公司如何能夠連續(xù)多年遠(yuǎn)程管理大量的智能傳感器和計(jì)算設(shè)備，而無(wú)需維護(hù)？這個(gè)問(wèn)題既棘手又關(guān)鍵，因?yàn)榇鸢笇Q定物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)。確實(shí)，要在該領(lǐng)域持續(xù)多年的產(chǎn)品，它必須具有極低的功耗。然而，智能系統(tǒng)必須定期與云通信以共享數(shù)據(jù)、接收更新等。任何無(wú)線(xiàn)傳輸本質(zhì)上都是耗電的。因此，如果團(tuán)隊(duì)希望推出可行的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，就必須找到優(yōu)化與遠(yuǎn)程服務(wù)器連接的方法。

ST 和IoTerop是一家專(zhuān)門(mén)從事窄帶物聯(lián)網(wǎng)輕量級(jí)機(jī)器對(duì)機(jī)器 （LwM2M） 設(shè)備管理的法國(guó)公司，提供了一種方法來(lái)幫助使用 STM32 微控制器的工程師解決這個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。ST 授權(quán)合作伙伴 IoTerop 創(chuàng)建了 IOWA，這是一個(gè)軟件開(kāi)發(fā)工具包，可簡(jiǎn)化 LwM2M 解決方案的創(chuàng)建。該軟件堆棧位于 ST 的中間件之上，并包含一個(gè)經(jīng)過(guò)極大優(yōu)化的庫(kù)。因此，開(kāi)發(fā)人員可以訪(fǎng)問(wèn)加速代碼創(chuàng)建的抽象層。IOWA 還與 IoTerop 的云端設(shè)備管理平臺(tái) ALASKA 和其測(cè)試環(huán)境 CONNECTICUT 合作。因此，讓我們探討一下為什么運(yùn)行 IoTerop 軟件的 STM32 MCU 可以解決物聯(lián)網(wǎng)工程師目前面臨的挑戰(zhàn)。

1. 愛(ài)荷華州和低功耗挑戰(zhàn)

MQTT 與 LwM2M

啟動(dòng)智能電表等項(xiàng)目時(shí)，一個(gè)基本挑戰(zhàn)來(lái)自于選擇通信協(xié)議。消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸 （MQTT） 是處理云時(shí)事實(shí)上的協(xié)議，這是有充分理由的。它的發(fā)布-訂閱模型是可靠的，并且使用了非常熟悉的 TCP 協(xié)議。然而，催生 MQTT 的頭腦從來(lái)沒(méi)有考慮過(guò)超低功耗物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的消費(fèi)。另一方面，LwM2M 本質(zhì)上更高效，因?yàn)樗暮诵氖且粋€(gè)受限應(yīng)用協(xié)議 （CoAP），這意味著它旨在適合小型設(shè)備并且只需要很少的功率。因此，IOWA 很有幫助，因?yàn)樗兄谠?STM32 系統(tǒng)上創(chuàng)建 LwM2M 應(yīng)用程序。

只有 5 KB 的 RAM

IoTerop 利用了 LwM2M 的固有優(yōu)勢(shì)，更進(jìn)一步。例如，該公司利用 ST 的加密內(nèi)核來(lái)優(yōu)化加密和解密操作。IoTerop 還致力于利用 STM32 MCU 中提供的深度睡眠模式和其他節(jié)能機(jī)制。此外，IOWA 的內(nèi)存占用比競(jìng)爭(zhēng)解決方案要小得多。事實(shí)上，整個(gè)庫(kù)僅適合 30 KB 的閃存和 5 KB 的 RAM。因此，開(kāi)發(fā)人員可以更輕松地依賴(lài) IOWA，因?yàn)樗m合小型內(nèi)存配置和低功耗處理器。

2. 愛(ài)荷華州和面向未來(lái)的挑戰(zhàn)

MQTT 與 LwM2M 第二部分

工程師必須應(yīng)對(duì)的另一個(gè)挑戰(zhàn)與專(zhuān)有解決方案的使用有關(guān)。傳統(tǒng)上，團(tuán)隊(duì)優(yōu)先考慮標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗鼈兲峁┗ゲ僮餍院瓦B續(xù)性。完善的行業(yè)協(xié)議消亡的可能性微乎其微。另一方面，專(zhuān)有技術(shù)可能更不穩(wěn)定且更不安全。當(dāng)面臨這種沖突時(shí)，許多開(kāi)發(fā)人員傾向于傾向于 LwM2M。實(shí)際上，例如，MQTT 沒(méi)有定義有效負(fù)載。結(jié)果，許多開(kāi)發(fā)人員使用專(zhuān)有解決方案，將他們鎖定在特定的供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)中。LwM2M 沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)要全面得多。它定義了有效負(fù)載、數(shù)據(jù)模型，包括設(shè)備管理服務(wù)，并與 TLS 和 DTLS 1.2+ 一起使用以提高安全性。

面向未來(lái)的思考

希望在 STM32 MCU 上利用 LwM2M 的開(kāi)發(fā)人員可以求助于 IOWA，它實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的所有功能等等。例如，SDK 實(shí)現(xiàn)了固件更新和遠(yuǎn)程診斷功能。簡(jiǎn)而言之，IoTerop 利用 ST 的中間件和 LwM2M 功能來(lái)幫助管理設(shè)備的整個(gè)生命周期。事實(shí)上，一個(gè)常見(jiàn)的困難是在一個(gè)飛速發(fā)展的科技世界中管理設(shè)備的能力 10 年后。通過(guò)依賴(lài)標(biāo)準(zhǔn)并與 ST 密切合作，這家法國(guó)公司確保用戶(hù)可以在其產(chǎn)品的整個(gè)生命周期內(nèi)繼續(xù)修補(bǔ)軟件、連接到云、配置新設(shè)備、添加新功能等等。

3. 愛(ài)荷華州和發(fā)展時(shí)間挑戰(zhàn)

編寫(xiě)代碼可以快 70%

程序員總是問(wèn)自己一個(gè)簡(jiǎn)單的問(wèn)題：“寫(xiě)這個(gè)應(yīng)用程序需要多長(zhǎng)時(shí)間？” 這就是為什么許多人選擇使用抽象層的原因。必須從頭開(kāi)始編寫(xiě)所有內(nèi)容通常會(huì)耗費(fèi)時(shí)間和成本。因此，愛(ài)荷華州是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的重要組成部分，因?yàn)椴捎盟蟠蠹涌炝税l(fā)展。然而，還有更多的東西。借助 CONNECTICUT，工程師可以更快地測(cè)試他們的應(yīng)用程序，從而進(jìn)一步縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。同樣，采用 ALASKA 平臺(tái)意味著更快地推出云平臺(tái)。此外，IOWA SDK 在STM32CubeIDE中工作，這是第一個(gè)內(nèi)置 STM32CubeMX 的免費(fèi) ST IDE。因此，團(tuán)隊(duì)可以使用像P-L496G-CELL02這樣的電路板、所有 ST 低級(jí)軟件和擴(kuò)展，如X-CUBE-CELLULAR，預(yù)計(jì)在與 IoTerop 的解決方案配對(duì)時(shí)，將在不到三個(gè)月的時(shí)間內(nèi)發(fā)布商業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。

審核編輯：郭婷