信號(hào)鏈的相關(guān)智能分割技術(shù)和精確測(cè)量技術(shù)如何優(yōu)化最新的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用設(shè)計(jì)？ 如何通過(guò)將網(wǎng)絡(luò)邊緣的系統(tǒng)連接到云處理和資源，重新思考整個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化和設(shè)計(jì)？

什么是IoT？

如今，關(guān)于IoT的新聞層出不窮。 但是，IoT的一個(gè)簡(jiǎn)單定義是通過(guò)檢測(cè)、測(cè)量、解釋、連接和分析數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生信息。 基本上就像下圖顯示的流程：在現(xiàn)實(shí)世界中，有許多物理現(xiàn)象需要檢測(cè)；有一些測(cè)量技術(shù)可從中提取數(shù)據(jù)；解釋就是您對(duì)數(shù)據(jù)含義的理解；連接就是把它傳輸?shù)皆品?wù)器或其它設(shè)備；然后會(huì)進(jìn)行一些分析，提取有用且可執(zhí)行的信息，進(jìn)而利用這些信息來(lái)改變實(shí)際的運(yùn)作。

IoT屬于所謂第三波聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。 第一波起源于大型機(jī)時(shí)代，然后過(guò)渡到服務(wù)器和云，它涉及到一些大型的、復(fù)雜的計(jì)算系統(tǒng)。 第二波可以看作是把電子設(shè)備搬到家中，從PC開始，然后是筆記本電腦，最近有智能手機(jī)和平板電腦。 第三波是將更小的設(shè)備部署在我們周圍的各個(gè)地方，實(shí)現(xiàn)普適檢測(cè)。 ADI在這幾波浪潮中浸淫多年，對(duì)實(shí)際信號(hào)的測(cè)量、檢測(cè)和解釋有著豐富的經(jīng)驗(yàn)。

使用DIKW三角形或金字塔，即數(shù)據(jù)、信息、知識(shí)、智慧三角形，有助于我們理解。

IoT層次

IoT的作用就是提高上述整個(gè)過(guò)程的自動(dòng)化程度。 目前有些事是在復(fù)雜的系統(tǒng)中完成，通常需要大量人工干預(yù)。 當(dāng)IoT技術(shù)成熟并發(fā)揮作用時(shí)，這一過(guò)程的自動(dòng)化程度將增加，系統(tǒng)的運(yùn)行效率將更高。現(xiàn)在看看IoT的一些元素，即層次，這是一個(gè)很好的參考模型。

IoT信號(hào)處理

首先是基本元件——傳感器，然后是基于節(jié)點(diǎn)的或模擬/數(shù)字信號(hào)處理、基于網(wǎng)關(guān)的信號(hào)處理，最后是基于云的信號(hào)處理。 雖然我們的主題是系統(tǒng)優(yōu)化，在某種程度上，傳感器并不是這里的主角，但現(xiàn)在或未來(lái)的任何系統(tǒng)，只要是從現(xiàn)實(shí)世界獲取數(shù)據(jù)，都會(huì)涉及到某種形式的傳感器。這張圖片顯示了ADI的傳感器路線圖或歷史。

從基于網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)的模擬和數(shù)字信號(hào)處理開始，以我們的一款器件ADuCM360為例，重點(diǎn)說(shuō)明當(dāng)今的此類片上系統(tǒng)或集成系統(tǒng)提供給客戶的各種功能。

下圖是一個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，或者說(shuō)嵌入了處理器的無(wú)線節(jié)點(diǎn)。 其中內(nèi)置了多個(gè)不同的傳感器，并且集成了微控制器、ADC和ISM頻段sub-GHz無(wú)線電。

網(wǎng)關(guān)是什么？

有很多不同的解釋，但我們認(rèn)為，它實(shí)際上是一種連接設(shè)備，一端是各種傳感器，包括有線和無(wú)線，另一端是局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)。 因此，在廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)一側(cè)，如果是在本地，您可以使用Wi-Fi或以太網(wǎng)，或者使用蜂窩調(diào)制解調(diào)器，甚至通過(guò)電力線或衛(wèi)星鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)。

基于云的信號(hào)處理

在云上的一個(gè)重大優(yōu)勢(shì)是能夠存儲(chǔ)、檢索、搜索大量數(shù)據(jù)記錄，包括歷史數(shù)據(jù)和來(lái)自IoT網(wǎng)絡(luò)上許多不同設(shè)備的數(shù)據(jù)。

智能分割技術(shù)

智能分割實(shí)際上涉及到IoT的發(fā)展，它使節(jié)點(diǎn)具有更高的智能。

示例 1：遠(yuǎn)程占用檢測(cè)

這個(gè)例子涉及到相機(jī)，在節(jié)點(diǎn)附近運(yùn)行分析，以便檢測(cè)停車場(chǎng)或車庫(kù)中的汽車占位情況，會(huì)議廳中的人員占位和倉(cāng)庫(kù)中的位置占用檢測(cè)也是如此。 ADI公司開發(fā)了BLIP平臺(tái)， 即Blackfin低功耗成像平臺(tái)。 它將這些算法應(yīng)用于節(jié)點(diǎn)，以便能在節(jié)點(diǎn)執(zhí)行占用檢測(cè)。

示例 2：高精度振動(dòng)檢測(cè)

對(duì)于具有泵或電機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的大型系統(tǒng)，振動(dòng)是判斷潛在故障的重要指標(biāo)。 ADI的ADIS系統(tǒng)是振動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)例子。它有一對(duì)網(wǎng)關(guān)器件，即ADIS16000，并有一個(gè)內(nèi)置分析功能的遠(yuǎn)程檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，可以對(duì)輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行FFT和濾波，從而識(shí)別被監(jiān)控的遠(yuǎn)程系統(tǒng)有何潛在問題。 當(dāng)然，這不一定是無(wú)線的，也可以是有線的。 這里的框圖反映了其工作原理，利用內(nèi)置的FFT代理以及濾波和處理功能，可以在網(wǎng)絡(luò)邊緣實(shí)現(xiàn)針對(duì)振動(dòng)的分析。