IoT Internet věcí. LoRa technology je ideální pro Low Power Wide Area Network (LPWAN) Internet věcí. Předpovídá se připojení až 20 miliard IoT

Transkript

1 IoT Internet věcí Local Area Network Předpovídá se připojení až 20 miliard IoT Short Range Communication Devices LoRa technology je ideální pro Low Power Wide Area Network (LPWAN) Internet věcí Established Standards Range Mobile Devices Short Trade off Range Battery Life Cellular Network Long Range Traditional M2M Low Power Wide Area Network Long Range Monitor/Control/Sensor Emerging Established Long High Standard Range Data Rate Trade off Battery Life Service Cost Standard Range Long Battery Low Data Rate Low cost Simple & robust infrastructure Scalable Open & interoperable standards Long

2 Části IoT řešení Embedded Firmware a softwarová podpora Mikrořadiče Paměti Analogové obvody Senzory Spojení Wi-Fi moduly a čipy Bluetooth moduly a čipy 2,4GHz a Sub-Ghz moduly a čipy Ethernetové řadiče a PHY Wi-Fi Bluetooth MiWi ZigBee TCP/IP SSL/TLS A další Partneři pro Cloud Amazon Cloud Image Podpora dalších poskytovatelů Podpora vývojářů aplikací pro chytré telefony

3 Základní síťové uspořádání USPOŘÁDÁNÍ Your Wi-Fi Product Router Cell Phone Cloud Wi-Fi or Ethernet Your ZigBee or Sub-GHz Product Your Ethernet Product Gateway Router NEVÝHODY Existující infrastruktura Zákaznická zkušenost Spotřeba Omezený dosah Velký software Dražší rádio Obtížnější nastavení Rozšíření chytrých telefonů Malá spotřeba Snadné nastavení Bezpečnost Velice omezený rozsah Práva a licence Malý software Lze využít různých pásem Lze využít různých protokolů Delší rozsah Velmi malá spotřeba Nutné přidání vlastní brány Velký dosah Malá spotřeba Bezpečný přenos Mobilita Nezávislost Malá přenosová kapacita Vlastní nebo pronajatá infrastruktura Stačí připojit Flexible Design Velká přenosová rychlost Cenově efektivní Odolné proti přetížení RF komunikace Nutné drátové vedení Cloud Wi-Fi or Cell Your Bluetooth Product VÝHODY Router Cloud Cloud

4 Supporting the Internet of Things With Embedded Wi-Fi

5 Druhy připojení do sítě Infrastructure: Klienti komunikují skrz access point Podobné jako připojení PC k domácí síti Adhoc/Wi-Fi Direct: Point-to-Point spojení Android nepodporuje (adhoc) Apple nepodporuje (Wi-Fi Direct) SoftAP/LimitedAP: Moduly se chovají jako access point s velmi omezeným množstvím připojení Stejný přístup bez ohledu na platformu

6 Wi-Fi Stack on Module Jednoduchá integrace Rychlý vývoj Stack on PIC MCU Svobodnější návrh Lze přidávat další služby a funkce Jednoduché znakové příkazy Spolupracuje s libovolným MCU Podporovaný všemi PIC Není třeba specialista na RF

7 Dostupné moduly SSL support MRF24WB0MB MRF24WG0MB Radio b Tx Power +10dBm +18dBm Power Consumption 250uA power save 85mA Rx 150 max Tx 4mA power save 95mA Rx 240 max Tx Antenna TCP Stack RN171 Lower Power RN1723 RN131 C/G b/g u.fl / PCB On PIC MCU +12dBm +18dBm 4uA Sleep 40mA Rx 120mA Tx 4uA Sleep 15mA DOZE 40mA Rx 120mA Tx 4uA sleep 40mA Rx 200 max Tx RF pad RF pad Chip/u.FL On PIC MCU MCU Support 16/32 bit PIC Certifications FCC/IC/EN/KC/NC/Telec Wi-Fi Alliance Integrated Any 4/8/16/32 bit FCC/IC/EN KC/NCC Wi-Fi Alliance FCC/IC/EN KC/NCC/Telec Wi-Fi Alliance

8 RN SSL PIC MCU RN WolfSSL User Application / HTTP Client Write Data Config WiFi Module Read Data (Decrypted) WolfSSL Library Write to Socket (encrypted) Read from Socket(encrypted) RN UART Driver WiFly Cmd WiFly Data Pipe TCP/IP MAC/ PHY RN1723 Module Knihovna WolfSSL běží na externím mikrořadiči PIC Podporuje SSL 3.0, TLS 1.0 / 1.1/ 1.2, DTLS 1.2

9 Blízká budoucnost New MRF24WN0MA MRF24WN0MA Harmony Harmony Wi-Fi Module Module Wi-Fi b/g/n b/g MRF24WG0MA MRF24WG0MA Harmony/MLA Harmony/MLA MRF24WG0MB MRF24WG0MB Harmony/MLA Harmony/MLA b MRF24WB0MA MRF24WB0MA MLA MLA MRF24WB0MB MRF24WB0MB MLA MLA WiFi IC IC WiFi b/g b MRF24WG0 MRF24WG0 New MRF24WN0MB MRF24WN0MB Harmony Harmony RN171/131 RN171/131 TCP TCP Stk Stk On On RN1810 RN1810 Stk Stk On On RN1811 RN1811 Stk Stk On On New RN1723 RN1723 Low-Pwr Low-Pwr RNG2C547 RNG2C547 MRF24WB0 MRF24WB0 Legacy Available Developing

10 Novinky Wi-Fi Part Number TCPIP Stack Antenna Interface MRF24WN0MA PIC32 MCU running Harmony PCB SPI MRF24WN0MB PIC32 MCU running Harmony Ext SPI RN1810 On board WiFi Radio runs TCPIP stack with WiFly Interface PCB UART RN1810E On board WiFi Radio runs TCPIP stack with WiFly Interface Ext UART RN1811 On board WiFi Radio runs TCPIP stack with SPI command support PCB SPI RN1811E On board WiFi Radio runs TCPIP stack with SPI command support Ext SPI

11 MRF24WN0MA/B Key Features Microchip SPI MRF24WN0MA HTTP Server, Client, SNTP, DHCP, DNS, FTP, TFTP, SMTP, SNMP, Telnet SSL/TLS Server and Client IPv4 & IPv6 supported Multiple socket support RTOS support Multiple demo examples Development Tool Complete Solution! Compatible with Harmony TCPIP stack SPI Interface to Host MCU Optimized for Embedded Designs Compact size: 27 x 18 mm 2.4GHz only module Security: WPS, WPA-PSK,WPA2PSK,WEP,TKIP PICtail / PICtail Plus for Microchip dev. board compatibility Harmony Compatible Demo Code Production Aug 15

12 RN1810/11 Key Features Microchip UART/SPI RN1810/1811 Beta Sep 15 RTP Nov 15 IEEE b/g/n TCP/IP stack on the Module HTTP Server, Client, SNTP, DHCP, DNS SSL/TLS Client IPv4 & IPv6 supported Optimized Embedded Solution RN1810: UART MCU interface, simple WiFly ASCII commands RN1811: SPI MCU interface, up to 10Mbps Security WPS, WPA-PSK, WPA2-PSK, WEP, TKIP PICtail / PICtail Plus Development Board Standalone mode and USB Interface Demo code

13 Vývojový kit pro IoT WCM (Version1 Available) Connectivity Connectivity Wifi Wifi MRF24WG0MA MRF24WG0MA Connectivity Connectivity Free Free TCP/IP TCP/IP stack stack Security Security Wolf Wolf SSL SSL Process Process & & Control Control PIC32MX695F512 PIC32MX695F512 Protocols: Protocols: HTTPS HTTPS MQTT MQTT Transport: Transport: XML XML JSON JSON Power Power Supply Supply MCP1642 MCP1642 Sensor Sensor Plug Plug mikrobus mikrobus Footprint Footprint On On version version 22 Microchip enables Wifi IoT! Cloud Cloud Demo Demo Front Front End End Code Code Web Web Interfacing Interfacing SSL SSL Database Database Cloud Cloud Partners Partners AWS AWS (Amazon) (Amazon) Exosite Exosite PubNub PubNub iobridge, iobridge, Inc. Inc. more more to to come come

14

15 Bluetooth Audio

16 Bluetooth Data BT4.1 čipová verze MRF4662 IC1662 RN4678 IC1678 RN4870 IC1870 RN4871 IC1871

17 Rozdíly mezi BM a RN Série BM & RN Nástroj na konfiguraci modulů pro výrobu pod Windows Sériové připojení k bezdrátové síti Spolupracuje s libovolným mikrořadičem Stejná cena Stíněná & nestíněná Stíněná integrovaná anténa certifikace Nestíněná nižší cena Série BM & RN RN-Series ASCII rozhraní Možnost měnit konfiguraci v aplikaci za běhu BM & RN jsou nezáměnné

18 Rozdíly mezi novými moduly BM77 RN4677 BT3.0 + BT4.0 Dual Mode SPP / GATT (iap1 for MFi) Slave BM78 RN4678 BM70 / 71 RN4870/71 BT3.0 + BT4.2 Dual Mode BT4.2 Single Mode SPP / GATT (iap2 for MFi) GATT (BeaconThings) Master/Slave Central/Periperal (Single Link) 8 KB/s Throughput 8KB/s Throughput

19 Rozdíly mezi novými moduly BM77 3.3V - 4.3V 3.3V - 4.3V 1.9V 3.6V BT v4.0 BT v4.0(s) / BT v4.2(sm) BT v4.2 Classic and LE Classic and LE LE Profiles GAP/SDP/SPP/GATT GAP/SDP/SPP/GATT GAP, GATT, ATT, SMP, L2CAP and extended profiles supported in BLE application Memory 4Mbit Flash ROM version(s) / 4Mbit Flash(SM) 2Mbit Embedded Flash 11x /1x 11x/1x Up to 31x UART 1x (up to bps) 1x (up to bps) 1x (up to bps) I2C 1x (external EEPROM) 1x (external EEPROM) 1x SPI No No 1x PWM No No 4x, 16-bit ADC 10-bit 10-bit 16-ch/6-ch, 10-bit AES128 AES128 AES128 Temp Sensor No No Yes RSSI Yes Yes Yes -90 (Classic)/-92 (LE) dbm -90 (Classic)/-92 (LE) dbm -90 dbm +2dBm (typ.) +2dBm (typ.) +2dBm (typ.) Supply Voltage System Features Core Specification Mode GPIOs/LED Security RF BM70 / BM71-20 to +70C Operating Temperature BT Protocols BM78 RX Sensitivity TX Power

20 BeaconThings Connectable xbeacon Cílové aplikace: Health & Fitness Devices, Home Automation Devices, atd. ibeacon Obchody (shops), průvodci, sledování atd. Výhody Minimalizuje se ruční intervence pro komunikaci se příslušenstvím Automatické spojení / řízení příslušenství Obousměrná komunikace Automatické přijímání hodnotných informací z příslušenství BeaconThings - Ochranná známka ISSC, nyní Microchip

21 Příklad aplikace Beacon Detected Beacon & Connect Messages Application is Invoked User is Authenticated It s me Bob! Auto Retrieval of info Weight, Body Composition, etc. Improve User Experience in Accessory Connection

22 Vývojový kit pro IoT BLECM Connectivity Connectivity BlueTooth BlueTooth Low Low Energy Energy RN4020 RN4020 Connectivity Connectivity Via Via phone phone app app development development Security Security SSL SSL TLS TLS via via phone/tablet phone/tablet Protocols: Protocols: Gant Gant profile profile Process Process & & Control Control PIC24FJ64G006 PIC24FJ64G006 Power Power Supply Supply MCP16428 MCP16428 Sensor Sensor Plug Plug mikrobus mikrobus Footprint Footprint Cloud Cloud Demo Demo Front Front End End Code Code Web Web Interfacing Interfacing SSL SSL Database Database Cloud Cloud Partners Partners AWS AWS (Amazon) (Amazon) Exosite Exosite PubNub PubNub iobridge, iobridge, Inc. Inc. more more to to come come Microchip enables Bluetooth IoT! (demo link)

23

24 Volná pásma ve světě 2,4 GHz celosvětově volné

25 2,4GHz moduly Legend Legend MRF24J40ME Agency Certified, Enhanced PA Ext. Antenna, +20dBm J40 Technology WPD H/W Functionality XA Technology MRF24J40MC Agency Certified, Ext. Antenna, +20dBm MRF24J40MD Agency Certified, Enhanced PA PCB Antenna, +20dBm MRF24J40MB Agency Certified, PCB Antenna, +20dBm MRF24XAMA Agency Certified, Enhanced PA PCB Antenna, 0dBm MRF24J40MA Agency Certified, PCB Antenna 0dBm MRF24J40 0dBm, MAC & RF MRF24XA 0dBm, Low Power, Low VDD DD 2014

26 Proč SubGHz? 2,7x delší dosah při stejném vysílacím výkonu jak 2,4GHz Menší útlum v materiálech Lépe se ohýbá Energeticky efektivnější Pásmo 2,4GHz je přeplněné

27 SIP SIP Module Module SubGHz MRF89XAM8A MRF89XAM8A TRx TRx MRF89XAM9A MRF89XAM9A TRx TRx PIC12F1840T39 PIC12F1840T39 A A Tx Tx PIC12F529T39A PIC12F529T39A Tx Tx IC IC MRF39xAMx MRF39xAMx TRx TRx MRF49XA MRF49XA TxRx TxRx PIC16F1824T39 PIC16F1824T39 A A Tx Tx MRF89XA MRF89XA TxRx TxRx MRF39RA MRF39RA Rx Rx H * Legacy is not recommended for new design. PIC12F529T34A PIC12F529T34A Tx Tx MICRF220, MICRF112, MICRF220, MICRF112, Tx Tx Micrel Micrel Rx Rx MICRF113, MICRF113, Tx Tx Sub-G Sub-G MICRF219A, MICRF219A, Devices Devices MICRF114,Tx MICRF114,Tx Rx Rx H PICxxxxT39A PICxxxxT39A TRx TRx MRF39XA MRF39XA TRx TRx H Legacy Available Developing

28 Bezdráty od Micrelu Receiver Transmitters MICRF Mhz, V MICRF Mhz, V MICRF Mhz, V MICRF Mhz, V MICRF219A Mhz, V Malá spotřeba 0,05-0,2uA ve spánku nebo ve vypnutém režimu Malý počet pinů a rozměry TX: 6-10 pinů (2x2 mm), RX: 16 pinů (5x6 mm)

29 MiWi MiWi P2P Parent MiWi Simple Star Network Size ~4KB Mesh Network up to 4 hops Size ~16KB MiWi PRO Mesh network 64 hops of routing capability Up to 8000 nodes Network Freezer Restores network settings after power outage Size ~25KB Child

30 Demo Gateway Demo (DM182018) Demo aplikace Brána mezi Wi-Fi a MiWi MRF24WG0MA & MRF24J40 SoftAP, Webserver, Subnet identify, configure, and control řízení světel Demo je rozšiřitelné o DM

31

32 LoRa Alliance (stará se o LoRaWAN) End Nodes Gateway V srpnu 2015 už měla okolo 60 členů Network Public Network Server Operator

33 Soukromá/Veřejná síť Vaše data User Data Connection Customer App. UART Parser LoRaWAN Slave Radio driver SPI SX1276 Data base LoRaWAN Logical connection GW is bypassed! LoRaWAN Master Server IF LoRa Gateway Packet Forwarder Coax SPI UART GPS Concentrator LoRa Node Customer Server App. Coax PPS TCP/IP Network Controller CLOUD

34 Soukromá/Veřejná síť Customer App. User Data Connection UART Customer Server App. Data base Logical connection GW is bypassed! Parser LoRaWAN Slave Radio driver LoRaWAN Master Server IF SPI SX1276 Nakupovaná služba od veřejného Gateway operátora LoRa Packet Forwarder Coax SPI UART GPS Concentrator LoRa Node Coax PPS TCP/IP Network Controller CLOUD

35 Třídy koncových zařízení Třída A: Obousměrná komunikace Komunikaci iniciuje zařízení v libovolné době Po vysílání dvě časová okna pro příjem Pro zařízení s nejmenší spotřebou Třída B: Stejné jako třída A Plánované časy vysílání dat pro zařízení Třída C: Trvale naslouchá Kromě doby vlastního vysílání

36 LoRa Modem RN2483 Spojuje LoRa Radio, PIC MCU & LoRaWAN (Class A) stack Do budoucna se připravují další třídy (class) Microchip RN-Style modem Kompletní implementace protokolu Jednoduché příkazy přes UART Jednoduchá konfigurace Snadné uvedení na trh hotového výrobku Certifikován Lze připojit k libovolnému MCU, MPU Napájecí napětí: 2,1V-3,6V 14x vstupně/výstupních pinů Příkazy na úrovni systémové, MAC a rádia Pracuje v pásmech 434 MHz a 868 MHz Velikost modemu (stejná jako RN171) 17,8 x 26,7 x 3 mm

37 České Radiokomunikace Test z osobního vozu

38 České Radiokomunikace Strahov - Smíchov

39 Ethernet

40 Ethernet Vývojový kit ECM Connectivity Connectivity Connectivity Connectivity Free Free TCP/IP TCP/IP stack stack Security Security Wolf Wolf SSL SSL Ethernet Ethernet LAN8740 LAN8740 Process Process & & Control Control PIC32MX695F512 PIC32MX695F512 Cloud Cloud Demo Demo Front Front End End Code Code Web Web Interfacing Interfacing SSL SSL Database Database Cloud Cloud Partners Partners AWS AWS (Amazon) (Amazon) Exosite Exosite PubNub PubNub iobridge, iobridge, Inc. Inc. more more to to come come Protocols: Protocols: HTTPS HTTPS MQTT MQTT Transport: Transport: XML XML JSON JSON Power Power Supply Supply MCP16428 MCP16428 Sensor Sensor Plug Plug mikrobus mikrobus Footprint Footprint Microchip enables Ethernet IoT!

41 Formáty dat JSON x XML Pro: JSON jednodušší, ale používá jen UTF8, možné potíže s lokálními jazyky Pro: XML lépe standardizovaný, lze použít libovolnou znakovou sadu pro řetězce { "age" : 99, "name" : "Borislav" } <person> <age>99</age> <name>borislav</name> </person>

42 Konec Děkuji za vaši pozornost Miroslav Mácha