物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)
    通常，步是為您的原型選擇理想的開發(fā)套件。嘗試從頭開始構(gòu)建云連接的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可能是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。它可能成本高昂且耗時(shí)，并且需要許多不同工程學(xué)科的知識(shí)。今天的開發(fā)人員在設(shè)計(jì)決策方面面臨著比以往更多的挑戰(zhàn)，包括更長的開發(fā)時(shí)間和更多的安全威脅。
    物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)和智能設(shè)備將融入我們環(huán)境的幾乎各個(gè)方面：我們的家庭、物理對(duì)象、交通和通信系統(tǒng)、服裝和人體，使我們能夠連接和交換數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)中有潛在的機(jī)會(huì)，但除非工作流程得到簡化并且組件更加模塊化，否則很難充分利用它們。
    對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序，可能存在三種不同類型的項(xiàng)目：
    云連接項(xiàng)目：云是由服務(wù)器構(gòu)建的，這些服務(wù)器使用專用軟件來分析和處理系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)。
    連接到本地網(wǎng)絡(luò)的項(xiàng)目：它們使用 Intranet 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
    網(wǎng)關(guān)項(xiàng)目：網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)通常用于使現(xiàn)有系統(tǒng)適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)。
    事實(shí)證明，開發(fā)套件和其他原型平臺(tái)對(duì)于平衡物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)鏈、加速創(chuàng)新以及激勵(lì)任何有想法和雄心的人設(shè)計(jì)和創(chuàng)建成功的物聯(lián)網(wǎng)解決方案至關(guān)重要。
    Microchip 解決方案
    “我們?nèi)匀话l(fā)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的采用速度相當(dāng)緩慢，”Microchip Technology 營銷總監(jiān) Oyvind Strom 說道?！坝泻芏嘟鉀Q方案，但我們看到龐大的客戶群，但不一定所有人都對(duì)物聯(lián)網(wǎng)感到滿意。我們一直在做的是推出邊緣節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)關(guān)，重點(diǎn)關(guān)注易用性?！?br>    安全硬件解決方案有助于防范安全威脅，從遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)攻擊到制造假冒產(chǎn)品。
    Microchip 提供一系列新型、智能、互聯(lián)且安全的快速原型解決方案。通過PIC平臺(tái)和AVR平臺(tái)，有四個(gè)新的物聯(lián)網(wǎng)Wi-Fi開發(fā)平臺(tái)。PIC 和 AVR 產(chǎn)品線的兩款新藍(lán)牙原型板將擴(kuò)大物聯(lián)網(wǎng)原型設(shè)計(jì)的選擇。此外，采用 Amazon GreenGrass 和 Azure 的新 IoT 網(wǎng)關(guān)解決方案將完善該產(chǎn)品組合。與 Sequans 的合作還將允許為 LTE-M 和 M/NB-IoT 基礎(chǔ)設(shè)施連接實(shí)施新的套件解決方案。
    每個(gè)解決方案的設(shè)計(jì)重點(diǎn)都是智能工業(yè)、醫(yī)療、消費(fèi)、農(nóng)業(yè)和零售應(yīng)用的易用性和快速開發(fā)，并考慮到安全性。連接技術(shù)的廣泛選擇，結(jié)合全系列的微控制器和微處理器性能及外設(shè)功能，使這些解決方案可在廣泛的市場中擴(kuò)展。
    “當(dāng)客戶想要開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)解決方案時(shí)，您可以在沒有云的情況下實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，也可以使用云實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)，”Strom 說?！霸朴?jì)算是世界上增長快的領(lǐng)域之一。目前有三大云公司：谷歌、亞馬遜和微軟。我們與他們所有人都有合作關(guān)系?！?br>    Microchip 廣泛的產(chǎn)品組合包括以下旨在降低項(xiàng)目成本和開發(fā)復(fù)雜性的解決方案。PIC-IoT WA 和 AVR-IoT WA 板是兩款新型 PIC 和 AVR MCU 開發(fā)板。他們與 Amazon Web Services (AWS) 合作開發(fā)，幫助設(shè)計(jì)人員通過 Wi-Fi 將 IoT 傳感器節(jié)點(diǎn)本地連接到 AWS IoT Core 服務(wù)。
    “當(dāng)你購買這塊板時(shí)，你基本上可以用 USB 插頭將其插入你的 PC，它會(huì)將你帶到一個(gè)專用網(wǎng)頁，你可以在其中輸入你的 Wi-Fi 憑證，然后你將在 30 秒內(nèi)將數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)絹嗰R遜云次將該板插入您的計(jì)算機(jī)，”Strom 說?！皬拇酥螅梢岳^續(xù)利用我們圍繞該開發(fā)板的綜合生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)您的應(yīng)用程序。這是一款功能非常強(qiáng)大的主板，采用業(yè)界成本效益的微控制器完成，它表明您無需使用 32 位平臺(tái)即可實(shí)現(xiàn)邊緣節(jié)點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)。”
    兩塊板均配有溫度傳感器和光傳感器，僅供演示之用。微型總線擴(kuò)展插座允許從 Click 板添加 300 多個(gè)不同的傳感器，我們的生態(tài)系統(tǒng)也支持這些傳感器（圖 1）。

    物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的嵌入式解決方案

    圖 1：PIC/AVR-IoT WA 板（圖片：Microchip）
    SAM-IoT WG 板將 Google Cloud IoT Core 與流行的 SAM-D21 Arm Cortex M0+ 32 位 Microchip 系列微控制器連接起來（圖 2）。
    物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的嵌入式解決方案
    圖 2：SAM-IoT 工作組（圖片）
    基于 Azure IoT SAM MCU 的物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺(tái)將 Azure IoT SDK 和 Azure IoT 服務(wù)與 Microchip 的 MPLAB X 開發(fā)工具生態(tài)系統(tǒng)集成在一起。該卡提供了更高的計(jì)算性能。除了傳輸數(shù)據(jù)之外，您還可以使用板上的人工智能進(jìn)行分析。
    “例如，預(yù)測維護(hù)類型的應(yīng)用程序可能就是其中之一，”斯特羅姆說?！霸摪暹€可以用于視覺。物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的此類高端應(yīng)用將是該平臺(tái)的合適目標(biāo)?！?br>    除了 Wi-Fi 板之外，工業(yè)領(lǐng)域也有許多實(shí)施藍(lán)牙的要求。當(dāng)今工業(yè)設(shè)備的所有類型的維護(hù)和修理都是通過集成藍(lán)牙進(jìn)行的。服務(wù)技術(shù)人員可以從平板電腦或手機(jī)上讀取錯(cuò)誤代碼等信息，以避免在機(jī)器內(nèi)部進(jìn)行機(jī)械操作。
    PIC-BLE 和 AVR-BLE 板基于適用于傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備的 PIC 和 AVR 微控制器，這些傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)備通過藍(lán)牙低功耗 (BLE) 網(wǎng)關(guān)連接到工業(yè)、消費(fèi)和安全應(yīng)用的移動(dòng)設(shè)備以及云。
    為了確保只有授權(quán)設(shè)備才能連接到嵌入式設(shè)備，板載安全元件 IC 完成了從嵌入式設(shè)備到云端的信任根。

    物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的嵌入式解決方案

    圖 3：PIC/AVR-BLE 板（圖片：Microchip）

    可以從 Google Play 或 iPhone App Store 名為 LightBlue 的應(yīng)用程序（圖 4）。

    主要的板載傳感器是溫度、光線和三軸加速度計(jì)?？梢詫?shí)現(xiàn)其他外部點(diǎn)擊板傳感器并從 LightBlue 開始開發(fā)自定義應(yīng)用程序。
    只要您可以利用 Wi-Fi 和 BLE，如果您始終擁有網(wǎng)關(guān)解決方案就會(huì)有所幫助。Wi-Fi 可以是您家里的路由器，但如果您想要一個(gè)封閉的網(wǎng)絡(luò)，您還需要在應(yīng)用程序中提供網(wǎng)關(guān)。
    采用 AWS IoT Greengrass 的網(wǎng)關(guān)解決方案基于的無線模塊系統(tǒng) (SOM) ATSAMA5D27-WLSOM1，它集成了 SAMA5D2 MPU、WILC3000 Wi-Fi 組合模塊和藍(lán)牙，完全由高性能MCP16502 電源管理集成電路 (PMIC)。
    “這些解決方案經(jīng)過了 AWS Greengrass 解決方案的全面，”Strom 說?！癎reengrass 是 Amazon 的解決方案，您可以在節(jié)點(diǎn)上本地進(jìn)行云計(jì)算。這可以有很多優(yōu)點(diǎn)，包括近乎實(shí)時(shí)的響應(yīng)以及即使互聯(lián)網(wǎng)連接中斷也能運(yùn)行的能力。”
    Microchip 與 Sequans 合作推出的另一個(gè)解決方案是 LTE-M/NB-IoT 開發(fā)套件。它包括基于 Sequans Monarch 芯片的模塊，可實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的覆蓋并利用的低功耗 5G 蜂窩技術(shù)。
    這個(gè)想法是網(wǎng)關(guān)再次成為客戶的障礙。如果您想將數(shù)據(jù)直接傳輸?shù)皆贫?，LTE-M/NB-IoT 解決方案是選擇。目前，大型網(wǎng)絡(luò)已開始推出 5G 網(wǎng)絡(luò)，通過 5G，它們將使大量物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)直接連接到移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。
    世界上有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。有一種稱為 LTE-M，另一種稱為 NB-IoT。它們很接近，但不同地區(qū)有不同的標(biāo)準(zhǔn)（圖5）。
    Sequans 擁有可在美洲、所有歐洲國家、日本和中國使用的 5G 技術(shù)。借助該解決方案，Microchip可以通過所有主要網(wǎng)絡(luò)通過LTE-M/NB-IoT技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為客戶提供服務(wù)。
    Microchip 的全新物聯(lián)網(wǎng)解決方案基于該公司廣泛的開發(fā)工具生態(tài)系統(tǒng)，重點(diǎn)關(guān)注 MPLAB X 集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)。MPLAB X 代碼配置器 (MCC) 等代碼生成器可自動(dòng)執(zhí)行并加速小型 PIC 和 AVR 微控制器的應(yīng)用代碼創(chuàng)建和定制。同時(shí)，Harmony 的軟件庫支持微控制器和微處理器的所有 32 位解決方案。