IIoT 엣지 디바이스 프로토타이핑: 실용 가이드

산업용 사물인터넷(IIoT)은 제조 공정에 전례 없는 가시성을 제공해 더 스마트한 의사결정과 높은 효율을 이끕니다. 엔터프라이즈급 IIoT 솔루션은 다양한 센서에서 데이터를 안전하게 수집하고, 클라우드로 전송하고, 분석해 실행 가능한 통찰을 도출하는 다층 아키텍처에 의존합니다. Industrial Internet Application Development에서 저자들은 IIoT 아키텍처를 깊이 파고들고 이러한 까다로운 요구사항을 충족하는 전략을 개요합니다.

책 3장에서 발췌한 이 섹션은 개발자가 상위 레벨 애플리케이션으로 데이터를 수집하고 통신할 수 있는 프로토타입 디바이스를 구축하는 방법을 설명합니다. 내용은 다음 편들로 나뉩니다:

• 프로토타이핑 디바이스

• HTTP 연결 구현

• WebSocket 사용

• Modbus 사용

• OPC UA 프로토콜 사용

Alena Traukina, Jayant Thomas, Prashant Tyagi, Kishore Reddipalli 저 Industrial Internet Application Development에서 발췌.

3장. IIoT 엣지 개발
작성자: Alena Traukina, Jayant Thomas, Prashant Tyagi, Kishore Reddipalli

이 장은 초보자를 위한 엔드투엔드 프로토타이핑을 안내합니다: 적절한 하드웨어 선택, 4가지 샘플 디바이스 조립, 기본 IoT 애플리케이션 배포, Predix 서비스로 센서 데이터 저장, 분석, 병합.

이 장에서 다룰 주제:

• 프로토타이핑용 하드웨어 선택

• 개방형 시스템 상호연결 모델과 계층

• 애플리케이션 계층 프로토콜 - HTTP와 WebSocket

• 산업용 M2M 프로토콜 - Modbus와 OPC UA

• 프로토타입용 디바이스 조립

• 프로토타입용 SD 카드 준비

• HTTP, WebSocket, Modbus, OPC UA 프로토콜로 단순 IoT 앱 구축 및 실행

• Predix 데이터 관리 서비스

프로토타입용 하드웨어

이 섹션은 프로토타이핑에 사용 가능한 다양한 하드웨어 옵션을 검토하고 구성요소 간 원활한 통합을 보장하기 위해 적절한 보드와 통신 프로토콜 선택 가이드를 제공합니다.

다양성과 비용

Arduino, Raspberry Pi, Orange Pi, LinkIt, BeagleBone, Tessel 같은 오픈소스 보드는 모두 저렴합니다. 예를 들어 Orange Pi는 33달러에 구매 가능하며, 센서, 소형 디스플레이, LED, 케이블, 브레드보드를 포함한 스타터 키트는 보통 70달러 정도. 개별 센서는 1달러부터 시작.

수정

가장 인기 있는 보드인 Arduino와 Raspberry Pi는 다양한 변종이 있습니다. Wi-Fi, Bluetooth, USB, HDMI, 더 높은 처리 능력이 필요하면 사용 가능한 옵션을 비교해 정확한 사양을 충족하는 보드를 찾으세요.

옵션 비교

모든 보드는 컴팩트합니다. 대략 가로 8cm, 세로 5cm, 두께 2cm(케이스 제외). Intel NUC 같은 더 강력한 하드웨어는 35×25×4cm. 연결성은 핵심 차별화 요소입니다. 많은 보드에 내장 Wi-Fi나 Bluetooth가 없으며, GSM, GPS, 카메라, FM 모듈 같은 기능은 보통 별도 모듈이 필요합니다.

또 다른 중요한 요소는 센서 커넥터 수입니다. 필요한 센서를 평가하고 선택한 보드와의 호환성을 확인하세요. 추가 확장 보드로 핀 수를 늘릴 수 있습니다.

지원 센서

보드 커넥터는 아날로그만 또는 디지털만 지원할 수 있습니다. 디지털 센서는 이산 신호를 방출합니다. 예: DHT11 온도 센서는 0°C~50°C 사이 정수 출력. 아날로그 센서는 연속 신호를 생성해 TMP36 센서로 -50°C~125°C 측정 시 11.9°C 같은 값 허용. 신호 타입 간 변환은 가능하지만 복잡성과 추가 구성요소를 더합니다.