|
Ngày 29 tháng 3 năm 2021
Thiết kế sản phẩm IoT và cập nhật chương trình cơ sở OTA tại
|
IoT product engineer Kevin Lockwood
|
Ngủ có thể đeo từ Fatigue Science
Phỏng vấn Device Chronicle Kevin Lockwood, Kỹ sư phần cứng / phần mềm cao cấp tại MistyWest.
Từ quản lý đội xe đến thiết kế sản phẩm IoT
Kevin đến với MistyWest từ thế giới viễn thông và quản lý đội tàu. Anh ấy đã ở đó vào thời điểm công nghệ quản lý đội tàu đang chuyển đổi từ 2G sang 3G mà anh ấy nói “bây giờ có vẻ giống như một thời kỳ tiền sử nào đó”. Sau đó, Kevin đã thâm nhập sâu vào thiết kế Bluetooth tiết kiệm năng lượng. Ông đưa ra nhận định rằng Bluetooth có thể có nhận thức tiêu cực đối với giao tiếp, nhưng theo ước tính của Kevin, đó là một công nghệ phát sóng tốt nếu các kỹ sư phù hợp đang nghiên cứu giải pháp thiết bị để làm cho điều này diễn ra liền mạch. Anh ấy nói “có rất nhiều thủ thuật trong thương mại để cố gắng mang lại những trải nghiệm như Apple Airpods cho các thiết bị năng lượng thấp. Trên thực tế, các thiết bị năng lượng thấp và sự phát triển của Bluetooth đã đưa Kevin đến với MistyWest.
Kevin làm việc trên các lõi học máy trên các cảm biến giờ đây thậm chí còn nhận được quyền truy cập nâng cao của nhà phát triển vào IMU LSM 60 SOX để anh ấy và nhóm kỹ sư của mình có thể đào tạo một thiết bị đeo được để đánh giá hiệu suất của từng vận động viên cho những thứ như có đấm hay không trong một buổi tập quyền anh phiên có một hình thức thích hợp.
Kevin tiếp tục nói rằng MistyWest tự hào về việc giải quyết các vấn đề khó khăn với một số nhà vật lý kỹ thuật trong nhóm. Công ty có hai chuyên môn, một là các thiết bị hạn chế công suất thấp và một là các ứng dụng thị giác máy học công suất cao. Các bác sĩ cho biết thêm:
Kevin làm việc trên lõi học máy trên các cảm biến giờ đây thậm chí còn nhận được quyền truy cập nâng cao của nhà phát triển vào IMU LSM 60 SOX từ ST Electronics - để anh ấy và nhóm kỹ sư của mình có thể đào tạo một thiết bị đeo để đánh giá hiệu suất của từng vận động viên cho những thứ như có hay không đấm trong một buổi tập quyền anh có hình thức phù hợp.
Sản phẩm IoT và các dự án cần đề cập
MistyWest tự hào về việc giải quyết các vấn đề khó khăn với một số nhà vật lý kỹ thuật trong nhóm. Công ty có hai chuyên môn, một là các thiết bị hạn chế công suất thấp và một là các ứng dụng thị giác máy học công suất cao.
Ví dụ đầu tiên, Kevin mô tả một sản phẩm IoT thú vị mà MistyWest đã làm việc. Đây là thiết bị đeo khi ngủ. Sản phẩm này được ủy quyền bởi F mỏi Science, người tiến hành khoa học dữ liệu sâu về phân tích giấc ngủ. Trước khi họ tiếp cận MistyWest, một số công ty thiết kế khác đã phải vật lộn để lặp lại thiết kế để đưa nó lên quy mô sản xuất hàng loạt. Họ đang phải vật lộn với các vấn đề tiêu thụ điện năng, vấn đề thông lượng dữ liệu và các vấn đề sản xuất tổng thể.
Kevin nói rằng những sai lầm phổ biến đã được xác định ngay lập tức với bằng chứng về khái niệm hiện có. “Không có bảo mật trên các dịch vụ bluetooth, không có mã hóa trên liên kết; thông lượng dữ liệu hoặc mức tiêu thụ điện năng, dựa trên các thông số kết nối, không được tối ưu hóa. Không có bản cập nhật phần mềm OTA và không có phản hồi hiển thị cho người dùng về việc nâng cấp chương trình cơ sở có xảy ra hay không, chẳng hạn như đèn nhấp nháy trên thiết bị. “Chúng tôi đã giải quyết những vấn đề này và cung cấp thiết bị đeo được với trải nghiệm người dùng tốt hơn và liền mạch hơn”.
Sản phẩm WWF IoT để theo dõi gấu Bắc Cực hoạt động với vệ tinh
Theo dõi gấu
Sản phẩm IoT thứ hai được đề cập tập trung vào việc theo dõi và bảo vệ gấu Bắc Cực. Với sự nóng lên toàn cầu, nguồn cung cấp thức ăn cho gấu Bắc Cực đang thay đổi và kết quả là ngày càng có nhiều người tiếp xúc với gấu ở vùng Bắc Cực. Thật không may khi có những trường hợp gấu tiếp xúc với con người, những con gấu luôn bị bắn. Các thiết bị theo dõi di động được yêu cầu cung cấp cho các nhà nghiên cứu thông tin chi tiết về thói quen di cư của loài gấu, nhưng cũng để cung cấp một hệ thống cảnh báo sớm rằng những con gấu có thể đang tiến đến khu định cư của con người. Các nhân viên kiểm lâm có thể sẵn sàng với súng thuốc an thần và dân thường có thể tránh những cuộc chạm trán bất ngờ với gấu.
Liên đoàn Động vật Hoang dã Thế giới đã tổ chức một hội thảo để thảo luận về tình trạng của các thiết bị theo dõi khi chúng liên quan đến gấu Bắc Cực. Gấu Bắc Cực là một loài hung dữ, to lớn và vì vậy câu hỏi đặt ra là làm thế nào để bạn thiết kế một thiết bị hoạt động tốt về mặt kỹ thuật, nhưng cũng đủ chắc chắn và mạnh mẽ để tồn tại trong các điều kiện thử nghiệm này? Kevin minh họa thách thức về thiết kế kỹ thuật: “Khi bạn nghĩ đến một thiết bị theo dõi, bạn cũng nghĩ rằng nó phải có ăng-ten lớn và pin lớn để kết nối với vệ tinh. Sau đó, bạn nghĩ đến một thiết kế cổ áo như một giải pháp rõ ràng, nhưng điều này không hiệu quả với gấu Bắc Cực. Cổ của chúng dày hơn đầu nên thiết bị trượt ra. Keo có thể bị hỏng nên bạn không thể dán thiết bị vào mặt sau của chúng và chắc chắn bây giờ đây là một cách thân thiện với các loài để giải quyết vấn đề. Một thẻ tai có thể bị xuyên thủng nhưng RFID tầm xa được sử dụng trong các thẻ này yêu cầu một nhóm trên máy bay trực thăng phun năng lượng RFID ra ngoài để cố gắng tạo ra phản ứng. " Không có giải pháp nào trong số này là giải pháp thực sự thỏa đáng.
Sau một số lượng lớn nghiên cứu, thiết kế và thử nghiệm, Kevin và nhóm của anh ấy đã tìm ra giải pháp. Họ đã thiết kế một thiết bị theo dõi nặng dưới 40g với một ăng-ten bên trong với hiệu suất truyền dẫn đủ để tiếp cận các vệ tinh. Argos, một chòm sao vệ tinh dựa trên nghiên cứu đã được sử dụng và thiết kế thiết bị dựa trên Argos hoạt động ở 400 Mhz và công suất thấp với pin yếu tố hình thức nhỏ và tốc độ truyền dữ liệu thấp. Nhóm nghiên cứu đã có thể phủ nhận thành công nhu cầu về một ăng-ten lớn thường được yêu cầu cho kết nối phần tư bước sóng với các vệ tinh. Ăng-ten lớn trên các thiết bị được trang bị cho gấu Bắc Cực trong 85 đến 90% trường hợp vì các thiết kế dài mập mạp thường bị gãy.
Cảm biến không khí
Sản phẩm IoT thứ ba là cảm biến chất lượng không khí tiêu dùng và công nghiệp. Cảm biến hạt đeo trên người Zoa là một máy đếm hạt không khí dựa trên tia laser để bạn có thể đánh giá khá chính xác chất lượng không khí xung quanh mình. Kevin giải thích rằng đằng sau hậu trường, rất nhiều công việc kỹ thuật đã đi vào hiệu chỉnh ngăn xếp quang học, hiệu chỉnh cảm biến ánh sáng và làm cho các thiết bị có thể sản xuất được ở quy mô lớn. Một phiên bản công nghiệp của cảm biến hạt cũng có thể được lắp đặt trực tiếp vào lỗ thông hơi và đây là bước phát triển tiếp theo của quá trình phát triển thị trường cho Zoa.
Cập nhật phần mềm OTA trong các sản phẩm IoT
Như đã nhấn mạnh ở trên trong dự án thiết bị đeo khi ngủ, MistyWest sẽ luôn khuyến nghị sử dụng các bản cập nhật phần mềm OTA để quản lý, nâng cấp và bảo mật các thiết bị trong lĩnh vực này. Kevin đã thực hiện công việc thiết kế OTA cụ thể xung quanh giao thức, hệ thống và ứng dụng với các thiết bị hạn chế, được cung cấp năng lượng thấp. Việc lựa chọn giải pháp OTA được thực hiện theo từng trường hợp vì các khách hàng khác nhau có nhu cầu khác nhau, ứng dụng khác nhau, nhà cung cấp đám mây khác nhau và cách họ muốn giao diện với thiết bị của mình. Kevin chỉ ra rằng Bluetooth năng lượng thấp đồng nghĩa với một giao thức không an toàn và các nhà cung cấp khác nhau có những cách khác nhau để giải quyết vấn đề với rất nhiều lớp bảo mật được thực hiện bởi các nhà cung cấp đám mây như Azure và AWS. Kevin kiên quyết rằng MistyWest đưa ra định hướng rõ ràng về mức độ bảo mật có thể chấp nhận được đối với khách hàng. Đối với POC, bảo mật ít được quan tâm hơn, và trong các trường hợp khác, với các thiết bị y tế, các mối quan tâm về bảo mật nghiêm ngặt hơn nhiều và phải được tính đến từ những giai đoạn thiết kế sớm nhất. “Thông thường, khách hàng không coi các bản cập nhật OTA an toàn như một khả năng để thêm vào khi bắt đầu giai đoạn thiết kế sản phẩm. Nhưng chúng tôi có thể thấy trước các vấn đề hiện trường và sẽ từ chối dự án nếu khách hàng không đồng ý xây dựng các bản cập nhật phần mềm OTA ở một số hình thức. Nếu không có bản cập nhật phần mềm OTA, nó sẽ trở thành một điểm đau nghiêm trọng cho cả nhóm thiết kế và khách hàng. ”.
Được cảnh báo trước, Kevin đã chứng kiến các nhà sản xuất thiết bị không đưa các bản cập nhật firmware OTA vào thiết bị trước khi họ đưa chúng vào lĩnh vực này và bây giờ thu hồi là lựa chọn duy nhất để giải quyết vấn đề. Đây không phải là một tình huống mà bất kỳ nhà cung cấp sản phẩm IoT nào cũng muốn tìm thấy chính mình.
Chúng tôi chúc Kevin và các đồng nghiệp của anh ấy tại MistyWest cũng như họ tiếp tục thực hiện các dự án thiết kế sản phẩm IoT thú vị.
Sản phẩm IoT thứ hai được đề cập tập trung vào việc theo dõi và bảo vệ gấu Bắc Cực. Với sự nóng lên toàn cầu, nguồn cung cấp thức ăn cho gấu Bắc Cực đang thay đổi và kết quả là ngày càng có nhiều người tiếp xúc với gấu ở vùng Bắc Cực. Thật không may khi có những trường hợp gấu tiếp xúc với con người, những con gấu luôn bị bắn. Các thiết bị theo dõi di động được yêu cầu cung cấp cho các nhà nghiên cứu thông tin chi tiết về thói quen di cư của loài gấu, nhưng cũng để cung cấp một hệ thống cảnh báo sớm rằng những con gấu có thể đang tiến đến khu định cư của con người. Các nhân viên kiểm lâm có thể sẵn sàng với súng thuốc an thần và dân thường có thể tránh những cuộc chạm trán bất ngờ với gấu.
Liên đoàn Động vật Hoang dã Thế giới đã tổ chức một hội thảo để thảo luận về tình trạng của các thiết bị theo dõi khi chúng liên quan đến gấu Bắc Cực. Gấu Bắc Cực là một loài hung dữ, to lớn và vì vậy câu hỏi đặt ra là làm thế nào để bạn thiết kế một thiết bị hoạt động tốt về mặt kỹ thuật, nhưng cũng đủ chắc chắn và mạnh mẽ để tồn tại trong các điều kiện thử nghiệm này? Kevin minh họa thách thức về thiết kế kỹ thuật: “Khi bạn nghĩ đến một thiết bị theo dõi, bạn cũng nghĩ rằng nó phải có ăng-ten lớn và pin lớn để kết nối với vệ tinh. Sau đó, bạn nghĩ đến một thiết kế cổ áo như một giải pháp rõ ràng, nhưng điều này không hiệu quả với gấu Bắc Cực. Cổ của chúng dày hơn đầu nên thiết bị trượt ra. Keo có thể bị hỏng nên bạn không thể dán thiết bị vào mặt sau của chúng và chắc chắn bây giờ đây là một cách thân thiện với các loài để giải quyết vấn đề. Một thẻ tai có thể bị xuyên thủng nhưng RFID tầm xa được sử dụng trong các thẻ này yêu cầu một nhóm trên máy bay trực thăng phun năng lượng RFID ra ngoài để cố gắng tạo ra phản ứng. " Không có giải pháp nào trong số này là giải pháp thực sự thỏa đáng.
Sau một số lượng lớn nghiên cứu, thiết kế và thử nghiệm, Kevin và nhóm của anh ấy đã tìm ra giải pháp. Họ đã thiết kế một thiết bị theo dõi nặng dưới 40g với một ăng-ten bên trong với hiệu suất truyền dẫn đủ để tiếp cận các vệ tinh. Argos, một chòm sao vệ tinh dựa trên nghiên cứu đã được sử dụng và thiết kế thiết bị dựa trên Argos hoạt động ở 400 Mhz và công suất thấp với pin yếu tố hình thức nhỏ và tốc độ truyền dữ liệu thấp. Nhóm nghiên cứu đã có thể phủ nhận thành công nhu cầu về một ăng-ten lớn thường được yêu cầu cho kết nối phần tư bước sóng với các vệ tinh. Ăng-ten lớn trên các thiết bị được trang bị cho gấu Bắc Cực trong 85 đến 90% trường hợp vì các thiết kế dài mập mạp thường bị gãy.
Cảm biến không khí
Sản phẩm IoT thứ ba là cảm biến chất lượng không khí tiêu dùng và công nghiệp. Cảm biến hạt đeo trên người Zoa là một máy đếm hạt không khí dựa trên tia laser để bạn có thể đánh giá khá chính xác chất lượng không khí xung quanh mình. Kevin giải thích rằng đằng sau hậu trường, rất nhiều công việc kỹ thuật đã đi vào hiệu chỉnh ngăn xếp quang học, hiệu chỉnh cảm biến ánh sáng và làm cho các thiết bị có thể sản xuất được ở quy mô lớn. Một phiên bản công nghiệp của cảm biến hạt cũng có thể được lắp đặt trực tiếp vào lỗ thông hơi và đây là bước phát triển tiếp theo của quá trình phát triển thị trường cho Zoa.
Cập nhật phần mềm OTA trong các sản phẩm IoT
Như đã nhấn mạnh ở trên trong dự án thiết bị đeo khi ngủ, MistyWest sẽ luôn khuyến nghị sử dụng các bản cập nhật phần mềm OTA để quản lý, nâng cấp và bảo mật các thiết bị trong lĩnh vực này. Kevin đã thực hiện công việc thiết kế OTA cụ thể xung quanh giao thức, hệ thống và ứng dụng với các thiết bị hạn chế, được cung cấp năng lượng thấp. Việc lựa chọn giải pháp OTA được thực hiện theo từng trường hợp vì các khách hàng khác nhau có nhu cầu khác nhau, ứng dụng khác nhau, nhà cung cấp đám mây khác nhau và cách họ muốn giao diện với thiết bị của mình. Kevin chỉ ra rằng Bluetooth năng lượng thấp đồng nghĩa với một giao thức không an toàn và các nhà cung cấp khác nhau có những cách khác nhau để giải quyết vấn đề với rất nhiều lớp bảo mật được thực hiện bởi các nhà cung cấp đám mây như Azure và AWS. Kevin kiên quyết rằng MistyWest đưa ra định hướng rõ ràng về mức độ bảo mật có thể chấp nhận được đối với khách hàng. Đối với POC, bảo mật ít được quan tâm hơn, và trong các trường hợp khác, với các thiết bị y tế, các mối quan tâm về bảo mật nghiêm ngặt hơn nhiều và phải được tính đến từ những giai đoạn thiết kế sớm nhất. “Thông thường, khách hàng không coi các bản cập nhật OTA an toàn như một khả năng để thêm vào khi bắt đầu giai đoạn thiết kế sản phẩm. Nhưng chúng tôi có thể thấy trước các vấn đề hiện trường và sẽ từ chối dự án nếu khách hàng không đồng ý xây dựng các bản cập nhật phần mềm OTA ở một số hình thức. Nếu không có bản cập nhật phần mềm OTA, nó sẽ trở thành một điểm đau nghiêm trọng cho cả nhóm thiết kế và khách hàng. ”.
Được cảnh báo trước, Kevin đã chứng kiến các nhà sản xuất thiết bị không đưa các bản cập nhật firmware OTA vào thiết bị trước khi họ đưa chúng vào lĩnh vực này và bây giờ thu hồi là lựa chọn duy nhất để giải quyết vấn đề. Đây không phải là một tình huống mà bất kỳ nhà cung cấp sản phẩm IoT nào cũng muốn tìm thấy chính mình.
Chúng tôi chúc Kevin và các đồng nghiệp của anh ấy tại MistyWest cũng như họ tiếp tục thực hiện các dự án thiết kế sản phẩm IoT thú vị.
Bạn đã sẵn sàng liên hệ với chúng tôi? Nhấn vào đây
Source :
Source :
