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物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 將實(shí)現萬(wàn)物互連，有人說(shuō)它正在形成，也有說(shuō)它已經(jīng)出現。無(wú)論如何，了解什么是物聯(lián)網(wǎng)以及它產(chǎn)生的原因都意義重大。物聯(lián)網(wǎng)牽涉到如何連接東西（非人類(lèi)）到互聯(lián)網(wǎng)。這些東西使用或涉及數據，而這些數據是較大系統的一部分并且必須被正確測量。數據經(jīng)由一個(gè)聯(lián)網(wǎng)的小型嵌入式系統測量，其中一些嵌入式系統外形僅像郵票般大小。 這些帶聯(lián)網(wǎng)功能的嵌入式系統，屬于不帶人機界面的微控制器設備。這些系統使用傳感器或其它檢測機制來(lái)收集數據，這些數據對于更大型的系統價(jià)值巨大。這些數據通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到大型計算機上。計算機收集、分析數據，并將之存儲在內存中，而且經(jīng)常根據這些數據的分析結果做出一些實(shí)時(shí)系統決策。 如同任何嵌入式系統項目，首先第一步是選擇合適的開(kāi)發(fā)套件。要選擇合適的開(kāi)發(fā)套件，應先了解物聯(lián)網(wǎng)項目的需求。一般情況下，存在以下三種類(lèi)型的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)項目： 1. 云連接。此類(lèi)項目可以是遍布全球的巨型系統網(wǎng)絡(luò )，所有設備都連接到云基礎設施。這種云基礎設施可以包括一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器，來(lái)運行分析并處理所收集數據的服務(wù)器應用程序。 2. 本地聯(lián)網(wǎng)。一些小型嵌入式系統是更大系統的遠程傳感器，往往位于企業(yè)內部網(wǎng)。 3. 網(wǎng)關(guān)。此類(lèi)項目是將傳統應用連接到互聯(lián)網(wǎng)的系統。 云連接開(kāi)發(fā)套件 此類(lèi)應用可以展示IoT與傳統嵌入式系統最顯著(zhù)的差異�！霸啤笔潜慌渲脼樘峁┐鎯头⻊�(wù)功能的Web服務(wù)器。物聯(lián)網(wǎng)節點(diǎn)連接到云服務(wù)器，以發(fā)送甚至接收數據和指令。云服務(wù)器上運行一個(gè)或多個(gè)軟件應用程序，可以做很多事情，包括收集和存儲信息以備隨后復查，做近乎實(shí)時(shí)的決策以及發(fā)送指令到聯(lián)網(wǎng)的IoT節點(diǎn)。 
圖1： 英特爾Edison物聯(lián)網(wǎng)模塊 從零開(kāi)始創(chuàng )建云連接物聯(lián)網(wǎng)項目可能會(huì )很耗時(shí)間。開(kāi)發(fā)人員需要建立云服務(wù)器的硬件和軟件環(huán)境，同時(shí)為物聯(lián)網(wǎng)節點(diǎn)和云服務(wù)器編寫(xiě)驅動(dòng)程序和應用程序代碼，然后調試兩系統間的連接，最后再創(chuàng )建終端應用。為簡(jiǎn)化該過(guò)程，云開(kāi)發(fā)工具提供現成的連接生態(tài)系統，包括已測試的應用代碼，可以在不到一天的時(shí)間內建好工作原型。 英特爾目前有兩種開(kāi)發(fā)板，可以支持云開(kāi)發(fā)并作為終端使用設備。第一種是英特爾® Edison，主板很小，只有郵票大小。英特爾Edison（圖1）采用22nm的英特爾凌動(dòng)® SoC，內置一個(gè)頻率為500MHz的雙核、雙線(xiàn)程CPU，以及一個(gè)100MHz的32位微控制器Quark。板載存儲器包括4GB閃存和1GB的RAM，同時(shí)支持WiFi和藍牙4.0連接。Edition通過(guò)英特爾IoT分析云服務(wù)器來(lái)提供WiFi器件到云的連接。這種云服務(wù)允許采集和分析物聯(lián)網(wǎng)數據，而無(wú)需創(chuàng )建定制云服務(wù)器�？傊�，英特爾為開(kāi)發(fā)人員提供云服務(wù)器，這本身就是一個(gè)云開(kāi)發(fā)工具。英特爾還研制了Arduino™開(kāi)發(fā)環(huán)境，可以連接到Edison以使用編程和調試功能。 英特爾Galileo 2代 （圖2）是一個(gè)更大、更復雜的Arduino認證板。Galileo 2由一個(gè)400MHz的32位英特爾Quark™ X1000片上系統 (SoC) 驅動(dòng)�；ヂ�(lián)網(wǎng)連接由10/100以太網(wǎng)提供，另外還支持其它一系列通用嵌入式連接選項，比如SPI和UART。開(kāi)發(fā)人員也可將Galileo 2連接到英特爾物聯(lián)網(wǎng)分析云服務(wù)器，執行比Edison更復雜的任務(wù)。
圖2：英特爾Galileo 2，Arduino認證的開(kāi)發(fā)平臺 - 資料來(lái)源：英特爾 英特爾Edison和英特爾Galileo 2開(kāi)發(fā)套件展示了基本的云開(kāi)發(fā)環(huán)境。開(kāi)發(fā)人員可以給這些板編程以從環(huán)境中收集數據，然后將這些數據通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送并和云服務(wù)器進(jìn)行互動(dòng)。 更進(jìn)一步，Microchip有一個(gè)簡(jiǎn)便的云開(kāi)發(fā)平臺，提供與亞馬遜彈性計算云 (EC2) 的連接。不僅Microchip的開(kāi)發(fā)平臺可以將數據發(fā)送到亞馬遜的EC2， EC2甚至也可以發(fā)送數據來(lái)控制Microchip的開(kāi)發(fā)平臺。這也為開(kāi)發(fā)環(huán)境增加了另一層復雜度，可以演示無(wú)需人工干預前提下的云服務(wù)器如何控制物聯(lián)網(wǎng)節點(diǎn)。 本地聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件 本地聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)節點(diǎn)可能不支持WiFi或以太網(wǎng)等TCP/ IP連接協(xié)議。這種系統可能使用非互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 (IP) 網(wǎng)絡(luò )，比如ZigBee®或藍牙，就像Texas Instruments (TI) CC2650STK SimpleLink藍牙智能SensorTag物聯(lián)網(wǎng)套件（圖3）。該套件包含10個(gè)環(huán)境傳感器，可以檢測溫度、加速度、環(huán)境亮度等等。TI SensorTag物聯(lián)網(wǎng)套件使用藍牙連接到Android或iOS移動(dòng)應用。這些移動(dòng)應用可以監控并顯示傳感器讀數，以圖表方式提供基本數據分析，甚至打開(kāi)或者關(guān)閉SensorTag傳感器。
圖3：Texas Instruments SensorTag與Android App - 資料來(lái)源：Texas Instruments Silicon Labs Sensor Puck提供了類(lèi)似功能。Sensor Puck測量環(huán)境光、紫外線(xiàn)指數、環(huán)境溫度和濕度，所有這些數據都可以通過(guò)低功耗藍牙 (BLE) 發(fā)送到安裝了Sensor Puck 的iOS 或Android應用的移動(dòng)設備上。Sensor Puck支持BLE廣播模式，允許單個(gè)移動(dòng)設備從多個(gè)Puck收集數據并顯示。有經(jīng)驗的移動(dòng)開(kāi)發(fā)人員可以編寫(xiě)代碼來(lái)分析這些數據，并得出有意義的結論。 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)套件 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)從不支持互聯(lián)網(wǎng)連接的設備中獲取數據，然后將這些數據通過(guò)WiFi或以太網(wǎng)發(fā)送到別的地方。ZigBee是一種流行的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )標準，它不支持TCP / IP協(xié)議，因此不能分配IP地址。DIGI XBee ZigBee云套件（圖4）提供ZigBee到以太網(wǎng)和WiFi的網(wǎng)關(guān)轉換。這節省了將ZigBee數據轉換成TCP / IP數據包所需要的時(shí)間和代碼開(kāi)發(fā)成本。一旦連接到互聯(lián)網(wǎng)，XBee云套件就會(huì )連接Digi贊助的設備云帳號。然后，開(kāi)發(fā)人員可借助任何瀏覽器訪(fǎng)問(wèn)在線(xiàn)云控制面板并與XBee云套件進(jìn)行交互。
圖4：DIGI XBee ZigBee云套件與云服務(wù)器應用進(jìn)行通信. – 資料來(lái)源：DIGI 對于復雜的高端網(wǎng)關(guān)應用開(kāi)發(fā)，英特爾提供了DK300系列網(wǎng)關(guān)解決方案。DK300套件支持通過(guò)2G/3G/4G蜂窩、10/100/1000以太網(wǎng)和WiFi網(wǎng)絡(luò )連接進(jìn)行網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)數據可以被收集并通過(guò)藍牙、USB、串行端口、ZigBee等發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)。 結論 對大多數開(kāi)發(fā)人員而言，從零開(kāi)始創(chuàng )建可聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)系統需要掌握許多不同的技術(shù)，包括有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)、嵌入式代碼開(kāi)發(fā)和設備驅動(dòng)程序開(kāi)發(fā)。雖然許多有經(jīng)驗的開(kāi)發(fā)人員可能已經(jīng)熟悉了這些技術(shù)，但更多技能，如編寫(xiě)移動(dòng)設備應用程序和云代碼開(kāi)發(fā)是相對較新的技能。新的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件提供了硬件、軟件、固件和集成工具，可以縮短產(chǎn)品上市時(shí)間，同時(shí)也能培養開(kāi)發(fā)人員對這些新技術(shù)的掌握程度。 文章來(lái)源：貿澤電子 作者簡(jiǎn)介：Bill Giovino是錫拉丘茲大學(xué) (Syracuse University) 電子工程師，擁有理學(xué)學(xué)士學(xué)位，是為數不多的從設計工程師到現場(chǎng)應用工程師再到技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)成功過(guò)渡的人之一。在過(guò)去的20年里，他與許多半導體公司（包括STMicroelectronics、Infineon和National semiconductor）以及一名獨立顧問(wèn)一起，面向技術(shù)和非技術(shù)受眾開(kāi)發(fā)和營(yíng)銷(xiāo)新技術(shù)。在STMicroelectronics，Bill為公司在微控制器行業(yè)的早期發(fā)展做出了突出貢獻。他是LinkedIn半導體銷(xiāo)售與營(yíng)銷(xiāo)集團（LinkedIn Semiconductor Sales&Marketing Group）的主持人，能流利地講B2E。Bill仍然駕駛著(zhù)他信任的福特金牛座（Ford Taurus SHO），這家公司近年來(lái)采用貿澤電子元件進(jìn)行了一些不同尋常的電子升級，獲益頗多。 |
