所有跡象表明，在很長(zhǎng)一段時(shí)間的談?wù)摵筒聹y(cè)后，2017將是物聯(lián)網(wǎng)（IOT）總算開(kāi)始被帶動(dòng)重大發(fā)展的一年。行業(yè)研究公司 IHS 一月發(fā)布報(bào)告預(yù)測(cè)，今年年底前連接的設(shè)備數(shù)量將有15%的增長(zhǎng)（導(dǎo)致總量達(dá)到200億）。在經(jīng)濟(jì)、物流和環(huán)境利益的潛在影響下，將有一系列廣泛的不同領(lǐng)域大大利用。這將導(dǎo)致工業(yè)流程高度依賴自動(dòng)化，從而更安全，提供更高的能效和可靠性；更智能、節(jié)能的居住場(chǎng)所；和低煩擾的和更方便的病人護(hù)理。

從相當(dāng)早的階段，需要什么樣高效的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)施對(duì)半導(dǎo)體制造商已顯而易見(jiàn)。鑒于物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)定以數(shù)百億被測(cè)量，在許多情況下，涉及的應(yīng)用將是成本相對(duì)敏感的，與每個(gè)節(jié)點(diǎn)相關(guān)的物料單顯然是個(gè)基本的考慮因素。每個(gè)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的功耗也必須考慮進(jìn)來(lái)，因?yàn)榇罅康奈锫?lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)將被放置在沒(méi)有電力線的遠(yuǎn)程位置。因此，電池供電的運(yùn)行將是唯一可行的選擇，盡可能延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間將是至關(guān)重要的（避免派遣工程師到現(xiàn)場(chǎng)更換電池的時(shí)間和成本）。根據(jù)應(yīng)用設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，可能有些方面會(huì)進(jìn)一步影響物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，如空間限制、惡劣的應(yīng)用環(huán)境，等等。

物聯(lián)網(wǎng)部署定會(huì)采用不同的通信協(xié)議-無(wú)線和有線。一些已穩(wěn)固確立，而一些仍在興起。有線協(xié)議將包括用于樓宇自動(dòng)化的 KNX 和工業(yè)用 CAN 或以太網(wǎng)。大多數(shù)無(wú)線通信協(xié)議將專注于短距離、超低功耗工作。例子包括 Wi-Fi 、ZigBee 、Z-Wave 和藍(lán)牙低功耗（BLE）。其他無(wú)線選擇包括低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）協(xié)議，覆蓋遠(yuǎn)距離、低數(shù)據(jù)量同時(shí)功耗極?。ㄈ?SIGFOX 和 LoRa ）。替代 “低功耗”協(xié)議的，將還有覆蓋廣域網(wǎng)（WAN）的基于蜂窩的協(xié)議如 LTE-M 、NarrowBand IoT（NB-IoT），和幾年后的5G 。

傳感器/執(zhí)行器使物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際工作。所有的數(shù)據(jù)可以通過(guò)傳感器被捕獲并隨后被分析。相反，執(zhí)行器可用來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、啟動(dòng)照明等。這里有幾個(gè)例子，其中結(jié)合傳感器和執(zhí)行器（并支持互聯(lián)）將真正發(fā)揮價(jià)值。在家庭/樓宇自動(dòng)化應(yīng)用中，一系列無(wú)源紅外（PIR）探測(cè)器可以確定人的運(yùn)動(dòng)，LED 驅(qū)動(dòng)器可以據(jù)此激活相應(yīng)房間的照明。在工業(yè)應(yīng)用中，如大規(guī)模的園藝場(chǎng)地，許多不同的傳感器，可用以監(jiān)測(cè)環(huán)境光照、溫度、濕度、土壤水分等。假如特定的參數(shù)不在接受的預(yù)設(shè)閾值范圍，就要采取行動(dòng)。例如，如果溫度太高，需要調(diào)節(jié)，可以啟動(dòng)電機(jī)以打開(kāi)溫室的窗戶。另外，如果光照水平不是最佳以最大限度地提高作物產(chǎn)量，可以通過(guò)連接的 LED 驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行調(diào)節(jié)。

結(jié)合空間、成本和功耗預(yù)算限制意味著物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)將需要遵循相當(dāng)精簡(jiǎn)的設(shè)計(jì)理念，不提供超過(guò)可輕松支持的功能。這將要求微處理器和內(nèi)存芯片的規(guī)格在價(jià)格較低的等級(jí)，不耗太多的電或占用過(guò)多的板面積。因此，必須訪問(wèn)基于云的服務(wù)（數(shù)據(jù)被處理和隨后分析）以彌補(bǔ)節(jié)點(diǎn)功能不足。通過(guò)云利用相關(guān)的應(yīng)用程序的能力將使物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不受節(jié)點(diǎn)級(jí)的限制，和令被捕獲的有價(jià)值的數(shù)據(jù)被充分利用。這將促成更高的數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)能力。

到目前為止，電子硬件供應(yīng)商和云服務(wù)提供商幾乎完全彼此隔離的解決物聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)發(fā)。他們都處于自己的核心競(jìng)爭(zhēng)能力的界域。但這已對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的激增有顯著的影響，因?yàn)椴坏貌环謩e負(fù)責(zé)硬件和軟件開(kāi)發(fā)元素的想法顯然令人不勝其煩。硬件工程師不想離開(kāi)自己的舒適區(qū)，面對(duì)寫(xiě)大量的代碼的困難，但是同樣的軟件開(kāi)發(fā)人員不想太局限于一個(gè)不給他們足夠回旋余地的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)施將需要包括很多基礎(chǔ)。在節(jié)點(diǎn)級(jí)別，主要關(guān)注的將是盡可能高效和可靠的運(yùn)行，使傳感器捕獲到的數(shù)據(jù)可以在被分析/處理后返回，或執(zhí)行器可以在需要的時(shí)候啟動(dòng)。為此，必須為眼前特定的任務(wù)優(yōu)化所用的互聯(lián)。然后當(dāng)我們通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)一步向后，重點(diǎn)將是如何確保與云的交互充分有效。物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域一直真正需要的是同時(shí)解決所有這些不同元素的技術(shù)。從硬件方面，這意味著為工程師提供所需的互聯(lián)、傳感器和執(zhí)行器功能以創(chuàng)建匹配特定應(yīng)用要求的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。從軟件方面，這意味著為開(kāi)發(fā)人員提供一個(gè)他們可以創(chuàng)建支持這硬件的基于云的應(yīng)用程序的基礎(chǔ)。

盡管半導(dǎo)體公司無(wú)疑是熱衷于參與物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)的，但他們能提供的開(kāi)發(fā)平臺(tái)尚不能實(shí)際處理已經(jīng)在這里談到的所有問(wèn)題。在硬件方面，所提供的都是采用特定傳感器和通信功能的單板方案。這些給工程師極小的發(fā)揮空間去匹配他們的系統(tǒng)與應(yīng)用需求。平臺(tái)可能不支持最佳的互聯(lián)或感測(cè)選擇，所以最終做出妥協(xié)。相反，需要有更高的靈活性可支持該功能。

鑒于物聯(lián)網(wǎng)部署的不斷變化，安森美半導(dǎo)體的工程師給自己設(shè)定一個(gè)目標(biāo)，創(chuàng)建一種新的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，對(duì)硬件工程師和軟件開(kāi)發(fā)人員都有利，熟知各自的能力。這努力的成果是公司的物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)套件（IDK）。IDK 不是采取限制性的“通用”的做法，有一個(gè)模塊化的架構(gòu)，這意味著有更多的傳感器、執(zhí)行器和互聯(lián)選擇。它為工程專業(yè)人士提供了一個(gè)高度通用的即用的開(kāi)發(fā)資源，并包含硬件，還結(jié)合一個(gè)精密的軟件框架，可基于其創(chuàng)建“設(shè)備到云”的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

圖2：配以幾個(gè)子卡的 IDK 主板

IDK 基于高精密的 NCS36510系統(tǒng)單芯片（SoC），具有32位 ARM? Cortex?-M3 處理器核和2組各320KB 的閃存。提供寬廣系列的子卡，可以直接連接到基板。針對(duì)互聯(lián)，工程師可以挑選子卡用于各種無(wú)線和有線通信協(xié)議，如 Wi-Fi 、ZigBee 、Sigfox 、CAN 、以太網(wǎng)等。對(duì)于傳感器，有采用溫度、水分、運(yùn)動(dòng)、心率、環(huán)境光、壓力及生物傳感器的子卡。此外，可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)或無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以及 LED 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用執(zhí)行功能。

通過(guò)提供廣泛系列的通過(guò)子卡采集的不同的傳感器、執(zhí)行器和通信功能，工程師們能夠“混搭”不同的選擇，以為他們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)找到最適合的組合。此外，它為通常不精通基于云的軟件開(kāi)發(fā)的硬件工程師提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的途徑，到他們物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要的基于云的服務(wù)。相反，軟件開(kāi)發(fā)人員不必遏制自己的創(chuàng)意，因?yàn)樗麄儠?huì)有充分的機(jī)會(huì)來(lái)開(kāi)發(fā)自己的專有服務(wù)。IDK 由一個(gè)基于 Eclipse 的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境（IDE）支持。這包括一個(gè) C++ 編譯器、調(diào)試器和代碼編輯器，及一系列寬廣的應(yīng)用相關(guān)的庫(kù)。訪問(wèn)一個(gè)通用的、可配置的平臺(tái)，如 IDK，將使工程師能夠?qū)崿F(xiàn)他們的系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)，而無(wú)需被迫作出取舍，或者轉(zhuǎn)向他們特定的專長(zhǎng)領(lǐng)域之外。對(duì)大量的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)從被設(shè)想的概念階段到實(shí)際部署，這將至關(guān)重要。