傳感器和智能設備的智能物聯網網絡將能夠連接到我們環境的各個方面——家庭、物理對象、交通、通信系統、服裝，甚至人體。然而，設計師在物聯網項目中面臨著從軟件設計到硬件實施的真正技術挑戰。

物聯網應用程序有三種基本類型的項目。在云連接項目中，服務器使用專用軟件來分析和處理系統收集的數據；連接到本地網絡的項目使用 Intranet 網絡進行通信；在基于網關的項目中，網關系統用于使現有系統適應互聯網。

開始任何項目的最佳方法之一是為您的原型選擇最佳開發工具包。從頭開始構建連接云的物聯網系統可能是一個昂貴且耗時的過程，需要許多工程學科的專業知識。

今天的開發人員在做出設計決策時面臨比以往更多的挑戰，包括更長的開發時間和更高的安全威脅。開發套件和其他原型平臺對于加速創新和賦予任何有想法和雄心的人設計和創建成功的物聯網平臺至關重要。

以下是一些開發工具包和平臺示例，可以幫助開發人員開始他們的項目。

Microchip 的平臺和電路板借助 Microchip Technology 的嵌入式開發解決方案，開發人員可以使用 Wi-Fi、藍牙和 5G 窄帶技術快速、輕松、安全地連接到任何云，同時通過 CryptoAuthentication 系列保持強大的安全基礎。公司。Microchip 的重點關注領域之一是幫助開發人員推出易于使用的邊緣節點和網關。

久經考驗的安全硬件解決方案與前所未有的合作程度相結合，有助于抵御從遠程網絡攻擊到制造假冒產品的各種安全威脅。這些威脅廣泛存在，遍及所有行業，并可能導致部署和恢復成本、服務收入以及最重要的品牌資產方面的重大損失。

Microchip 增加了一系列智能、互聯和安全的快速原型設計解決方案。其中包括四個基于 Wi-Fi 的物聯網開發平臺和兩個用于 PIC 和 AVR 產品線的新藍牙原型板。具有 Amazon Web Services (AWS) IoT Greengrass 和 Azure 的 IoT 網關解決方案擴展了產品組合。Microchip 與 Sequans 的合作為 LTE-M 和 NB-IoT 基礎設施連接提供了新的開發套件解決方案。

每個開發套件解決方案的設計重點是為智能工業、醫療、消費、農業和零售應用提供易用性和快速開發，并考慮到安全性。連接技術的選擇，結合全系列的微控制器 (MCU) 和微處理器 (MPU) 性能和外圍功能，使這些解決方案在一系列市場中具有可擴展性。

PIC-IoT WA 和 AVR-IoT WA 板是與 AWS 合作開發的，可幫助設計人員通過 Wi-Fi 將 IoT 傳感器節點本地連接到 AWS IoT Core 服務。兩塊板都配有溫度傳感器和光傳感器，僅用于演示目的。微型總線擴展插座允許從 Microchip 生態系統支持的 Click 板上添加 300 多種不同的傳感器（圖 1）。

圖1：PIC/AVR-IoT WA板（來源：Microchip Technology）

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）。

圖 2：SAM-IoT WG 板（來源：Microchip Technology）

基于 Azure IoT SAM MCU 的平臺將Azure IoT SDK 和 Azure IoT 服務與 Microchip 的 MPLAB X 開發工具生態系統相集成。該卡提供比陣容中的其他平臺更高的計算性能。除了傳輸您的數據外，您還可以使用板上的人工智能進行分析。

除了對 Wi-Fi 板卡的要求外，工業領域對藍牙實施的需求也很高。當今工業設備的所有類型的維護和維修都是通過集成藍牙執行的。服務技術人員可以從平板電腦或手機讀取錯誤代碼或其他數據，以避免機械干預。

PIC-BLE和AVR-BLE板基于 PIC 和 AVR MCU，用于傳感器節點設備，通過藍牙低功耗 (BLE) 網關連接到移動設備，用于工業、消費和安全應用以及云（圖3）。

圖 3：PIC/AVR-BLE 板（來源：Microchip Technology）

為確保只有授權設備可以連接到嵌入式設備，板載安全元件 IC 完成了從嵌入式設備到云端的信任根。主要的板載傳感器是溫度、光和三軸加速度計。可以使用 LightBlue 實現其他外部點擊板傳感器并開發自定義應用程序，該應用程序可以從 Google Play 或 App Store 下載。

只要您可以利用 Wi-Fi 和 BLE，擁有網關連接解決方案總是有幫助的。Wi-Fi 對于家庭路由器來說就足夠了，但是如果你想要一個封閉的網絡，你還需要在你的應用程序中提供一個網關。

采用 AWS IoT Greengrass 的網關解決方案基于最新的無線系統級模塊 (SoM) ATSAMA5D27-WLSOM1，它集成了 SAMA5D2 MPU、WILC3000 Wi-Fi 組合模塊和藍牙，由高性能驅動MCP16502電源管理集成電路。

Microchip 還宣布與 Sequans 合作推出 LTE-M/NB-IoT 開發套件。該開發套件包括基于 Sequans 的 Monarch 芯片的模塊，可覆蓋物聯網節點并利用最新的低功耗 5G 蜂窩技術。根據設計，網關添加了一個阻礙直接連接的層，因此，如果您想將數據直接傳輸到云端，LTE-M/NB-IoT 解決方案是不二之選。

服務提供商開始推出他們的 5G 網絡，這將使移動網絡上的大量物聯網節點流量成為可能。用于物聯網連接的兩種主要協議——LTE-M 和 NB-IoT——在全球范圍內因地區而異，標準也不相同。

Sequans擁有可在美洲、所有歐洲國家、日本和中國使用的5G技術。借助該解決方案，Microchip 可以為全球客戶提供 LTE-M/NB-IoT 技術和物聯網技術，支持全球所有主要網絡。

Microchip 的新物聯網解決方案基于公司廣泛的開發工具生態系統，專注于 MPLAB X 集成開發環境。MPLAB X 代碼配置器 (MCC) 等代碼生成器可自動為更小的 PIC 和 AVR MCU 創建和定制應用程序代碼并加快其速度。同時，Harmony 的軟件庫支持 MCU 和 MPU 的所有 32 位解決方案。

STMicroelectronics STM32 生態系統STMicroelectronics 的STM32 開放式開發環境(STM32 ODE) 是一個開放式系統，允許開發基于 STM32 32 位 MCU 系列的設備和應用程序，并結合通過擴展板連接的其他 ST 組件。STM32 ODE 由五個支柱組成，可在將其轉化為最終產品設計之前進行快速原型設計和功能測試：

STM32 開發板 (Nucleo)：這些板代表 STM32 MCU 產品組合，附帶開發程序和調試器。

擴展板 (X-Nucleo)：這些板連接到 Nucleo 板并添加功能，例如通過加速度、溫度和方向感測環境參數，以及實現無線和有線連接、電機控制、電源、音頻等。多個 X-Nucleo 可以與 Nucleo 板連接以擴展演示器的功能。

STM32Cube 軟件：這套軟件工具用于配置和管理開發板的功能以及對板載 STM32 MCU 進行編程。通過該軟件管理板卡的硬件抽象層功能，導出與板卡接口的程序使用的命令。

STM32Cube 擴展軟件：Nucleo 和 X-Nucleo 板之間的通信需要該軟件。

STM32 ODE 功能包：這是一組應用示例，適用于 Nucleo 開發板和一個或多個連接在一起的 X-Nucleo 擴展板的最常見用例。

STM32Cube 生態系統還提供廣泛的嵌入式軟件庫。用戶可以從 STMicroelectronics 和合作伙伴的 100 多個軟件包組合中進行挑選，現在這些軟件包都添加了 Azure RTOS，以進一步加快最終應用程序的開發。

意法半導體與微軟的合作讓客戶可以利用 Azure RTOS 的豐富服務，滿足微型、智能、連接設備的需求。這包括 Azure RTOS ThreadX 實時操作系統，它具有適合深度嵌入式應用程序的緊湊內存占用。還包括 FileX FAT 文件系統、NetX 和 NetX Duo TCP/IP 網絡堆棧以及 USBX USB 堆棧。

圖 4：STM32Cube 生態系統（來源：意法半導體）

Renesas SoM SMARC 平臺Renesas Electronics SoM 智能移動架構 ( SMARC ) 板解決方案由 10 個 Renesas IC 組成，包括 MPU、電源和模擬部件。該硬件解決方案加速了物聯網應用程序的開發，用于通過人工智能進行對象識別、圖像處理和 4K 分辨率的視頻播放。應用包括用于家庭自動化和工業的監控攝像頭、控制儀器、圖形界面和嵌入式視覺系統。

圖 5：SoM SMARC 框圖（來源：瑞薩電子）

瑞薩電子的可擴展 SoM 組合解決方案基于 SMARC 2.0 行業標準，尺寸為 82 × 80 mm。SMARC SoM 板為開發人員提供了三種可擴展版本的瑞薩電子 RZ/G2 64 位 MPU 選擇 — RZ/G2N MPU 具有 1.5 GHz 的雙 Arm Cortex-A57 內核，用于中等性能；具有雙 Arm Cortex-A57 內核和四個 Arm Cortex-A53 內核 (1.2 GHz) 的 RZ/G2M MPU，可實現高性能；以及具有四個 Arm Cortex-A57 內核和四個 Arm Cortex-A53 內核的 RZ/G2H MPU，可實現更高的性能。三款 MPU（從兩核到八核）集成了 PowerVR 的 600-MHz 3D 圖形以及具有 4K 超高清分辨率的 H.265 和 H.264 編解碼器，以滿足不同程度的計算處理需求。

審核編輯 黃昊宇