作為M2M通信世界中的運(yùn)營(yíng)商，人們對(duì)活動(dòng)的監(jiān)控正在從夢(mèng)想轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際和無(wú)處不在的現(xiàn)實(shí)。歷史的觀點(diǎn)是人類(lèi)界面基于面向觸摸的輸入（手勢(shì)，打字，點(diǎn)，觸摸），然而，系統(tǒng)現(xiàn)在有大量的方法來(lái)檢測(cè)人機(jī)交互。這些包括非觸摸動(dòng)作，3D手勢(shì)，溫度，動(dòng)作，聲音和視覺(jué)處理，作為領(lǐng)先的成本效益措施。所有這些方法現(xiàn)在都與中央數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫(kù)進(jìn)行通信，并且必須這樣做而不必束縛于產(chǎn)品。這些無(wú)線接口具有串行數(shù)據(jù)流，需要在串行和并行模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因?yàn)楦咚贁?shù)據(jù)在系統(tǒng)周?chē)鷤鬏敗Ｒ虼?，無(wú)線技術(shù)和與這些傳感器采集系統(tǒng)的新型高速無(wú)線連接鏈接是新常態(tài)。

數(shù)據(jù)流量類(lèi)型

網(wǎng)絡(luò)流量按類(lèi)別分組關(guān)于從傳感器系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)的大小和類(lèi)型，以及需要存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)。這些系統(tǒng)的高級(jí)組是：（A）小數(shù)據(jù)，本地?cái)?shù)據(jù)處理，確認(rèn)傳輸，（B）小數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程處理，傳輸確認(rèn)，（C）大數(shù)據(jù)包，本地?cái)?shù)據(jù)處理，確認(rèn)傳輸，（D） ）大數(shù)據(jù)包，遠(yuǎn)程處理，確認(rèn)傳輸，以及（E）從傳感器單向傳輸數(shù)據(jù)以供另一個(gè)計(jì)算環(huán)境處理。

小數(shù)據(jù)，本地處理

應(yīng)用程序控制界面已經(jīng)從簡(jiǎn)單的按鈕或全鍵盤(pán)轉(zhuǎn)移到具有觸摸板或觸摸屏界面的基于菜單的用戶(hù)操作。這些接口要求定義控制功能，并且可以將其置于狀態(tài)機(jī)，過(guò)程，序列或算法中以完成手頭的任務(wù)。一個(gè)主要的例子是大屏幕銷(xiāo)售點(diǎn)（POS）終端。

圖1：觸摸屏桌面POS終端。

《圖1顯示了一臺(tái)觸摸屏計(jì)算機(jī)，它具有完整的高分辨率圖形作為屏幕上的“觸摸”圖標(biāo)。選擇項(xiàng)目時(shí)，它會(huì)執(zhí)行一系列步驟，從更新注冊(cè)信息，初始化支付處理系統(tǒng)和更新庫(kù)存。通過(guò)具有本地處理能力，所有動(dòng)作都在終端進(jìn)行以進(jìn)行寄存器控制，并且傳輸?shù)街醒胗?jì)算機(jī)的唯一信息是SKU和單元數(shù)量信息。僅僅SKU和交易號(hào)的減少的數(shù)據(jù)集通常小于1kb，并且可以通過(guò)多種協(xié)議選項(xiàng)傳輸 - 有線，無(wú)線和多種無(wú)線選項(xiàng)。這些POS終端是線路操作的，因此在傳輸過(guò)程中的電源不是問(wèn)題。對(duì)于小型數(shù)據(jù)集，ZigBee ?，Z-Wave ?和藍(lán)牙?是Wi-Fi開(kāi)銷(xiāo)的良好替代協(xié)議《 sup》?。

POS終端的新一代人機(jī)界面是多連接無(wú)線手持終端，如圖2所示。該設(shè)備再次使用比大多數(shù)設(shè)備更多的功率由于所需的無(wú)線連接模式和設(shè)備掃描功能的數(shù)量而導(dǎo)致的大小對(duì)象。該設(shè)備不僅具有Wi-Fi功能，還具有蜂窩連接功能，可以從任何位置傳輸數(shù)據(jù)。這種類(lèi)型的終端通常具有SMS樣式消息傳送，而不是全數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)系統(tǒng)，當(dāng)它們通過(guò)Wi-Fi和GSM頻帶與家庭系統(tǒng)通信時(shí)，該設(shè)備使用僅由SKU和交易號(hào)組成的小數(shù)據(jù)集。這樣可以經(jīng)濟(jì)高效地使用終端而無(wú)需擔(dān)心傳輸中的數(shù)據(jù)丟失。

圖2：無(wú)線手持便攜式客戶(hù)POS終端。

小數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程處理

圖3所示的手持設(shè)備最初是為有線塢站應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它們受到小型設(shè)計(jì)中可用的降低的處理能力的影響。由于它們具有較小的CPU和內(nèi)存，因此必須在中心位置進(jìn)行人體觸摸界面分析的大量處理和復(fù)雜性。

《 p》圖3：手持POS終端功能（由Verifone提供）。

這些設(shè)備的人機(jī)界面正在遷移到工業(yè)設(shè)計(jì)和外形，使用電容式觸敏鍵或顯示器和插入RF無(wú)線電添加無(wú)線功能。通過(guò)使用賽普拉斯的PSOC ?產(chǎn)品硬件開(kāi)發(fā)套件，可以實(shí)現(xiàn)這些設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)，這些產(chǎn)品展示了如何通過(guò)消除機(jī)械鍵和選擇焊盤(pán)來(lái)提高可靠性。開(kāi)發(fā)套件如圖4所示。除了GUI的更改外，還可以使設(shè)備連接使用標(biāo)準(zhǔn)串行數(shù)據(jù)輸出，并使用完整的模塊進(jìn)行無(wú)線連接。這些模塊可用于使用Panasonic PAN1325 Class 1藍(lán)牙模塊等設(shè)備的低數(shù)據(jù)塊（如藍(lán)牙協(xié)議）（參見(jiàn)圖5）。

《 p》圖4：賽普拉斯PSOC 3 FirstTouch?入門(mén)套件（賽普拉斯半導(dǎo)體公司提供）。

圖5：松下Wi-Fi和藍(lán)牙模塊（禮貌）松下）。

大數(shù)據(jù)，本地和遠(yuǎn)程處理

新便攜式設(shè)備的某些應(yīng)用的另一個(gè)挑戰(zhàn)是基于圖像和識(shí)別的嵌入式設(shè)計(jì)處理。較小的CPU和MCU專(zhuān)注于內(nèi)存格式化和圖像傳輸?shù)奖镜貑为?dú)的計(jì)算引擎（如DSP或多核配置）或遠(yuǎn)程完成的人體觸摸界面分析處理 - 設(shè)備位置。因此，需要從單元發(fā)送更大的數(shù)據(jù)集 - 具有完整信息數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)集，例如POS交易中的數(shù)據(jù)集。

這些包括使用1D和2D條形碼，UPC代碼，QR碼，RF庫(kù)存標(biāo)簽，SKU編號(hào)，對(duì)象數(shù)量，有時(shí)甚至是可視圖像 - 相機(jī)或掃描儀來(lái)處理交易。這些數(shù)據(jù)集的大小范圍為100 Kb到多Mb。對(duì)于大量數(shù)據(jù)，藍(lán)牙，ZigBee和Z-Wave都是小型數(shù)據(jù)包協(xié)議，效率不高。相反，在單天線或多天線配置中使用Wi-Fi是最好的。

有模擬前端，例如Epcos的組合藍(lán)牙802.11b/g模塊，它從數(shù)字中獲取數(shù)據(jù)核心并處理兩種協(xié)議的所有模擬處理。這將允許在4.5 mm x 3.2 mm的非常小的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)有“基于線路”的設(shè)計(jì)的高速2.4 GHz無(wú)線連接。

還可以管理大型數(shù)據(jù)集以便完全導(dǎo)出組裝收發(fā)器單元。這些可用于多種協(xié)議并包括蜂窩通信。收發(fā)器單元需要位于端點(diǎn)設(shè)備和遠(yuǎn)程處理站上?？赡艿母邘捠敲總€(gè)天線使用的Mbps速率。這些設(shè)備包括小型USB可插拔設(shè)備，可用于任何具有USB串行IO的人機(jī)接口設(shè)備的改造，以及帶有可連接到現(xiàn)有有線以太網(wǎng)端口的電源的較大全有線設(shè)備。完全組裝的收發(fā)器產(chǎn)品可從許多制造商處獲得，包括Digi International，Laird，Multi-Tech Systems，Inc。和Roving Networks，Inc。

用于遠(yuǎn)程處理的流數(shù)據(jù)

流數(shù)據(jù)已從有線連接轉(zhuǎn)換為遠(yuǎn)程位置和遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能。無(wú)線攝像機(jī)在可見(jiàn)光和交替光譜中監(jiān)測(cè)人類(lèi)行為的能力正在改變遠(yuǎn)程監(jiān)控。假設(shè)有線電源，這些攝像機(jī)在自主模式下支持多種協(xié)議的完全本地IP網(wǎng)絡(luò)管理。 IP攝像機(jī)將聲音和圖像捕獲結(jié)合在一個(gè)單元中，能夠連續(xù)廣播高達(dá)100 Mbps的數(shù)據(jù)，用于光學(xué)檢測(cè)等應(yīng)用。它們以1/1000秒到1/4000秒的快門(mén)速率記錄每塊128個(gè)圖像。

然后可以在系統(tǒng)應(yīng)用程序中本地處理數(shù)據(jù)塊，或者更通常是“en-mass” “到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和計(jì)算處理機(jī)器。 CCD單元通常包含某種多核或DSP處理，以獲取相機(jī)原始掃描數(shù)據(jù)并將其放入編碼和標(biāo)準(zhǔn)化的圖像格式，如TIFF或JPEG。處理通過(guò)設(shè)備中的編解碼器處理。諸如帶有DSP的Aven 26100-100 1/3“彩色CCD（見(jiàn)圖6）等產(chǎn)品具有這些功能，可用于集成機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用。這些攝像機(jī)接受雙向通信，并支持調(diào)整功能，如：光圈，快門(mén)，AGC，白平衡，鏡像功能，B.L.C。功能，正/負(fù)，數(shù)碼變焦和閃爍。

圖6：Aven 1/3“DSP彩色CCD（Courtesy Aven）。

由這些圖像產(chǎn)生的人機(jī)界面可以合并到觸摸屏顯示器中。對(duì)于大多數(shù)觸敏顯示器，視頻圖像可以自動(dòng)居中，因此可以對(duì)流數(shù)據(jù)執(zhí)行POS式交易，以支持工廠車(chē)間自動(dòng)化或物理設(shè)施訪問(wèn)。無(wú)線控制的使用允許遠(yuǎn)離訪問(wèn)區(qū)域的安全位置進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)施訪問(wèn)（門(mén)，門(mén)釋放，電梯，呼叫訪問(wèn)）。只要接口有電，訪問(wèn)控制方法就可以與中央計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信以進(jìn)行驗(yàn)證。

高級(jí)功能

無(wú)線連接的新領(lǐng)域是生物識(shí)別基于傳感器接口。基于生物識(shí)別的傳感器接口通常是獨(dú)立的，不與標(biāo)準(zhǔn)IT網(wǎng)絡(luò)連接。生物識(shí)別傳感器的一個(gè)例子是Atmel ? FingerChip ?生物識(shí)別模塊（見(jiàn)圖7）。該評(píng)估系統(tǒng)允許完整開(kāi)發(fā)傳感器安全認(rèn)證接口，并與標(biāo)準(zhǔn)I/O通信。然后，模塊可以使用私有協(xié)議與獨(dú)立信道（例如，不是用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)載波或加密的Wi-Fi連接）連接，其允許安全的信息傳輸和響應(yīng)聯(lián)網(wǎng)。再加上光學(xué)圖像捕捉和觸摸界面，不僅可以管理人員對(duì)設(shè)施或區(qū)域的完全訪問(wèn)，還可以對(duì)其進(jìn)行記錄和分析。

圖7：Atmel FingerChip生物識(shí)別模塊（Atmel提供）。

無(wú)線連接的使用還允許帶有磁條的門(mén)禁卡和ID卡用于新的地方。如先前對(duì)POS終端應(yīng)用所述，可以將讀卡器和智能卡讀卡器結(jié)合到任何現(xiàn)有設(shè)備中以跟蹤操作員是誰(shuí)，以及使用的時(shí)間和日期。某些設(shè)備沒(méi)有主動(dòng)使用跟蹤，無(wú)法輕松集成到產(chǎn)品中。使用具有小數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程處理選項(xiàng)的無(wú)線接口允許將用戶(hù)卡刷卡添加為便攜式電源和低成本連接解決方案。除了人員調(diào)度資源之外，設(shè)備的使用跟蹤正成為一個(gè)巨大的財(cái)務(wù)問(wèn)題，以便優(yōu)化維護(hù)和停機(jī)時(shí)間。擁有成像功能和無(wú)線跟蹤功能，現(xiàn)在只需一個(gè)集中位置即可跟蹤公司硬資產(chǎn)的情況。

下一代功能

最新趨勢(shì)遠(yuǎn)程人機(jī)界面管理不僅具有監(jiān)控功能，還具有監(jiān)控功能。趨勢(shì)是收集和處理私有云中的所有事務(wù)和安全信息，這些信息可由固定且安全的IP地址尋址。然后在可視報(bào)告中分析該數(shù)據(jù) - 代表性視頻或固定圖像，然后在遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備上查看。這些已經(jīng)從簡(jiǎn)單的SMS消息轉(zhuǎn)移到照片，現(xiàn)在是下采樣的實(shí)時(shí)視頻和接收的視頻流。終端設(shè)備現(xiàn)在是智能手機(jī)和平板電腦，主要從802.11 Wi-Fi獲得多Mbps帶寬。標(biāo)準(zhǔn)802.11b/g系統(tǒng)是單天線。 802.11n/ac系統(tǒng)是MIMO（多輸入和多輸出），可以支持最多四個(gè)同步數(shù)據(jù)流輸入或輸出。這些允許數(shù)據(jù)速率高達(dá)Gbps級(jí)別。在這些級(jí)別，可以分析多個(gè)數(shù)據(jù)集并將其發(fā)送到單個(gè)設(shè)備，以便整個(gè)視覺(jué)動(dòng)態(tài)可以改變。更改的設(shè)計(jì)方面在應(yīng)用程序軟件中。這些高速應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)架構(gòu)沒(méi)有根本性轉(zhuǎn)變，如低速應(yīng)用程序 - 它只是確定要使用的正確設(shè)計(jì)模型（AE）。