由于家庭和樓宇自動化、資產管理、工廠和過程自動化以及個人護理、健康和健身等一系列應用的開發，低功率無線技術的發展在過去幾年加速發展。創新的核心是能夠輕松訪問和集成低功耗傳感器及其數據。這些傳感器現在可設計為微型外形，由單個無線微控制器（MCU）提供動力，通過無線通信，并通過小型紐扣電池運行多年。因此，將感測節點添加到任何現有的安裝變得簡單和廉價。這釋放了應用程序收集和處理來自傳感器的信息的潛力，并將數據顯示給消費者，自動執行操作，自主制定更復雜的決策或指導最終用戶進行制作。在家中自拍：聯網溫控器正從溫度傳感器和電表中收集數據，使您能夠在高峰期的邊緣運行。然后，您需要采取行動查詢公用事業提供商，并通知您電量在下一個小時內正在增加，因此最好降低空調（AC）的使用次數。

這些應用的兩個宏觀趨勢是顯著的：

傳感器數據需要普遍存在，并且始終可用。無論用戶處于中央數字集線器的傳感器接近，還是將傳感器數據中繼到要顯示的智能手機，或者發送到通過互聯網連接的其他任何地方，傳感器數據和功能必須始終可供用戶使用，無論他們處于何處。

傳感器是簡單控制命令的信息源或目的地。它們必須保持簡單、低成本和高效率。傳感器的數據分析、刺激和處理恰恰是本地網關和云系統之間共同努力的結果，利用更高的計算能力和更大的可用資源，以及在兩者之間進行分配。考慮例如需要處理語言的數字個人助理，識別平衡云中引擎和本地引擎之間負載的面部或語音，并且同時組合傳感器信息并與其交互。或者，與上述聯網的恒溫器的示例一樣，溫度傳感器數據必須與瞬時功率和當前電力速率相結合，從互聯網中提取數據以向用戶呈現建議的動作。

云計算和互聯網連接的網關是這些系統的核心。他們管理不同的輸入來源，訪問數據庫和搜索信息，并且在需要時以有用且始終可用的方式整合來自不同傳感器的數據。它們是一個總體系統解決方案的兩個關鍵組件，其將電池供電的傳感器作為終端節點，為最終用戶建立極具吸引力的新服務。

關于設備數量、應用類型和不同服務組合的可擴展性是這些系統的關鍵要求之一。因為構建和管理這種大型傳感器網絡的復雜性、不同云連接技術及其服務的擴散以及不同類型的應用需求，今天這一問題是一個巨大挑戰。

考慮互聯網連接的網關應該提供的內容：

它們必須能夠處理大量節點和不同類型的連接接口以與各種傳感器（例如，濕度、亮度、壓力、電壓等）通信

他們必須能夠向云端發送信息并從云端接收信息，并與可能具有不同類別服務的不同云服務提供商進行聯系

他們必須能夠在本地和云計算之間取得平衡。例如，考慮復雜操作的處理和數據庫要求，如語言和面部識別。

基于開放的、經過行業驗證和公開可用的標準，構建整個傳感器到云平臺，是對構建可快速實現這些應用的可擴展和無所不在的系統的挑戰的一個響應。

為此，TI已創建具有網關參考設計的Sub-1 GHz傳感器到云。該參考設計加速了開發與Sub-1 GHz傳感器交互的基于云的應用程序所需的時間。

運行在TI的通用SimpleLink?雙頻CC1350 SensorTag套件（首個創建的無線傳感器板參考設計）上的傳感器使用遠距離Sub-1 GHz技術，并與使用TI的Sitara? AM335x處理器在BeagleBone Black上運行的Eth/Sub-1 GHz網關進行通信。

傳感器和網關之間的通信正在使用經過行業驗證的IEEE 802.15.4“g”標準，在我們免版稅的TI 15.4-Stack軟件開發套件（SDK）產品中實現，該軟件具有管理傳感器節點網絡的軟件解決方案，包括用于網關的嵌入式Linux?軟件（“數字中心”）。

基于TI 15.4-Stack和Sitara處理器SDK軟件基礎，TI創建了一個JavaScript基物聯網（IoT）網關軟件模塊，以實現與Amazon Web Services（AWS）云的連接。

IoT網關應用程序是一個軟件參考設計組件，包括以下內容：

鏈路和設備監控控制，用于遠程網絡管理。想象一下，您在釀酒廠部署了一個濕度傳感器網絡，并希望檢查所有的傳感器是否仍然可以運行，而且昨晚的風暴并沒有損壞它們。

標準數據格式，以及云中傳感器數據表示的對象抽象模型。這是傳感器到云應用的核心，它定義了濕度傳感器數據的格式、屬性和性能。

網關 —— AWS IoT業務通信，具有安全認證模式。這定義了您的網關和云服務之間的傳輸語言，以及您的傳感器如何通過云服務提供商的網關進行身份驗證和安保。

上述所有功能都考慮到可擴展性的設計，并且基于行業標準。

數據表示使用JavaScript對象表示法（JSON），

傳感器對象模型取自IPSO智能對象規范

與AWS IoT實例的通信使用發布/訂閱MQTT協議，這是與基于傳感器的嵌入式設備接口的云服務的通用選擇。此設計中的軟件組件是模塊化的，它們之間的接口基于TCP插槽，并使用Google Protobuf數據模型，提供擴展其他API和與其他基于IP的云連接協議連接的能力。這允許極其快速地擴展和連接網關IoT代理軟件，以與其他通用的云服務連接，或者快速添加任何其他類型的傳感器（例如亮度、壓力、溫度等），為設計人員提供了極大的靈活性，可免費重新使用通用的軟件庫。

通過結合模塊化的設計選擇，圍繞行業標準的使用，構建可通過BoosterPack?插件模塊或蓋帽進行擴展，并可讓開發人員免費使用軟件和設計輕松訪問的套件，TI希望釋放開發商的創新精神。我們為業界帶來了一個完整和可擴展的傳感器到云參考平臺。現在是開發人員將其轉化為下一個創新的IoT應用程序的時候了。www.ti.com/sensor2cloud

編輯：金巧