IoT svet
Mnogokrat se srečujemo z raznovrstnim električnimi napravami, ki ponujajo povezovanja prek različnih komunikacijskih protokolov za dostop do naprav. V zadnjem času se predvsem za takšne sisteme uporablja izraz IoT naprave. Kaj pravzaprav so IoT naprave. Naprave IoT so deli strojne opreme, kot so na primer senzorji, aktuatorji, razni pripomočki, naprave ali stroji, ki so programirani za določene aplikacije in lahko prenašajo podatke preko interneta ali drugih omrežjih. Skupno jim je, da jih lahko vgradimo v druge mobilne naprave, industrijsko opremo, različne senzorje, zabavno elektroniko, medicinske pripomočke in tako naprej. Skratka povsod tam kjer bi želeli prenos podatkov med centralno enoto in oddaljenimi napravami.
Dostop do naprav – USB
Najbolj splošna in vsem znana je USB povezava. Razvita je bila za namen komunikacije osebnega računalnika s priključenimi zunanjimi napravami. V začetku predvsem s tipkovnico in miško, pozneje pa je postala splošno uporabna tudi drugje, pomnilniške enote USB memory stick in razne usb controller naprave. Prednost USB priključeka je, da zagotavlja 5V napajanje, kar je zelo priročno, saj je tako poskrbljeno tudi za vir električne napetosti priključene naprave. USB standard se z leti spreminja in nenehno nadgrajuje. Iz začetnih 150mA, danes, ko naraščajo potrebe po hitrem polnjenju baterij, lahko USB port zagotovi tudi do 5A.
Z leti se je razširil tudi nabor tipov konektorjev. Na strani računalnika še vedno ostaja klasični USB tip A na strani naprav pa se je uporabljal tip B, micro, pozneje mini, sedaj pa predvsem pri mobilnih telefonih prihaja v ospredje tip C. Njegova prednost je, da je simetričen in se zato ne potrebujemo ozirati na to kako ga obrnemo.
USB dostop do naprav – logo
Ethernet in WIFi dostop do naprav
V bistvu gre za isto končno točko povezave, razlika je pa je v mediju prenosa. Ethernet preko žice, WiFi brezžično. Medtem, ko je včasih veljalo, da so hitrosti prenosa podatkov v prid žični povezavi, danes povprečni uporabnik storitev ne opazi razlike pri hitrosti prenosu podatkov. Komunikacija je primerna za gradnjo kompleksnejših omrežij in oddaljen dostop do splošnih naprav – generic controllers. Ethernet oziroma WiFi dostop ima tudi vse več sodobnih električnih naprav v splošni uporabi kot so naprimer gospodinjski aparati. Nenehna želja uporabnikov po oddaljenem nadzoru in vsesplošna porast mobilnih naprav in dostopnost do interneta omogočajo izrabo obstoječih IT tehnologij za namen oddaljenega upravljanja naprav. Bodisi, da gre za ogrevanje in prezračevanje stanovanjske enote ali pa vklapljanje oziroma izklapljanje ostalih najrazličnejših naprav je Ethernet oz. WiFi vodilna tehnologija na tem področju.
Ethernet kabel
MODBUS in druge industrijske povezave
V industriji se zaradi specifičnosti okolja uporabljajo nekateri drugi komunikacijski protokoli za dostop do naprav. Še vedno je eden od pomembnejših MODBUS. Protokol ima več različic vendar sta najpogosteje uporabljeni RTU in TPC. RTU remote terminal unit – je serijska asinhrona komunikacija, ki običajno uporablja za prenos vodilo RS485. Kot primer uporabe so razni PLC (programmable logic controller) od senzorjev pa do programabilnih gonilnikov motorjev ( programmable motor controller ). Za razliko od RTU, TCP različica za komunikacijo uporablja TCP/IP protokol na vratih 502 in ne potrebuje CRC, ker je za to poskrbljeno na nižjem nivoju.
MODBUS RTU okvir je sestavljen iz naslova naprave – address 1-Byte, funkcijske kode FC 1-Byte, podatkov – Data n x 1-Byte in 16-b crc CRC 2-Byte. FC – function code diktira smer in število prenesenih bitov, CRC pa zagotavlja, da so podatki, ki jih prenašamo veljavni.
Primer uporabe MODBUS vodila z Arduino ploščo in programabilnim gonilnilnikom koračnega motorja
V avtomobilski industriji je prevladujoči način dostopa do naprav CAN vodilo. CAN vodilo je ob razmahu elektronike v avtomobilski industriji prevzelo primat pri komunikaciji s številnimi podsistemi nadzora v avtomobilu. Možnost priključitve velikega števila naprav na isto vodilo, zgolj dve potrebni žici in zadostna robustnost in RF neobčutljivost v zahtevnem okolju so lastnosti, ki CAN vodilu dajejo prednost v avtomomobilski industriji.
