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《MCU物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵要素是功能多樣性》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、-------------各類專業(yè)好文檔,值得你下載,教育,管理,論文,制度,方案手冊(cè),應(yīng)有盡有--------------MCU物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)方案的關(guān)鍵要素是功能多樣性物聯(lián)網(wǎng)(IoT)在本質(zhì)上是由各式各樣的元件所組成,各針對(duì)不同的功能進(jìn)行最佳化。穿戴式裝置會(huì)針對(duì)低功率和局部連線進(jìn)行最佳化,無(wú)線橋接器則會(huì)針對(duì)傳輸效率和彈性的通訊協(xié)定支援進(jìn)行最佳化,而連線的廚房電器將會(huì)著重在提升使用簡(jiǎn)便性。這些不同的需求意味著其支援的硬體(其中絕大多數(shù)都是以MCU為架構(gòu))也需要具備不同的功能組合以達(dá)到最佳實(shí)作成果。若您認(rèn)為已經(jīng)有太多的MCU選擇,那麼以IoT為目標(biāo)市場(chǎng)的新一代元件將讓您更為驚訝?! 〔煌?/p>
2、求促成功能多樣性 物聯(lián)網(wǎng)(IoT)最明顯的需求就是連線能力。若無(wú)通訊能力,單純就只是一個(gè)「物件」,無(wú)法形成物聯(lián)網(wǎng)。然而,連線能力也涵蓋多種功能。查看Digi-Key無(wú)線解決方案TechZone頁(yè)面,即可看見琳瑯滿目的無(wú)線方案,適用於藍(lán)牙、行動(dòng)、GPS、ISM、RFID、802.11/Wi-Fi/WiMax和802.15.4/ZigBee,而且這些只是冰山一角而已。但是,每一款MCU都需要支援這些所有無(wú)線通訊協(xié)定嗎?若是如此,MCU在每一款I(lǐng)oT設(shè)計(jì)中都會(huì)耗費(fèi)大量電力、成本和復(fù)雜度預(yù)算。既然如此,到底該如何是好? 有個(gè)方法是將主要IoT裝置的功能專屬化,如此即可簡(jiǎn)化其連線需求。
3、舉例而言,并非所有感測(cè)器都需要連接Wi-Fi。感測(cè)器能使用低功率、高效率的短程連線標(biāo)準(zhǔn)即可。感測(cè)器能透過(guò)此標(biāo)準(zhǔn)連接感測(cè)器「橋接器」,即可藉此連線到更遠(yuǎn)的裝置,最終與網(wǎng)際網(wǎng)路連線。其他專屬元件能提供儲(chǔ)存能力,能在建立目的地連線之前,先行儲(chǔ)存本機(jī)所產(chǎn)生的資料。舉例來(lái)說(shuō),騎單車時(shí)的心律資料和路徑資訊就可儲(chǔ)存在本機(jī)活動(dòng)監(jiān)測(cè)器中,直到返家進(jìn)入健康資訊匯集器的連線范圍為止。運(yùn)算元件也可配置在網(wǎng)路中提供分散式運(yùn)算,如此一來(lái)即可在傳輸前先行處理并壓縮龐大的資料組。由於無(wú)線通訊可能要耗用許多電力,因此在傳輸之前,先以一小部分電力將資料匯整,即可大幅提升整體能源效率。除此之外,由於資料在抵達(dá)最終目的地前可能
4、需在多個(gè)中繼點(diǎn)之間流通,因此在前端元件提供節(jié)省機(jī)制,就可在整體過(guò)程上發(fā)揮節(jié)省效果?! D1的范例指出多樣性連網(wǎng)「物件」的組合,我們可透過(guò)此范例進(jìn)一步探討,為何差異化功能在達(dá)到成功的IoT部署上如此重要。范例中除了呈現(xiàn)之前描述的數(shù)種多樣性元件類型外,也有添加一些新的類型。在IoT的邊緣處有分散式感測(cè)器和致動(dòng)器,這些是IoT連接「真實(shí)世界」的介面。在此常見的元件包括個(gè)人活動(dòng)監(jiān)測(cè)器、位置追蹤器以及環(huán)境感測(cè)器,也有相關(guān)致動(dòng)器,可用於加熱、冷卻、照明以及建筑物門禁。在這些「邊緣」元件背後都有感測(cè)器結(jié)合裝置,會(huì)收集感測(cè)器資料然後合并(或結(jié)合)不同的量測(cè)結(jié)果,建立額外的知識(shí),以用於更高階的應(yīng)用。感測(cè)器
5、結(jié)合的常見范例之一就是合并GPS和大氣壓力資料,以此判定高度和位置。感測(cè)器結(jié)合裝置通常會(huì)連接到橋接器,再透過(guò)橋接器在通訊協(xié)定之間轉(zhuǎn)換(通常是有線和無(wú)線連線之間)。有些情況下,需要具備本機(jī)儲(chǔ)存能力將感測(cè)器資料快取,以便日後下載。例如,活動(dòng)監(jiān)測(cè)器資訊管理器能儲(chǔ)存心律資訊,以便日後下載到手機(jī)應(yīng)用程式中?! ?------------各類專業(yè)好文檔,值得你下載,教育,管理,論文,制度,方案手冊(cè),應(yīng)有盡有---------------------------各類專業(yè)好文檔,值得你下載,教育,管理,論文,制度,方案手冊(cè),應(yīng)有盡有-------------- 透過(guò)專屬化簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)的示意圖 圖1:
6、透過(guò)專屬化簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)?! ⌒艠?biāo)是饋入IoT的資訊來(lái)源,能指出廣告、環(huán)境或位置。例如,信標(biāo)能傳送距離、環(huán)境以及高度資訊,以便用於自行車道上。除此之外,信標(biāo)也能提供新款單車配件以及服務(wù)價(jià)格等廣告,不用太驚訝。感測(cè)器結(jié)合式橋接裝置會(huì)合并來(lái)自多重信標(biāo)和感測(cè)器的資料,依據(jù)接收器的操作模式,剔除非必要(或不想要)的資料。此篩選功能可雙向進(jìn)行,因此能阻擋竊聽者(如進(jìn)行工作面試時(shí))取得個(gè)人資訊(如心律)?! ?chǔ)存和運(yùn)算元件可納入到感測(cè)器結(jié)合式橋接裝置中,或作為通訊橋接器的一部份,即可有效率地將無(wú)線資料在多種格式之間轉(zhuǎn)換,達(dá)到資料安全性和完整性。感測(cè)器透過(guò)藍(lán)牙連接到橋接器後,資料即可透過(guò)較長(zhǎng)距離的
7、無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行儲(chǔ)存或轉(zhuǎn)送,例如Wi-Fi。橋接器至少必須具備儲(chǔ)存和通訊功能,更高階的裝置則需含有額外的處理能力。額外的處理能力可用來(lái)結(jié)合多種感測(cè)器讀數(shù),因此當(dāng)完整資料組準(zhǔn)備好進(jìn)行接收,或是讀數(shù)「超出范圍」而需發(fā)出警告時(shí),「上游」裝置就會(huì)收到警告。MCU多樣性與物聯(lián)網(wǎng)的演進(jìn) 目前有個(gè)勢(shì)必會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域成長(zhǎng)的趨勢(shì),那就是結(jié)合關(guān)鍵無(wú)線硬體元件、重要的軟體驅(qū)動(dòng)程式和通訊協(xié)定堆疊,進(jìn)一步簡(jiǎn)化多樣性裝置的設(shè)計(jì)和建立,以便完全實(shí)現(xiàn)IoT愿景。舉例