作為M2M通信世界中的運營商，人們對活動的監控正在從夢想轉變為實際和無處不在的現實。歷史的觀點是人類界面基于面向觸摸的輸入（手勢，打字，點，觸摸），然而，系統現在有大量的方法來檢測人機交互。這些包括非觸摸動作，3D手勢，溫度，動作，聲音和視覺處理，作為領先的成本效益措施。所有這些方法現在都與中央數據存儲庫進行通信，并且必須這樣做而不必束縛于產品。這些無線接口具有串行數據流，需要在串行和并行模式之間進行轉換，因為高速數據在系統周圍傳輸。因此，無線技術和與這些傳感器采集系統的新型高速無線連接鏈接是新常態。

數據流量類型

網絡流量按類別分組關于從傳感器系統發送的數據的大小和類型，以及需要存儲在數據庫中的數據。這些系統的高級組是：（A）小數據，本地數據處理，確認傳輸，（B）小數據，遠程處理，傳輸確認，（C）大數據包，本地數據處理，確認傳輸，（D） ）大數據包，遠程處理，確認傳輸，以及（E）從傳感器單向傳輸數據以供另一個計算環境處理。

小數據，本地處理

應用程序控制界面已經從簡單的按鈕或全鍵盤轉移到具有觸摸板或觸摸屏界面的基于菜單的用戶操作。這些接口要求定義控制功能，并且可以將其置于狀態機，過程，序列或算法中以完成手頭的任務。一個主要的例子是大屏幕銷售點（POS）終端。

圖1：觸摸屏桌面POS終端。

《圖1顯示了一臺觸摸屏計算機，它具有完整的高分辨率圖形作為屏幕上的“觸摸”圖標。選擇項目時，它會執行一系列步驟，從更新注冊信息，初始化支付處理系統和更新庫存。通過具有本地處理能力，所有動作都在終端進行以進行寄存器控制，并且傳輸到中央計算機的唯一信息是SKU和單元數量信息。僅僅SKU和交易號的減少的數據集通常小于1kb，并且可以通過多種協議選項傳輸 - 有線，無線和多種無線選項。這些POS終端是線路操作的，因此在傳輸過程中的電源不是問題。對于小型數據集，ZigBee ?，Z-Wave ?和藍牙?是Wi-Fi開銷的良好替代協議《 sup》?。

POS終端的新一代人機界面是多連接無線手持終端，如圖2所示。該設備再次使用比大多數設備更多的功率由于所需的無線連接模式和設備掃描功能的數量而導致的大小對象。該設備不僅具有Wi-Fi功能，還具有蜂窩連接功能，可以從任何位置傳輸數據。這種類型的終端通常具有SMS樣式消息傳送，而不是全數字數據系統，當它們通過Wi-Fi和GSM頻帶與家庭系統通信時，該設備使用僅由SKU和交易號組成的小數據集。這樣可以經濟高效地使用終端而無需擔心傳輸中的數據丟失。

圖2：無線手持便攜式客戶POS終端。

小數據，遠程處理

圖3所示的手持設備最初是為有線塢站應用而設計的。它們受到小型設計中可用的降低的處理能力的影響。由于它們具有較小的CPU和內存，因此必須在中心位置進行人體觸摸界面分析的大量處理和復雜性。

《 p》圖3：手持POS終端功能（由Verifone提供）。

這些設備的人機界面正在遷移到工業設計和外形，使用電容式觸敏鍵或顯示器和插入RF無線電添加無線功能。通過使用賽普拉斯的PSOC ?產品硬件開發套件，可以實現這些設計的開發，這些產品展示了如何通過消除機械鍵和選擇焊盤來提高可靠性。開發套件如圖4所示。除了GUI的更改外，還可以使設備連接使用標準串行數據輸出，并使用完整的模塊進行無線連接。這些模塊可用于使用Panasonic PAN1325 Class 1藍牙模塊等設備的低數據塊（如藍牙協議）（參見圖5）。

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

圖5：松下Wi-Fi和藍牙模塊（禮貌）松下）。

大數據，本地和遠程處理

新便攜式設備的某些應用的另一個挑戰是基于圖像和識別的嵌入式設計處理。較小的CPU和MCU專注于內存格式化和圖像傳輸到本地單獨的計算引擎（如DSP或多核配置）或遠程完成的人體觸摸界面分析處理 - 設備位置。因此，需要從單元發送更大的數據集 - 具有完整信息數據庫的數據集，例如POS交易中的數據集。

這些包括使用1D和2D條形碼，UPC代碼，QR碼，RF庫存標簽，SKU編號，對象數量，有時甚至是可視圖像 - 相機或掃描儀來處理交易。這些數據集的大小范圍為100 Kb到多Mb。對于大量數據，藍牙，ZigBee和Z-Wave都是小型數據包協議，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的組合藍牙802.11b/g模塊，它從數字中獲取數據核心并處理兩種協議的所有模擬處理。這將允許在4.5 mm x 3.2 mm的非常小的區域內實現與現有“基于線路”的設計的高速2.4 GHz無線連接。

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

用于遠程處理的流數據

流數據已從有線連接轉換為遠程位置和遠程訪問功能。無線攝像機在可見光和交替光譜中監測人類行為的能力正在改變遠程監控。假設有線電源，這些攝像機在自主模式下支持多種協議的完全本地IP網絡管理。 IP攝像機將聲音和圖像捕獲結合在一個單元中，能夠連續廣播高達100 Mbps的數據，用于光學檢測等應用。它們以1/1000秒到1/4000秒的快門速率記錄每塊128個圖像。

然后可以在系統應用程序中本地處理數據塊，或者更通常是“en-mass” “到數據存儲和計算處理機器。 CCD單元通常包含某種多核或DSP處理，以獲取相機原始掃描數據并將其放入編碼和標準化的圖像格式，如TIFF或JPEG。處理通過設備中的編解碼器處理。諸如帶有DSP的Aven 26100-100 1/3“彩色CCD（見圖6）等產品具有這些功能，可用于集成機器視覺應用。這些攝像機接受雙向通信，并支持調整功能，如：光圈，快門，AGC，白平衡，鏡像功能，B.L.C。功能，正/負，數碼變焦和閃爍。

圖6：Aven 1/3“DSP彩色CCD（Courtesy Aven）。

由這些圖像產生的人機界面可以合并到觸摸屏顯示器中。對于大多數觸敏顯示器，視頻圖像可以自動居中，因此可以對流數據執行POS式交易，以支持工廠車間自動化或物理設施訪問。無線控制的使用允許遠離訪問區域的安全位置進行遠程設施訪問（門，門釋放，電梯，呼叫訪問）。只要接口有電，訪問控制方法就可以與中央計算機進行通信以進行驗證。

高級功能

無線連接的新領域是生物識別基于傳感器接口。基于生物識別的傳感器接口通常是獨立的，不與標準IT網絡連接。生物識別傳感器的一個例子是Atmel ? FingerChip ?生物識別模塊（見圖7）。該評估系統允許完整開發傳感器安全認證接口，并與標準I/O通信。然后，模塊可以使用私有協議與獨立信道（例如，不是用于蜂窩網絡的商業載波或加密的Wi-Fi連接）連接，其允許安全的信息傳輸和響應聯網。再加上光學圖像捕捉和觸摸界面，不僅可以管理人員對設施或區域的完全訪問，還可以對其進行記錄和分析。

圖7：Atmel FingerChip生物識別模塊（Atmel提供）。

無線連接的使用還允許帶有磁條的門禁卡和ID卡用于新的地方。如先前對POS終端應用所述，可以將讀卡器和智能卡讀卡器結合到任何現有設備中以跟蹤操作員是誰，以及使用的時間和日期。某些設備沒有主動使用跟蹤，無法輕松集成到產品中。使用具有小數據和遠程處理選項的無線接口允許將用戶卡刷卡添加為便攜式電源和低成本連接解決方案。除了人員調度資源之外，設備的使用跟蹤正成為一個巨大的財務問題，以便優化維護和停機時間。擁有成像功能和無線跟蹤功能，現在只需一個集中位置即可跟蹤公司硬資產的情況。

下一代功能

最新趨勢遠程人機界面管理不僅具有監控功能，還具有監控功能。趨勢是收集和處理私有云中的所有事務和安全信息，這些信息可由固定且安全的IP地址尋址。然后在可視報告中分析該數據 - 代表性視頻或固定圖像，然后在遠程計算設備上查看。這些已經從簡單的SMS消息轉移到照片，現在是下采樣的實時視頻和接收的視頻流。終端設備現在是智能手機和平板電腦，主要從802.11 Wi-Fi獲得多Mbps帶寬。標準802.11b/g系統是單天線。 802.11n/ac系統是MIMO（多輸入和多輸出），可以支持最多四個同步數據流輸入或輸出。這些允許數據速率高達Gbps級別。在這些級別，可以分析多個數據集并將其發送到單個設備，以便整個視覺動態可以改變。更改的設計方面在應用程序軟件中。這些高速應用程序的設計架構沒有根本性轉變，如低速應用程序 - 它只是確定要使用的正確設計模型（AE）。