硬件設備連網是 IoT 的核心。IoT 設備監視并測量 “事物” 或現實物品，包括工業設備、家用電器、建筑、汽車、倉庫庫存商品，以及人類（在使用可穿戴設備的情況下）。

在 IoT 的背景下，設備 這個詞被過度使用，它描述了針對特定用途而設計或調整的硬件。它被用于表示各個硬件組件，包括傳感器和執行器，也用于表示現成的電路板，比如 Raspberry Pi，還被用于表示由若干子設備構建的定制原型和生產單元。

IoT 設備特征

隨著 IoT 環境的日趨成熟，新設備和設備平臺也在不斷發布。您需要理解大多數 IoT 設備中常見的關鍵特征，才能在新設備可用時對它們進行比較和評估。

我們可以根據這些高級性能來描述 IoT 設備的特征：

數據獲取和控制

數據處理和存儲

連接性

電源管理

數據獲取和控制

數據獲取 (DAQ) 是按固定時間間隔（數據取樣速度）測量實際狀況，并將測量結果轉換為數字讀數的過程。DAQ 還涉及到信號調節和模數轉換器，前者用于操作和縮放原始傳感器讀數，后者用于將模擬傳感器讀數轉換為數字值，以便對它們進行處理和分析。

傳感器是測量物理變量并將它們轉換為電信號（電壓）的輸入組件。您可以從數千種類型的現有傳感器中進行選擇，用它們來測量一系列變量，包括溫度、濕度、壓力、煙霧、瓦斯、光纖、聲音、震動、氣流、水流、速度、加速度、距離、GPS 位置、海拔或力，等等。但傳感器并不是只能測量環境條件；本體感受傳感器還能監視設備的內部狀態，諸如按鈕、滑塊或觸摸屏之類的傳感器還可用于直接與設備交互，提供一個人機接口。

對于每種類型的傳感器，比如溫度傳感器，眾多制造商提供了數十種備選組件，每種組件的準確性和精確度規格都稍有不同，而且每種組件都是為特定應用和操作條件而設計的，比如用在水下或用于抵抗極熱和極冷條件。

傳感器組件的一個重要特征是分辨率。傳感器的分辨率表示傳感器能可靠地讀取的最小變化量，它與用于表示原始傳感器讀數的數值大小相關。

數據處理和存儲

IoT 設備需要具備處理和存儲數據的能力，才能對它們捕獲的數據執行基本的處理、轉換和分析。IoT 設備可直接處理數據，或者可以將數據傳輸到其他設備、網關設備、云設備或應用程序來進行聚合和分析。

邊緣分析涉及到在網絡邊緣而不是在中心位置執行數據分析。可在設備自身上或在 IoT 設備直接連接的附近網關設備（比如路由器）上近實時地分析數據，而無需讓設備將大量數據傳輸到上游的云服務器或數據中心來進行進一步分析。

在邊緣處理數據使得在收集數據時就能夠對其進行聚合和過濾，僅選出最重要的數據發送給上游。最終，邊緣分析既能減少上游的處理和存儲需求，又能減輕網絡上的負載。

IoT 應用程序的處理能力和存儲取決于設備自身完成的處理工作量，而不是使用數據的服務或應用程序所完成的處理工作量。可用內存量和處理器規格（包括時鐘速率和內核數量）決定了設備處理數據的速率。

在將數據傳輸到上游之前，可以使用非易失性閃存存儲器來保存數據，該存儲器的容量決定了可在設備上存儲的數據量。與僅執行諸如驗證、標準化、縮放或轉換讀數（比如將原始溫度讀數轉換為攝氏度）之類的基本數據處理的設備相比，執行邊緣分析的設備需要的處理能力要高得多。

連接性

網絡連接是所有 IoT 設備的界定特征之一。設備與本地的其他設備通信，并向云中的服務和應用程序發布數據。一些設備使用 802.11 (wifi)、藍牙、RFID、蜂窩網絡，或者諸如 LoRa、SigFox 或 NB-IoT 之類的低功耗廣域物聯網 (LPWAN) 技術來進行無線通信。

有線通信適用于安裝在智慧建筑、家庭自動化和工業控制系統中的固定設備，可將這些設備連接到以太網或通過有源以太網對其進行改良。串行通信也是設備之間的一種有線連接形式，它使用通用異步收發傳輸器 (UART) 或控制器局域網 (CAN) 協議（起源于汽車行業）等標準協議。

電源管理

對于依靠電池或其他無線電源（比如太陽能）供電的便攜和可穿戴 IoT 設備，電源管理特別重要。根據提供數據獲取和控制、存儲、處理和連網功能的相連傳感器、執行器或集成電路 (IC) 的使用模式和電源需求，設備可能需要定期進入休眠模式或低功耗模式，以節省電量或延長電池壽命。

用于為 IoT 項目設計原型的現有硬件類型

開發 IoT 應用程序比以往更容易，這得益于現在有越來越多低成本、商業性的硬件開發板、平臺和原型設計工具包。模塊化的硬件設計使得開發 IoT 應用程序更加靈活。您可以替換備用組件，試用規格略有不同的傳感器，或者可以獨立地升級設備的網絡、數據處理或存儲模塊，以滿足不斷變化的需求。

包括微控制器和單板計算機在內的許多現有的商業性硬件設備，都是圍繞單芯片系統 (SoC) IC 而設計。

微控制器開發板

微控制器 是一種提供數據處理和存儲功能的 SoC。微控制器包含一個（或多個）處理器內核、內存 (RAM，隨機存取存儲器)，以及用于存儲在微控制器上運行的自定義程序的可擦除可編程只讀寄存器 (EPROM)。微控制器開發板 屬于 PCB（印制電路板），但增加了額外的電路來支持微控制器，使對芯片進行原型設計和編程變得更方便。

傳感器和執行器通過數字或模擬通用輸入/輸出 (GPIO) 引腳或硬件總線來連接到微控制器。I2C 和 SPI 等標準通信協議用于與總線上連接的組件進行設備內通信。通過采用各種標準，可以更容易地添加或替換與總線連接的組件。