微控制器 RTOS與網路,嵌入式物聯網開發平台解讀

2021-07-02 12:56:07 字數 2198 閱讀 9900

嵌入式物聯網開發平台是乙個系統,是微控制器+物+聯+網+開發平台的系統組合。

隨著微控制器的工藝和技術的發展,成本越來越低,更多的產品用上了微控制器,使得「物(電子產品)」越來越智慧型化,並在ict(資訊通訊技術)的推動下,電子智慧型化的「物(電子產品)」越來越多地連線到網路上,物連網路的發展讓人與「物」的聯絡越來越緊密了。

微控制器根據資料處理能力不同,分為4位、8位、16位、32位微控制器,如下圖:

目前,在物聯網產品應用中,一般對mcu的需求是:

面對物聯網市場的需求,眾多的mcu廠家都在計畫著推出新產品。如在一些小家電和家電市場、一些mcu廠商配合使用者做一些定製化的產品;有的51廠商開始考慮整合藍芽功能的產品;arm公司收購了兩家美國公司wicentric和sunrise,將以cordio品牌推出低功耗藍芽產品。

微控制器效能的提公升讓一些實時作業系統rtos有了「容身之地」,在32位 的arm cortex-m系列產品中,越來越多的產品用上了rtos。也為一些中介軟體/協議棧或一些高階的應用提供了乙個平台基礎。產品的系統化設計成為了可能,為物聯網大規模開發部署提供了發展機會。

作業系統好多是開源的。開源機制使更多的人參與其中,發現問題改正問題,使平台能在眾人的推動下不斷優化發展。也能使一些優秀的元件或中介軟體/協議棧開源出來與更多的人分享設計。

常見的一些實時作業系統(rtos)有如下:  

常見的一些協議棧有如下:

常用的一些中介軟體:

值得一提的是mbed.org專案。mbed.org專案不僅僅是乙個作業系統那麼簡單,而是構建了乙個全方位的物聯網產品原型開發框架。憑藉arm cortex-m系列的產品的市場優勢,arm公司聯絡了一些mcu廠商和合作夥伴推出了基於arm cortex-m的物聯網產品原型開發平台。arm及其合作夥伴的提出的口號就是「連線一切」。

在業內能提供如此全方面開放的面向物聯網開發的平台幾乎沒有,也值得物聯網從業者關注。

arm mbed物聯網平台系統如下:

mbed os系統圖:

mbed device server系統圖:

開發平台不是乙個產品,是系統的組合。如何在做或計畫乙個專案時選擇乙個合適的開發平台,需要多方面綜合考慮。

微控制器

做乙個「跟隨者」,參考同行中的產品選型。不做「第乙個吃螃蟹」的,這樣可以避免走一些不必要的彎路,不會有產品開發風險。但新機會往往會都是會眷顧那些「敢為天下先」的人。新的產品層出不窮,也為開發者提供了更多的選擇空間。

對於遙控、小家電/家電、智慧卡、玩具等市場應用而言,4位/8位/16位仍然有很大的選擇空間。畢竟一些應用的資料處理要求並不高,在原有產品基礎上開發,開發成本低。

新的產品總是會在一些新的專案上開始,近些年流行的arm cortex-m是比較理想的選擇。畢竟arm cortex-m是32位機市場的主流,廠家多、應用廣、資源多。

嵌入式實時作業系統(rtos)

32位mcu的流行,開發者越來越愛使用rtos了。有的甚至在8位mcu上跑rtos。rtos提供了開發的便捷性,但在資源緊張的8位微控制器上執行還是有一些侷限性的。建議還是在資源豐富的產品上執行rtos。

選擇活躍度比較高的開源的rtos會得到後續更好的公升級維護,學習成本低,社群眾多人的支援和參與會使得rtos不斷改進不斷完善。國內的rtos作業系統近幾年也多了起來,如:rt-thread、 mico、djyos、μtenux等等。開發者可以根據專案需求選擇適合的rtos。

開源的推動下,rtos的發展會衍生出一些新的商務模式出來,如下圖:

在使用rtos帶來方便的同時,也需要注意一些問題:

網路

物聯網就是將電子裝置連線到網路,基於網路來控制或使用一些服務。目前,連線到網路的方式有:有線連線和無線連線。近些年來,無線技術的發展非常迅速。

產品原型設計

從目前業內來看,mbed.org提供了比較齊全的功能設計,無論從底層、rtos、中介軟體或協議棧、元件、伺服器端等應用都提供了比較全的選擇。這為開發者或者有意於物聯網開發者來說,是乙個不錯的參考。

物聯網的發展的特點是:智慧型化、網路化、資訊化。

作者簡介:

王志杰(王志杰_st_mcu),目前就職於大聯大商貿****,從事技術推廣工作,負責st mcu產品。

微控制器 RTOS與網路,嵌入式物聯網開發平台解讀

摘要 微控制器工藝與技術的發展讓成本越來越低,更多的產品用上了微控制器,使得 物 越來越智慧型化,並在ict的推動下,電子智慧型化的 物 越來越多地連線到網路上,物連網路的發展讓人與 物 的聯絡越來越緊密。嵌入式物聯網開發平台是乙個系統,是微控制器 物 聯 網 開發平台的系統組合。隨著微控制器的工藝...

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