtlose elektronische Systeme, Verarbeitungsressourcen und integrierte Sicherheitsfunktionen in einer einzigen vorzertifizierten Komponente.
Das MCU-Modul der IRIS-W10-Serie von u-blox ist eine integrierte Lösung, die speziell für die Bewältigung der neuen Herausforderungen des fortschrittlichen IoT-Designs entwickelt wurde. Durch die Lösung der Koexistenz mehrerer Protokolle und Netzwerkeffizienzprobleme auf Modulebene sowie durch Code- und Datenschutz bietet die IRIS-W10-Serie eine zuverlässige Forschungs- und Entwicklungsgrundlage für Ingenieure und hilft ihnen bei der Entwicklung verschiedener vernetzter Geräte. Diese Art von vernetzten Geräten kann während des gesamten Prozesses von der Prototypenentwicklung bis zur Authentifizierungsbereitstellung nur wenige unbekannte Faktoren aufweisen.