一切似乎都是物聯網 （IoT） 的一部分。這個“東西”可能連接到一頭牛、一臺冰箱、一輛車，甚至是你！這些事情對你的了解已經超過了你對自己的了解——你應該什么時候睡覺或跑步，你應該吃什么，什么時候吃，什么時候應該買牛奶，等等。他們還知道您的房子是否有入侵者，您的浴室是否漏水，或者是否有必要關掉臥室的燈。

事情不僅限于您的家；他們在你的車里、辦公室里和制造空間里跟著你。其中一些應用程序被稱為工業物聯網。

如果您已經在研究解決方案，您就會知道要真正實現物聯網，還有許多領域需要解決：技術要求、標準、互操作性等等。如果您剛剛開始您的 IoT 之旅，那么每天都會出現新的用例、場景、要求和機會。

雖然機會幾乎是無限的，但在設計 IoT 設備時，您應該考慮一些基本要求。由于需要高度集成，我們實際上可以將物聯網定義為物聯網。

以下是您需要注意的挑戰：

超低功耗：電源對于這些東西至關重要，因為它們通常由紐扣電池或 AA 電池供電。預計它們可以維持長達 10 年或更長時間，因為更換部署在各個偏遠地區的可能數十億個電池并不總是可行的。

小面積，成本：同樣，尺寸是成本和功率效率以及適合空間受限基礎設施的重要指標。

嵌入式智能：將分析功能和智能從云端轉移到邊緣設備的趨勢越來越大。嵌入式智能不僅有助于實時決策，還可以節省總體成本、帶寬、存儲和延遲，因為并非所有數據都與云進行通信。

可靠性和安全性：這些是最關鍵的功能之一，如果處理不當，可能會破壞整個互聯網。我們已經看到對汽車、飛機、數據中心等的黑客攻擊，每次都顯示出新的漏洞。

無處不在的連接：為了傳輸數據，邊緣節點需要一個低功耗的連接協議。使用的一些流行的連接技術包括 BLE、802.15.4、6LoWPAN、Thread、Zigbee 和 Wi-Fi/以太網以及蜂窩技術，例如 NB-IoT/CAT-M 和非蜂窩 LPWA（低功耗寬-area） 技術，例如 LoRA、Sigfox 和 Ingenu。

設備互操作性：物聯網設計中的一個挑戰是這些邊緣設備之間以及與網關和云之間缺乏互操作性，因為這些邊緣設備不一定使用相同的連接、通信協議或安全協議或以相同的方式發送數據尺寸和格式。

多個傳感器：有許多集成的應用相關傳感器，例如溫度、壓力、濕度、運動和九軸傳感器，它們結合了三軸陀螺儀、三軸加速度計和三軸磁力計。

語音接口：將語音功能集成到邊緣傳感器是一種趨勢。這些支持語音的傳感器由蘋果的 Siri、谷歌的 OK Google、微軟的 Cortana 和亞馬遜的 Alexa 等服務提供支持。

視覺接口：還需要視覺/攝像頭傳感器來滿足監控、汽車和醫療保健/遠程手術等市場的要求。這些要求通常是相互競爭的，要定義一個滿足所有要求的單一架構并不容易。

現在讓我們討論可能的架構和解決方案。典型的物聯網平臺由邊緣節點和網關、存儲/分析云和移動應用程序組成。邊緣節點具有 CPU、連接性和傳感器。在某些情況下，它由一個網關來補充，該網關可以卸載一些處理和分析并與云進行通信。云用于非實時分析和培訓。為了完成，物聯網平臺中的移動應用程序用于呈現分析和一般監控和查看。

物聯網節點大致可分為以下三種架構：智能傳感器、智能語音處理器和智能高性能處理器。

智能傳感器包括一個 MCU，用于實現所有功能以及低功耗連接和邊緣分析。超低功耗、小尺寸和低成本是此類物聯網設備的關鍵特性。Imagination 提供采用 Ensigma BLE 技術的 MIPS M-Class CPU 來處理此類功能。MIPS 處理器支持有效且可靠地將應用程序彼此隔離的硬件虛擬化。

智能語音處理器是一種更先進的傳感器節點，可為邊緣節點增加語音功能。這通常需要 CPU 來滿足這些額外的語音處理要求，這些要求會因使用的麥克風數量而異。MIPS I-Class 多線程處理器和 Ensigma Wi-Fi 技術適用于此類支持語音的節點。MIPS 多線程功能通過使單個處理器內核在 SMP 操作系統中看起來像兩個獨立的內核，有助于優化并行性和復雜的實現。

審核編輯：郭婷