יישום אלחוטי – הפתרון חייב להיות קל

שילוב תקשורת אלחוטית במערכות מתחומים שונים הפכה במידה רבה לפשוטה יותר בשנים האחרונות. אנו רואים יותר ויותר פתרונות קצה-לקצה בעלי צריכת זרם נמוכה אשר מהווים חלק מהותי באבני היסוד של בניית מערכות כגון חיישנים, התקני תקשורת אלחוטית, מיקרו בקרים, מרכזיות ושרתים. כיום למפתחי מערכות ישנה גישה למגוון רחב של טכנולוגיות אלחוטיות עם מגוון יכולות ודרגות שונות של אינטגרציה. למשל, שילוב תקשורת אלחוטית (RF) עם יכולות עיבוד של MCU. פתרון זה מפחית באופן משמעותי את הצורך של מהנדס הפיתוח להיות מומחה בטכניקות תדרי רדיו (RF) ונותן למפתחי MCU מעבד חזק להפעלת יישום או תת-מערכת. חלק מאותם בקרים אלחוטיים (שכוללים MCU ורכיב תקשורת) כוללים בשלמותם את פרוטוקולי ה-RF הנדרשים כמו גם אמצעי אבטחה. ישנם אף פתרונות נוספים, משולבים יותר הכוללים תקשורת לענן, פרוטוקולים אלחוטיים מקומיים, הגנות אבטחה ויכולות אחרות, בניסיון להפוך את הפיתרון המוכלל (RF+MCU) של תקשורת אלחוטית להתקן Plug in בעבור אותם מהנדסי פיתוח שאינם מומחי RF.

בנוסף למכשירים והיכולות הדרושים, מהנדסי הפיתוח יכולים כיום להיעזר במערכות התמיכה הנרחבות של Texas instruments אשר כוללת מערך של ערכות פיתוח, תמיכה בקהילה, דוגמאות רבות של פיתוחים מסגמנטים שונים בתעשייה, סוגים שונים של פרוטוקולים אלחוטיים משולבים, מהנדסי אפליקציה, כלי פיתוח, סביבות פיתוח משולבת (IDE) עבור מתכנתי תוכנה, פרוטוקולים תעשייתיים
כמו RS – 485 ,RS – 232 ,Ethernet תקשורת אלחוטית (Wi-Fi) ובה בעת להבטיח יכולת פעולה הדדית עם הענן ועוד מגוון נקודות קצה של מוצרי IOT.

תקשורת אלחוטית בעולם ה-IoT
לחברת TEXAS INSTRUMENTS קיימים מגוון רחב של פתרונות עבור סטנדרטים לתקשורת אלחוטית בעלי יכולות ומאפיינים ייחודיים נגישים. עיקר התועלת הינה למפתחים של מערכות תעשייתיות, כי יישומים תעשייתיים מכסים קשת רחבה של אפליקציות וכל אחת מהם מהווה אתגר טכנולוגי שונה. מפתחים יכולים לבחור את טכנולוגית התקשורת האלחוטית המתאימה ביותר לדרישות של היישום אותו הם מעוניינים לפתח. לדוגמא, המפתחים של מערכת מדידה חכמה לרשת חשמל עשויים להחליט ששימוש באורך גל קצר יותר ובתדר של 1Ghz יתאים לכיסוי טווח ארוך יותר וכי הוא הפרוטוקול האלחוטי המתאים ביותר ליישום זה. צוות פיתוח אחר העובד על מערכת אוטומציה ביתית יכול לבחור בפרוטוקול ה-Wi-Fi כמתאים ביותר לאפליקציה וזאת עקב התאימות שלה עם מערכות שליטה על מכשירים מרחוק אחרות התואמות את אותו פרוטוקול. רשתות תאורה יכולות להתאים יותר ל-®ZigBee וזאת בגלל צריכת החשמל הנמוכה שלה, והאופן בו בנויה הרשת בתצורת . 6LoWPAN יכול להיות הבחירה המתאימה ביותר בעבור פיתוח של מערכת אוטומציה שרואה תועלת אמיתית ביישום רשת של מספר נקודות קצה (NODES) עם כתובות פרוטוקול אינטרנטי (IP).
עבור חלק מהמערכות בהם ניכרת הדרישה לצריכת הספק נמוכה וטווח מוגבל כגון: ®NFC ,Bluetooth או פרוטוקול Ghz עשוי להספיק. אולם הדגש הוא שלכל טכנולוגיה אלחוטית ישנם חוזקות אחרות יישום IoT בתעשייה יעבוד בצורה מושלמת כאשר ישנה תאימות בין החוזקות של אותו פרוטוקול תקשורת מיושם לבין הדרישות של המערכת. לדוגמא, Bluetooth מוטמע במגוון רחב של מכשירים כולל טלפונים חכמים וטאבלטים כך שברור כי כל יישום תעשייתי התומך ב-Bluetooth ייתמך גם על ידי אותם משתמשי מכשירי הקצה. רשת 6LoWPAN צורכת מעט מאוד זרם והיא יכולה להיות מוזנת על ידי סוללות תא מטבע קטן ו/או תא סולארי קטן, בנוסף מאחר ולנקודות קצה של רשת 6LoWPAN ישנה הקצאה של כתובות IP הם ניתנים לגישה ישירות מהענן. אם נדרש כיסוי טווח ארוך מאוד ולמרחקים ארוכים הכולל בן השאר חדירה דרך אובייקטים כמו קירות אזי שימוש בתדר של 1Ghz יכול להיות מתאים יותר.

צריכת חשמל
צריכת החשמל של יישומים הכוללים רשת אלחוטית (בין אם היא IoT ובין אם לאו) חייבת להיבחן ברמת המאקרו של המערכת כולה ולא רק על ידי האלמנטים האינדיבידואלים שלה.
בתור התחלה, רשת IoT תעשייתית בהחלט תדרוש חיישנים דלי זרם כדי לפקח על תהליכים שונים במערכת או בחלק ממרכיביה לדוגמא דגימה ובקרה של מערכת אוטומציה במפעל ,בקרה על רשתות חשמליות, מערכות למגורים, בית חכם וכל אפליקציה אחרת בין אם היא תעשייתית רפואית וכדומה. החיישנים האלחוטיים המתקדמים ביותר של היום הביאו משמעות חדשה לצריכת חשמל נמוכה והם נפוצים בסוגי אפליקציות שונות ומגוונות. המעבר לרכיב אינטגרטיבי הכולל בתוכו מעבד ורכיב תקשורת כדוגמת ה:CC3200 של חברת Texas instruments הביאה עימה מהפכה בתחום צריכת הזרם בעבור מערכות קטנות כגון חיישנים אלחוטיים בעלי דיוק גבוה, חיבור לענן וצריכת זרם נמוכה מאוד. לדוגמא, כמה נקודות קצה בעלות יכולת חיבור לענן (מערכת IoT) מבוססות חיישנים מסוגלות לפעול עד 10 שנים עם סוללת תא מטבע בעוד שאחרים יפעלו על אנרגיה הנובעת מהאור, רטט, אנרגיית קרינה או אנרגיה טרמית בסביבתם.

אז באיזה פתרון נבחר?
כאמור מגוון הפתרונות לחיבור המוצר ל”ענן” (CLOUD) הינו רחב והוא פועל יוצא של סוג האפליקציה והתאימות הנדרשת של יחידות הקצה השונות המתקשרות עימה אולם חשוב להדגיש כי בעולם שבו כמות הפעולות הנדרשות מהמערכת גדלה ובוא בעת גם הדרישה להפחתה בצריכת הזרם הרי שסוג הפיתרון שנבחר הוא זה שיצעיד את הפתרון שלנו למוצר תכליתי או לכזה שהוא רק בגדר רעיון נפלא. חברת Texas instruments שמה לה לדגל להצעיד את עולם האלחוטי הכולל פתרונות נרחבים כגון: Bluetooth, Wi-Fi, 1Ghz ,2.4Ghz תוך הקפדה על ביצועים גבוהים ויעילים, אינטגרטיביות של מעבד ורכיב תקשורת (MCU+ RF) וכל זה כמובן עם מערכת תמיכה טכנית אשר מאפשרת לך המפתח לקצר את תהליכי הפיתוח.