物联网设计的嵌入式解决方案

Microchip Technology Inc. 通过对所有集成微控制器解决方案使用云连接，推出了一系列用于快速原型制作的物联网解决方案。

物联网设计的特点是将适当的微控制器 (MCU) 解决方案与适合您应用的理想连接协议配对。Microchip Technology Inc. 宣布推出一系列全栈嵌入式开发解决方案，可提供任意数量的此类组合。该产品线范围从用于传感器和执行器的最小 PIC 和 AVR MCU 到用于边缘计算的 32 位 MCU 网关和微处理器 (MPU) 解决方案。连接选项包括 Wi-Fi、蓝牙或 5G 窄带技术，同时在 CryptoAuthentication 系列的信任平台支持下保持安全基础。

物联网设计
通常，第一步是为您的原型选择理想的开发套件。尝试从头开始构建连接云的物联网系统可能是一项艰巨的任务。它可能既昂贵又耗时，并且需要许多不同工程学科的专业知识。今天的开发人员在设计决策方面面临比以往更多的挑战，包括更长的开发时间和更多的安全威胁。

物联网传感器网络和智能设备将融入我们环境的几乎每个方面：我们的家、物理对象、交通和通信系统、服装和人体，使我们能够连接和交换数据。物联网中存在潜在的机会，但除非简化工作流程并且组件更加模块化，否则很难充分利用它们。

对于物联网应用程序，可能存在三种不同类型的项目：

云连接项目：云是由服务器构建的，这些服务器使用专用软件来分析和处理系统收集的数据。

连接到本地网络的项目：它们使用 Intranet 网络进行通信。

网关项目：网关系统通常用于使现有系统适应互联网。

事实证明，开发套件和其他原型平台对于平衡物联网供应链、加速创新以及激励任何有想法和抱负的人设计和创建成功的物联网解决方案至关重要。

Microchip 解决方案
“我们仍然看到物联网的采用速度相当缓慢，”Microchip Technology 的营销总监 Oyvind Strom 说。“有很多解决方案，但我们看到一个庞大的客户群，不一定所有人都对物联网感到满意。我们一直在做的是推出以易用性为重点的边缘节点和网关。“

安全硬件解决方案有助于防范从远程网络攻击到制造假冒产品的各种安全威胁。

Microchip 提供一系列全新、智能、互联且安全的快速原型设计解决方案。通过PIC平台和AVR平台，有四个新的物联网Wi-Fi开发平台。用于 PIC 和 AVR 产品线的两款新蓝牙原型开发板将扩大物联网原型设计的选择范围。此外，采用 Amazon GreenGrass 和 Azure 的新物联网网关解决方案将完善该产品组合。与 Sequans 的合作还将允许为 LTE-M 和 M/NB-IoT 基础设施连接实施新的套件解决方案。

每个解决方案都旨在关注智能工业、医疗、消费、农业和零售应用的易用性和快速开发，并考虑到安全性。广泛的连接技术选择，结合全系列的微控制器和微处理器性能和外设特性，使这些解决方案在广泛的市场中具有可扩展性。

“当客户想要开发物联网解决方案时，你可以在没有云的情况下进行物联网，也可以在有云的情况下进行物联网，”Strom 说。“而云计算绝对是世界上发展最快的领域之一。三大云计算公司：谷歌、亚马逊和微软。我们与他们所有人都合作。”

Microchip 广泛的产品组合包括以下旨在降低项目成本和开发复杂性的解决方案。PIC-IoT WA 和 AVR-IoT WA 板是两款新的 PIC 和 AVR MCU 开发板。他们与亚马逊网络服务 (AWS) 合作开发，帮助设计人员通过 Wi-Fi 将 IoT 传感器节点本地连接到 AWS IoT Core 服务。

“当您购买此板时，您基本上用 USB 插头将其插入您的 PC，它会将您带到一个专用网页，您可以在其中输入您的 Wi-Fi 凭据，您将在 30 秒内将数据流式传输到亚马逊云从第一次将该板插入您的计算机，“斯特罗姆说。“从那时起，您可以继续使用我们围绕该板的综合生态系统开发您的应用程序。这是一个非常强大的电路板，使用业内最具成本效益的微控制器完成，它表明您不需要使用 32 位平台来进行边缘节点物联网。”

两块板都配有温度传感器和光传感器，仅用于演示目的。微型总线扩展插座允许从我们的生态系统中也支持的 click 板添加 300 多种不同的传感器（图 1）。

图 1：PIC/AVR-IoT WA 板（图片：Microchip）

SAM-IoT WG 板将 Google Cloud IoT Core 与流行的 SAM-D21 Arm Cortex M0+ 32 位 Microchip 系列微控制器连接起来（图 2）。

图 2：SAM-IoT WG（图片：Microchip）

基于 Azure IoT SAM MCU 的物联网开发平台将 Azure IoT SDK 和 Azure IoT 服务与 Microchip 的 MPLAB X 开发工具生态系统集成在一起。该卡提供了更多的计算性能。除了传输您的数据外，您还可以使用板上的人工智能进行分析。

“例如，预测性维护类型的应用程序可能就是其中之一，”Strom 说。“该板也可用于视觉。物联网节点的这些高端应用程序将是该平台的合适目标。”

除了 Wi-Fi 板外，工业领域对蓝牙实施的要求也很多。当今工业设备的所有类型的维护和维修都是通过集成蓝牙执行的。服务技术人员可以从他的平板电脑或手机中读取错误代码和类似的信息，以避免在机器内部进行机械操作。

PIC-BLE 和 AVR-BLE 板基于用于传感器节点设备的 PIC 和 AVR 微控制器，通过低功耗蓝牙 (BLE) 网关连接到移动设备，用于工业、消费和安全应用以及云。

为确保只有授权设备才能连接到嵌入式设备，板载安全元件 IC 完成了从嵌入式设备到云端的信任根。

图 3：PIC/AVR-BLE 板（图片：Microchip）

可以从 Google Play 或 iPhone App Store 下载名为 LightBlue 的应用程序（图 4）。

图 4：LightBlue 应用程序

主要的板载传感器是温度、光和三轴加速度计。可以实现其他外部点击板传感器并从 LightBlue 开始开发您的自定义应用程序。

只要您可以利用 Wi-Fi 和 BLE，如果您始终拥有网关解决方案，将会有所帮助。Wi-Fi 可以是您家中的路由器，但如果您想要一个封闭的网络，您还需要在您的应用程序中提供一个网关。

采用 AWS IoT Greengrass 的网关解决方案基于最新的无线系统级模块 (SOM) ATSAMA5D27-WLSOM1，它集成了 SAMA5D2 MPU、WILC3000 Wi-Fi 组合模块和蓝牙，完全由高性能MCP16502 电源管理集成电路 (PMIC)。

“这些解决方案已通过 AWS Greengrass 解决方案的全面认证，”Strom 说。“Greengrass 是亚马逊的解决方案，您可以在节点上本地进行云计算。这可以带来许多优势，包括近乎实时的响应以及即使您的互联网连接中断也能正常运行的能力。”

Microchip 与 Sequans 合作推出的另一个解决方案是 LTE-M/NB-IoT 开发套件。它包括基于 Sequans 的 Monarch 芯片的模块，可以覆盖物联网节点并利用最新的低功耗 5G 蜂窝技术。

这个想法是网关再次成为客户的障碍。如果您想将数据直接传输到云端，LTE-M/NB-IoT 解决方案是不二之选。目前，大型网络开始推出其 5G 网络，借助 5G，它们将使大量物联网节点直接连接到移动网络。

世界上有两种标准。有一种称为 LTE-M，另一种称为 NB-IoT。它们很接近，但不同地区有不同的标准（图5）。

Sequans拥有可在美洲、所有欧洲国家、日本和中国使用的5G技术。借助该解决方案，Microchip 可以通过 LTE-M/NB-IoT 技术和全球所有主要网络的 IoT 技术为全球客户提供服务。

图 5：LTE 或 M/NB-IoT 开发套件（图片：Microchip）

Microchip 的新物联网解决方案基于公司广泛的开发工具生态系统，专注于 MPLAB X 集成开发环境 (IDE)。MPLAB X 代码配置器 (MCC) 等代码生成器可自动为小型 PIC 和 AVR 微控制器创建和定制应用程序代码并加快其速度。同时，Harmony 的软件库支持微控制器和微处理器的所有 32 位解决方案。

审核编辑 黄昊宇