2. Continuidad

La continuidad se trata de garantizar y extender la vida útil de la batería.
del dispositivo. La duración de la batería es una de las consideraciones más importantes para IoT
dispositivos. La larga duración de la batería es una gran ventaja competitiva en IoT para consumidores
dispositivos. Para dispositivos IoT industriales, la duración de la batería es de cinco o diez años.
expectativa común Para dispositivos médicos, como marcapasos, la vida útil del dispositivo puede
significa la diferencia entre la vida y la muerte. La falla de la batería no es una opción.

Para cumplir con este requisito de larga duración de la batería, el integrado
los diseñadores de circuitos (IC) deben diseñar circuitos integrados con modos de suspensión profunda que consuman
muy poca corriente, reduce la velocidad del reloj y los conjuntos de instrucciones, así como
implementar bajos voltajes de batería. Desde una perspectiva de comunicación inalámbrica,
los grupos estándar también están definiendo nuevos modos operativos de bajo consumo de energía
como NB-IoT, LTE-M, LoRa, Sigfox que ofrecen un tiempo de operación activo limitado
manteniendo un bajo consumo de energía. Diseñadores de productos que integran
componentes de detección, procesamiento, control y comunicación en el final
producto, debe saber cómo se comportan y consumen los periféricos, y optimizar
el firmware y el software del producto para simplificar la operación y reducir la energía
consumo. Todas estas actividades requieren herramientas de medición capaces que puedan
Ofrecer una visión profunda de los comportamientos de consumo de corriente del dispositivo.

3. Cumplimiento

El cumplimiento se trata de asegurarse de que sus dispositivos IoT cumplan con los estándares de radio y los requisitos reglamentarios globales antes de ingresar al mercado. Hay dos categorías principales de pruebas de cumplimiento: pruebas de conformidad de estándares de radio y de aceptación del operador, y pruebas de cumplimiento normativo como pruebas de RF, EMC y SAR. Los ingenieros de diseño a menudo se esfuerzan por cumplir con la estricta línea de tiempo de introducción del producto y garantizar una penetración del mercado global sin problemas mientras cumplen con las últimas regulaciones. Las actualizaciones frecuentes de las regulaciones también se suman a la complejidad. La Figura 3 muestra los ejemplos de requisitos de pruebas de conformidad y cumplimiento.

Figura 3: Conformidad
y requisitos de pruebas de cumplimiento de dispositivos IoT.

Para reducir el riesgo de falla durante las pruebas de cumplimiento y
para cumplir con el cronograma de lanzamiento del producto, los diseñadores pueden considerar invertir en
soluciones internas de prueba de preconformidad para que las pruebas se puedan llevar a cabo en cada
etapa de diseño para solucionar problemas al principio de la fase de diseño. Elegir un
sistema de prueba de cumplimiento previo que se adapta del sistema de prueba de cumplimiento de
el laboratorio de pruebas también puede ayudar a garantizar la correlación de la medición y reducir el riesgo de
fallas Las pruebas de cumplimiento son complejas y requieren mucho tiempo. Puede tomar hasta
días o semanas para completar si se realiza manualmente. Elegir una prueba automatizada
El sistema puede ayudar a ahorrar tiempo de prueba y permitir un tiempo de comercialización más rápido.

4. Convivencia

La coexistencia se trata de la capacidad del dispositivo inalámbrico para funcionar de manera confiable en presencia de otras señales interferentes. Con miles de millones de dispositivos lanzados al mercado, la congestión en los canales de radio es un problema que solo empeorará cada día. Para abordar la congestión inalámbrica, los organismos estándar han desarrollado metodologías de prueba para evaluar las operaciones del dispositivo en presencia de otras señales. Por ejemplo, en Bluetooth®, salto de frecuencia adaptativa (AFH) permite un Bluetooth canales de caída de dispositivos que experimentan colisiones de datos altos (figura 4). También existen otras técnicas para evitar colisiones, como escuchar antes de hablar (LBT) y evitar cooperativas para colisión (CCA) para mejorar la eficacia de la transmisión. La efectividad en un entorno de señal mixta es desconocida. Cuando los formatos de radio no se detectan entre sí, se producirán colisiones y datos perdidos.

Figura 4: Bluetooth
el dispositivo omite el canal WiFi 6 para evitar interferencias con la señal WiFi.

Para aplicaciones de consumo, retrasos o pausas en la conexión inalámbrica
los auriculares o wearables son molestos, pero aceptables. Un sensor industrial que
pierde la señal de control o una bomba de infusión que deja de funcionar debido a
La señal de interferencia circundante puede tener graves consecuencias. Por tanto, es
crucial para realizar pruebas de coexistencia para medir y evaluar cómo su dispositivo
funcionará en un entorno de señal concurrida y mixta. IEEE proporciona algunos
orientación en ANSI C63.27 (Estándar nacional estadounidense para la evaluación de la tecnología inalámbrica
Convivencia) con respecto a consideraciones clave para la prueba de coexistencia que incluye
procesos de evaluación, configuraciones de prueba y niveles de prueba basados ​​en riesgo. Dispositivo
Se recomienda encarecidamente a los fabricantes que evalúen el riesgo potencial para mantener
rendimiento inalámbrico funcional del dispositivo en presencia de señales no deseadas
encontrado en el mismo entorno operativo.

5. Ciberseguridad

Con el despliegue creciente de IoT en misión crítica
aplicaciones, la necesidad de protección de ciberseguridad es cada vez más
importante. Si bien los ataques cibernéticos pueden ocurrir en muchas capas, desde el nivel del dispositivo
a la red de comunicación, nube o aplicaciones, la mayoría de las tradicionales
Las herramientas de protección de seguridad se han centrado en proteger la red y la nube. los
Las vulnerabilidades de punto final y por aire se pasan por alto con frecuencia. Formatos
me gusta Bluetooth y WLAN son tecnologías maduras y se usan comúnmente
en muchas aplicaciones Sin embargo, poco se ha hecho para abordar la transmisión inalámbrica
vulnerabilidades La complejidad de estos protocolos inalámbricos se traduce en
posibles peligros desconocidos en las implementaciones de radio del dispositivo que permiten
piratas informáticos para acceder o tomar el control del dispositivo.

Según IDC, el 70% de las infracciones de seguridad se originan en
puntos finales (1).
Se debe tener especial cuidado para proteger estos dispositivos IoT. Por el aire
las vulnerabilidades y el punto potencial de entrada en los dispositivos IoT deben ser
identificado. El dispositivo debe probarse utilizando una base de datos de transmisión inalámbrica conocida
amenazas / ataques para monitorear la respuesta del dispositivo y detectar anomalías. los
la base de datos debe actualizarse periódicamente para proteger el dispositivo de las últimas amenazas.

Construir una base sólida a través de las 5Cs de IoT abre puertas a nuevas y emocionantes aplicaciones y oportunidades para muchas industrias. Pero también trae desafíos sin precedentes que requieren pensar en nuevas formas de cumplir con los requisitos de misión crítica. La implementación exitosa de IoT requiere que los diseñadores e ingenieros superen los desafíos técnicos en las 5Cs de IoT. Tener una comprensión profunda de estos desafíos técnicos y saber cuáles son las consideraciones clave de diseño y prueba crearán una base sólida para la implementación y el despliegue en todo el ecosistema de IoT. El diseño correcto, la validación, las pruebas de cumplimiento y las herramientas de fabricación a lo largo del ciclo de vida del producto ayudarán a garantizar que IoT cumpla con sus promesas.

El autor es Sook Hua Wong, gerente de Segmento de Industria, soluciones generales de medición electrónica en Keysight Technologies, Inc.

Sobre el Autor

Sook Hua es
un gerente de segmento de industria con Keysight Technologies que reside en Penang,
Malasia. Es la planificadora estratégica de soluciones responsable de Keysight.
Programa de expansión y cartera de soluciones de Internet de las cosas (IoT)
planea impulsar el crecimiento en el segmento electrónico general de Keysight
Tecnologías

Antes de
En este papel, fue la planificadora de productos responsable de la planificación estratégica y
Desarrollo de la cartera de productos para el medidor de potencia RF / Microondas y el sensor.

Recibió su Licenciatura en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Tecnologías de Malasia (1999) y la Maestría en Ciencias en Ingeniería de Diseño de Sistemas Electrónicos de la Universidad de Ciencias de Malasia (2003). Ella ha pasado 20 años en Keysight Technologies con los últimos 15 años en el equipo de Soluciones de Medición Electrónica General (GEMS) bajo varios roles, incluyendo fabricación, desarrollo de productos, soporte de ventas, marketing de productos y un planificador de productos.

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