“使用正確的工具完成工作?!边@是您經(jīng)常在硬件商店中聽到的一種說法,但對于為公司的物聯(lián)網(wǎng)/M2M計劃添加無線功能的設(shè)計工程師而言,這也是一個非常合適的經(jīng)驗法則。在過去,添加Wi-Fi連接意味著使用完整的Linux實現(xiàn)來獲得驅(qū)動程序支持,產(chǎn)品的應(yīng)用程序簡單性不需要這樣的操作系統(tǒng)。值得慶幸的是,基于Linux的Wi-Fi的替代品現(xiàn)在可用于此類物聯(lián)網(wǎng)項目。
“智能”產(chǎn)品市場正在快速增長,制造消費品和工業(yè)產(chǎn)品的公司正在競相提供新功能通過無線連接實現(xiàn)。因此,廣泛行業(yè)的設(shè)計工程師的任務(wù)是為以前的非網(wǎng)絡(luò)化產(chǎn)品添加無線功能。然而,由于管理Wi-Fi通信固有的復(fù)雜性,設(shè)計Wi-Fi連接的傳統(tǒng)方式涉及使用嵌入式Linux。
雖然Linux總是能夠為更大規(guī)模的無線設(shè)計項目和更高科技的產(chǎn)品占據(jù)一席之地,但事實上Linux對于許多IoT/M2M設(shè)計的更為適度的要求來說功能太強大且復(fù)雜。在這樣的設(shè)計中,使用Linux就像在需要手術(shù)刀時抓住鏈鋸?;蛘哂么箦N追逐惱人的蒼蠅。或者炸毀高爾夫球場試圖獲得一個地鼠。
目前,對于大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)/M2M項目來說,Linux不僅太過分了,對于尋求簡單連接的嵌入式設(shè)計人員而言,這也浪費了資源。將Linux用于簡單的嵌入式應(yīng)用程序會導致軟件復(fù)雜性,功耗,PCB布局和硬件組件方面的不必要成本。 Linux提供了非常強大的功能,但僅僅因為Wi-Fi是您的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的要求而選擇它會帶來許多不相關(guān)的復(fù)雜性。這些復(fù)雜性往往比嵌入式實現(xiàn)所需的時間和腦力更多。即使對于單個設(shè)計項目,這些額外成本和額外勞動力也是重要的,并且當在整個IoT/M2M項目管道上反復(fù)出現(xiàn)“過度工程”時,這些成本和勞動力成倍增加。
過去,使用Linux鏈鋸是因為它是唯一可用的工具。但是,今天增加嵌入式無線連接并不需要采取這種極端措施。為了精確和簡單而不是暴力和復(fù)雜性,大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)作業(yè)的正確工具很可能是嵌入式Wi-Fi模塊,而不是復(fù)雜的Linux系統(tǒng)。
最新的Wi-Fi模塊,例如LSR的新型TiWi-C-W Wi-Fi模塊,包含網(wǎng)絡(luò)堆棧,Wi-Fi驅(qū)動程序以及與建立和管理無線連接相關(guān)的其他工具。這些預(yù)先認證的模塊通過在單個封裝中提供Wi-Fi連接來簡化集成,其直觀的軟件與現(xiàn)有的主機MCU接口直接兼容。該軟件包括向微控制器(MCU)提供完整的互聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)據(jù)流所需的所有組件,而不會使應(yīng)用軟件在運行網(wǎng)絡(luò)堆棧時負擔過重。與全功能Linux系統(tǒng)相比,該解決方案帶來了額外的設(shè)計優(yōu)勢,包括更低的功耗和成本。由于采用片上系統(tǒng)技術(shù),成本越來越低。
權(quán)衡取決于網(wǎng)絡(luò)性能。基于Linux的Wi-Fi實施(在全功能~800MHz核心處理器上運行)通常比完全嵌入式模塊應(yīng)用(在低于100MHz的內(nèi)核上運行)提供更高的吞吐量。盡管內(nèi)核成本較低,但嵌入式無線模塊的吞吐量通常足以滿足物聯(lián)網(wǎng)解決方案的性能要求。
此模塊方法可為所有物聯(lián)網(wǎng)節(jié)省大量時間和人力/無線啟用設(shè)計項目,特別是涉及傳統(tǒng)非網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的項目,這些產(chǎn)品被重新稱為具有無線功能的“智能”產(chǎn)品。這些重新設(shè)計的產(chǎn)品可能已經(jīng)擁有了MCU,而工程團隊的阻力最小的路徑是保留現(xiàn)有的MCU并在該基礎(chǔ)上創(chuàng)建一層Wi-Fi連接,而不是重新設(shè)計整個系統(tǒng)以支持Linux。在使用主機MCU的這種配置中,像TiWi-C-W這樣的模塊允許“連接”到產(chǎn)品現(xiàn)有“大腦”的無線網(wǎng)絡(luò)連接。
使用最新的嵌入式Wi-Fi模塊的另一個好處是,有些像TiWi-C-W一樣,也提供即時的云就緒狀態(tài)。云是物聯(lián)網(wǎng)/M2M產(chǎn)品所需的四大設(shè)計要素之一:
連接產(chǎn)品本身。
廣泛區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(WAN),表示產(chǎn)品可以連接到的數(shù)據(jù)以及與之間傳輸數(shù)據(jù)的無線網(wǎng)絡(luò)。在大多數(shù)情況下,這只是一個Wi-Fi網(wǎng)絡(luò),就像在大多數(shù)住宅和商業(yè)環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的那樣,但在某些情況下(例如在偏遠地區(qū)使用的產(chǎn)品),蜂窩網(wǎng)絡(luò)或者甚至是專有協(xié)議可能更實用選擇連接。
帶有軟件組件的云服務(wù)器,以擴展產(chǎn)品內(nèi)置的功能,包括管理與連接產(chǎn)品的通信,管理與智能手機/平板電腦應(yīng)用程序的交互,以及提供其他關(guān)鍵功能,如數(shù)據(jù)記錄,分析和基于規(guī)則的引擎,可匯總產(chǎn)品數(shù)據(jù)并使其可操作
以及提供界面的智能手機/平板電腦應(yīng)用客戶與所連接的產(chǎn)品進行交互和控制。
云就緒是一個很有價值的屬性,因為云實際上是設(shè)計工程師最好的朋友。云允許設(shè)計人員將工作轉(zhuǎn)移到云端,并最大限度地減少產(chǎn)品本身的內(nèi)容。利用云還可以提供長期優(yōu)勢,以便在整個生命周期內(nèi)更輕松,更經(jīng)濟地支持和增強系統(tǒng)。這也意味著設(shè)計師的工作量減少,這意味著更簡單,更優(yōu)雅的產(chǎn)品重新設(shè)計。
問題是很少有設(shè)計工程師擁有豐富的云架構(gòu)經(jīng)驗。它是一個完全獨立的學科,是數(shù)據(jù)中心和IT基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的延伸。但是像TiWi-C-W這樣的嵌入式Wi-Fi模塊可以幫助設(shè)計工程師避開云端障礙,就像他們應(yīng)對Linux所帶來的挑戰(zhàn)一樣。通過為云提供完整的基礎(chǔ),他們使工程師能夠輕松地建立這個重要的支柱,而無需專業(yè)的外部人才,這可能是昂貴且難以找到的。
所以收起鏈鋸。還有大錘。和TNT。這項工作有一個更加精確的工具,它可能是設(shè)計工程師在物聯(lián)網(wǎng)/M2M項目浪潮中最好的朋友:嵌入式WiFi模塊。
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