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Como funciona um dispositivo IoT?


As decisões de hardware afetam o custo do dispositivo IoT, a experiência do usuário, os recursos do aplicativo e muito mais. Mas apenas cerca de 20% dos gerentes de produto IoT têm experiência no gerenciamento de hardware. Nesta postagem, eu desmistifico o hardware dentro dos dispositivos IoT para ajudá-lo a entender como um dispositivo inteligente adquire, processa e comunica dados para a nuvem.



Depois de pesquisar centenas de gerentes de produto em todos os setores e origens, descobri que apenas cerca de 20% dos PMs que trabalham em IoT têm experiência em hardware. Em contraste, mais de 76% deles estão familiarizados com o gerenciamento de produtos de software.

Mas na IoT, hardware e software trabalham juntos em toda a pilha de tecnologia IoT. E o gerenciamento de produtos de hardware requer habilidades muito diferentes do gerenciamento de software. Essa é uma das razões pelas quais construir dispositivos IoT pode ser muito assustador para gerentes de produto IoT novos e até experientes.

Se você é um IoT PM que tem experiência em software, reserve um minuto para se preparar com as informações deste post. Você ficará feliz por ter feito isso da próxima vez que conversar com equipes de engenharia de hardware ou se deparar com um desafio relacionado a hardware.

Com base no meu IoT Decision Framework, o hardware faz parte da área de decisão de tecnologia. Portanto, você está aqui:



Artigo recomendado: Uma Estrutura de Gerenciamento de Produto para a Internet das Coisas.

Por que preciso entender o hardware dentro do meu dispositivo IoT? A engenharia não toma essas decisões?


Sim, os engenheiros são responsáveis ​​por pesquisar, propor e executar as opções de hardware para o dispositivo IoT. Mas é importante que o Gerente de Produto esteja envolvido e orientando a Engenharia sobre quais são as necessidades do produto para que eles possam escolher a melhor solução. Afinal, as decisões de hardware afetarão o custo do produto, a experiência do usuário, os recursos do aplicativo e muito mais.

Quanto mais você entende como o hardware dentro de um dispositivo IoT funciona, suas nuances e sua terminologia, mais capacitado você terá para ter conversas inteligentes com sua equipe de engenharia.

Os 4 blocos de construção do hardware do dispositivo IoT


Primeiro, vamos dar uma olhada nos principais blocos de construção de hardware de qualquer dispositivo IoT.

Com tantos aplicativos de IoT quantos empreendedores de IoT, seria impossível generalizar uma arquitetura de hardware. Mas, independentemente do aplicativo, todos os dispositivos IoT compartilham algumas semelhanças ou "blocos de construção", conforme mostrado abaixo:



Vamos dar uma olhada em cada um desses componentes.

Bloco de Construção 1:Coisa


Eu defino “coisa” como o ativo que você deseja controlar ou monitorar.

Muitos dispositivos IoT integram a “coisa” no próprio dispositivo inteligente. Por exemplo, pense em produtos como uma bomba d'água inteligente ou um veículo autônomo. Esses produtos controlam e monitoram a si próprios. Nesse caso, seu produto inclui todos os quatro blocos de construção em um único pacote, conforme mostrado abaixo.



Mas existem muitos outros aplicativos em que a “coisa” permanece sozinha como um dispositivo “burro” e um produto separado é conectado a ele para torná-lo um dispositivo inteligente. Nesse caso, seu produto inclui apenas os três módulos em azul abaixo.



Essa abordagem é muito comum em aplicações industriais onde as empresas têm ativos existentes e querem torná-los “inteligentes” conectando-os à nuvem. Alguns exemplos incluem turbinas eólicas, motores a jato, correias transportadoras, etc.

A razão pela qual aponto essa diferença é para alertá-lo de que existem diferentes modelos de negócios entre os quais você pode escolher. Sua empresa pode decidir construir novos dispositivos que sejam inteligentes desde o início, ou você pode determinar que sua proposta de valor é fornecer uma maneira de transformar as coisas existentes em coisas inteligentes, abrindo a porta para o que é chamado de "oportunidades brownfield".

Qualquer um está bom, apenas tenha em mente que essa distinção afetará muitas outras decisões que você tomar para o seu produto.

A maioria dos exemplos acima são produtos B2B, mas e os produtos B2C? No mundo dos produtos de consumo, muitos produtos IoT incluem apenas os três módulos em azul acima. Isso ocorre porque a "coisa" que eles monitoram costuma ser um ser humano ou o ambiente de sua casa. Pense em um FitBit ou um termostato Nest.

Bloco de construção 2:Módulo de aquisição de dados


O módulo de aquisição de dados se concentra em adquirir sinais físicos da “coisa” e convertê-los em sinais digitais que podem ser manipulados por um computador.

Este é o componente de hardware que inclui todos os sensores que adquirem sinais do mundo real, como temperatura, movimento, luz, vibração, etc. O tipo e o número de sensores de que você precisa depende da sua aplicação.

O módulo de aquisição de dados inclui mais do que sensores. Ele também contém o hardware necessário para converter o sinal do sensor em informações digitais para o computador usar. Inclui condicionamento de sinal, conversão analógico-digital, escalonamento e interpretação.

Para o módulo de aquisição de dados, as considerações críticas a serem focadas são:

As respostas a essas perguntas informarão os requisitos para seu módulo de aquisição de dados, bem como darão uma ideia de quantos dados seu dispositivo irá produzir.

Artigo recomendado - Aquisição de dados:uma cartilha para gerentes de produtos IoT

Elemento fundamental 3:Módulo de processamento de dados


O terceiro bloco de construção de um dispositivo IoT é o módulo de processamento de dados. Este é o “computador” que processa os dados, executa análises locais, armazena dados localmente e executa quaisquer outras operações de computação na borda.

Você não precisa ser um especialista em arquitetura de computador para ter uma conversa robusta com sua equipe de engenharia sobre este módulo. Seu papel deve ser entender o objetivo geral do produto e fazer as perguntas certas que irão guiar sua equipe para as decisões corretas. As duas considerações mais importantes a serem focadas são:

As decisões que você e sua equipe tomam terão uma correlação direta com desempenho, funcionalidade, custo, tamanho do dispositivo, vida útil, etc. Vamos discutir cada uma dessas questões com mais detalhes.

De quanto poder de processamento você precisa?


Para determinar quanta potência de processamento seu dispositivo precisa, você deve começar entendendo todas as diferentes tarefas que o dispositivo precisa realizar.

Os itens que afetarão sua decisão incluem:

De quanto armazenamento local você precisa?


A quantidade de armazenamento local necessária depende da sua política de retenção de dados. Depois de definir quantos dados você precisa adquirir, com que frequência e quanto enviar para a nuvem, você pode calcular quanto armazenamento local precisará como armazenamento temporário para realizar cálculos ou para servir como um buffer no caso você perde a conexão com a nuvem.

Se for esperado que seu dispositivo IoT funcione offline, você precisa definir por quanto tempo ele operará sem uma conexão e, portanto, quantos dados você precisa para ser capaz de armazenar localmente. Alguns aplicativos não exigem interrupções nos dados, seja porque o Cloud Analytics não será capaz de lidar com lacunas de dados ou porque você tem um contrato legal com o cliente para a continuidade dos dados.

Bloco de construção 4:Módulo de comunicações


O último bloco de construção do hardware do seu dispositivo é o módulo de comunicação. Este é o circuito que permite a comunicação com sua plataforma de nuvem e com sistemas de terceiros localmente ou na nuvem.

Este módulo pode incluir portas de comunicação como USB, serial (232/485), CAN ou Modbus, para citar alguns. Também pode incluir a tecnologia de rádio para comunicações sem fio, como Wi-Fi, LoRA, ZigBee, 3G, 5G, etc.

O módulo de comunicações pode ser incluído no mesmo dispositivo que seus outros módulos ou pode ser um dispositivo separado especificamente para comunicações. Essa abordagem costuma ser chamada de “arquitetura de gateway”.

Por exemplo, se você tem três sensores em uma sala que precisam enviar dados para a nuvem, você pode ter esses sensores conectados a um único gateway nessa mesma sala, e o gateway consolida esses dados e os envia para a nuvem. Dessa forma, você só precisa de um módulo de comunicação, não três.

Conclusão


Como gerente de produto IoT, você não precisa ser um especialista em todas as áreas da pilha de tecnologia IoT. Mas você precisa de um conhecimento sólido dos principais componentes e de como uma solução de IoT de ponta a ponta é montada.

Minha recomendação é familiarizar-se o máximo possível com todas as camadas da IoT Technology Stack. Estarei cobrindo todas as outras camadas da pilha em artigos futuros. Assine meu boletim informativo abaixo para ter certeza de não perder essas postagens.

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