في الوقت الحاضر، تتطلب تصميمات إنترنت الأشياء (IoT) المتقدمة حلول اتصال لاسلكية موثوقة يمكنها ضمان كفاءة الشبكة وتحسينها وقابلية التشغيل البيني في بيئات التشغيل غير المتجانسة. من بينها، تشمل بيئات التشغيل غير المتجانسة بروتوكولات Wi Fi وBluetooth Low Energy (BLE) وThread وMatter. يجب أن تكون منصة الحلول القابلة للتطبيق قادرة على التكامل بسلاسة مع أجهزة الاستشعار والأجهزة الطرفية، وأن يكون لديها أيضًا نظام بيئي لدعم التطوير السريع من التقييم إلى النشر، من أجل نشر الأجهزة المعتمدة عالميًا.
لا تزال تلبية هذه المتطلبات من خلال حلول مخصصة مصممة من الصفر أمرًا صعبًا، ويرجع ذلك أساسًا إلى تعقيد الترددات الراديوية (RF) وتصميم الإشارات المختلطة، فضلاً عن اعتماد الأجهزة. يحتاج المصممون إلى نهج أكثر تكاملا.
تقدم هذه المقالة نظرة عامة موجزة عن تحديات الاتصال التي يواجهها مصممو أجهزة إنترنت الأشياء اللاسلكية. ثم قم بتقديم منصة لاسلكية جاهزة مقدمة من u-blox. ومن خلال تقليل التأخيرات المتعلقة بتصحيح أخطاء الراديو، وتكامل البروتوكول، وتنفيذ الأمان، والامتثال للمعايير واللوائح، يمكن لهذه المنصة تسريع تصميم إنترنت الأشياء المتقدم.
كيف تؤدي متطلبات الاتصال المتغيرة باستمرار إلى تطوير الوحدات المتكاملة
تتطلب التطبيقات الناشئة مثل أنظمة التحكم الصناعية وأتمتة المباني التجارية والأنظمة البيئية للأجهزة الذكية حلولاً مرنة لأجهزة إنترنت الأشياء. يمكن لهذه الحلول أن تدعم المتطلبات الخاصة في الأجهزة والبرامج والاتصالات دون التأثير على الأمان أو ميزانية الطاقة. في عدد متزايد من التطبيقات، من المتوقع أن تدعم أجهزة إنترنت الأشياء حلول اتصال متعددة. يجب أن يكون كل جهاز قادرًا على الحفاظ على قدرات اتصال موثوقة في بيئات الترددات الراديوية المزدحمة بشكل متزايد مع مصادر متنوعة لتداخل الترددات الراديوية (RFI) والتداخل الكهرومغناطيسي (EMI).
في هذه التطبيقات، تعد البروتوكولات اللاسلكية المختلفة ضرورية لتلبية متطلبات التطبيقات المحددة. قامت شبكة Wi Fi 6 ثنائية النطاق بتحسين قدرتها على جدولة جودة الخدمة للحفاظ على الإنتاجية في الشبكات الكثيفة؛ يدعم BLE متطلبات التشغيل منخفضة الطاقة في الاتصالات قصيرة المدى؛ يدعم Thread شبكات IPv6 الشبكية ذاتية الإصلاح واسعة النطاق مع مصادقة الجهاز وقدرات تشفير AES-128. وضعت أنظمة الاتصال المتعددة هذه الأساس لبروتوكول Matter. هذا البروتوكول عبارة عن طبقة تطبيق قائمة على IP ويمكن تشغيلها على شبكات Wi Fi أو شبكات Thread، مع الاعتماد على BLE لتوزيع الأجهزة والوصول الآمن إلى الشبكة.
لقد أصبح تلبية جميع هذه المتطلبات في وقت واحد تحديًا هندسيًا شاقًا. تتطلب تصميمات الراديو المنفصلة التقليدية شرائح متعددة، وواجهات أمامية للترددات اللاسلكية، وواجهات مضيفة، ولكن هذا يزيد من تعقيد التخطيط، واستهلاك الطاقة، وأعمال المصادقة. عند إجراء اختبار الامتثال أو التشغيل عبر بروتوكولات متعددة، تصبح كل واجهة تمت إضافتها حديثًا نقطة فشل محتملة. مع التقصير المستمر في تقدم التطوير وزيادة المتطلبات التنظيمية، يعتمد المزيد والمزيد من فرق البحث والتطوير وحدات وحدة التحكم الدقيقة اللاسلكية المستقلة (MCU). يدمج هذا النوع من الوحدات الأنظمة الإلكترونية اللاسلكية وموارد المعالجة ووظائف الأمان المتكاملة في مكون واحد معتمد مسبقًا.
تعد وحدة MCU من سلسلة u-blox IRIS-W10 حلاً متكاملاً مصممًا خصيصًا لمواجهة التحديات الجديدة لتصميم إنترنت الأشياء المتقدم. من خلال حل التعايش بين البروتوكولات المتعددة ومشكلات كفاءة الشبكة على مستوى الوحدة، وتحقيق حماية التعليمات البرمجية والبيانات، وضعت سلسلة IRIS-W10 أساسًا موثوقًا للبحث والتطوير للمهندسين، ومساعدتهم على تطوير العديد من الأجهزة المتصلة بالشبكة؛ يمكن أن تحتوي هذه الأنواع من الأجهزة المتصلة بالشبكة على عدد قليل من العوامل غير المعروفة طوال العملية بأكملها بدءًا من تطوير النموذج الأولي وحتى نشر المصادقة.