02 IoT implementation
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本文件详述了物联网(IoT)系统的开发步骤，包括实体与感知层、网络通信层以及应用服务层的实施。文中强调了选择合适的开发平台、通信媒介及协议、设备管理和数据分析的重要性，并探讨了云平台在IoT架构中的角色。最后，提到不同通信标准和架构对IoT应用的支持，尤其是在低功耗和低成本方面的需求。
02 IoT implementation
- 3. 實體+感知層技術實作 選定一個開發平台 1) MCU or MPU ? OS 平台 ? 2) open hardware 選擇你要的應用, 需要什麼Sensor 1) 例如: 溫溼度、CO2感測、光感測、壓力、G-Sensor、 Gyroscope等 2) 確認電壓、電流 3) 確認類比還是數位 4) 類比: OP+ADC 5) 數位: IC 間數位通訊界面, UART、I2C、SPI、one Wire 讀出Sensor模組的資料 1) 撰寫驅動程式: Interface driver + Sensor driver 3 機器要有韌體更新的能力 (Firmware Upgrade)
- 4. 網路通訊層實作 (1)選擇通訊媒介-有線/無線 ? 有線: Ethernet 、 RS232/485、 EtherCAT 、CAN bus 無線通訊 短距離無線通訊 1) WiFi (IEEE 802.11 b/g/n) 2) LR-WPANs(IEEE 802.15) IEEE 802.15.1 : Bluetooth IEEE 802.15.4 – max data rate: 250 kb/s , max output power: 1mW; max packet size 127 bytes – Zigbee (Short Range wireless Sensor Network) 3) 其他RF 無線射頻 長距離無線通訊 (Cellular communication) 1) 3G/4G/5G 2) LTE-M 3) … 中長距離無線通訊 (LPWAN) 1) LoRa 2) Sigfox 3) NB-IoT (2) 確認與系統的硬體連接界面為何 ? 4 電信標準: ETSI、ITU-T M2M應用因裝置數量眾多，且所傳資料量不大，所以搭載的無線通訊模組一定要符 合低耗電、低成本及簡單設計三大要求
- 7. 通訊距離
- 8. LTE 規格 LTE (3.9G), LTE-Advanced (4G) 3GPP近來也針對低功耗、低速率的M2M應用快馬加鞭制 定Cat. 1/0標準技術 Cat. 1/0的特性確實相當適合物聯網應用發展，像是智慧電 表(Smart Meter)、金融POS機和車載系統等只需幾百kbit/s 的資料傳輸量的應用 8 LTE-M 20MHz-->1.4Hhz, 以減少baseband處理功耗
- 10. 物聯網網路層實作
- 11. 物聯網網路層實作 (1)選擇M2M 通訊協定的架構 HTTP CoAP MQTT(MQTT-S) XMPP LwM2M … (2) 設備須實現M2M Client (3) 傳送的資料是否要加密 (TLS , DTLS, …) 11
- 12. 也許你會問, 架構改這樣可不可以? 可, 但NAT 問題要被解決 12
- 13. 基於M2M的的實際系統架構 13
- 14. CLOUD PLATFORM
- 16. Cloud平台要做什麼? Device Management 1) 設備連線管理 2) 物聯網設備專用通信協定 (HTTP、CoAP、MQTT、XMPP) 3) 資料加密 4) 韌體更新 (FOTA) User Management 1) 設備認證 2) 應用程式的身份認證 (Access Key) Data Analyze 1) 數據資料蒐集 : 通常結合資料庫系統 2) 數據資料分析: 一般統計分析，或更進一步Data Mining、Machine Learning 3) Cloud Computing User Access (web, app): 1) 伺服器端須提供應用程式開發介面, 如RESTful API 2) 若使用網路開發商的Baas服務, 必須了解其所使用的應用程式開發介面
- 17. Open M2M Cloud Platform 除了IaaS 架構自己建立雲以外,也可以用BaaS Baas: Mobile Backend as a service 現在已經是百家爭鳴的狀態 17
- 18. Xilvely
- 19. ARM mbed IoT Platform mbed Client mbed Device Server webAPP HTTP