如今，傳感器和執(zhí)行器已集成到現(xiàn)代電子設(shè)備中，有助于收集和分析大量數(shù)據(jù)以進(jìn)行實(shí)時(shí)行為修改。但是，向設(shè)備添加足夠的處理能力以實(shí)時(shí)分析這些數(shù)據(jù)的成本可能很高。

那么，分析這些數(shù)據(jù)的更具成本效益的解決方案是什么？云計(jì)算平臺(tái)。

數(shù)據(jù)可以傳遞到強(qiáng)大的云計(jì)算平臺(tái)，數(shù)據(jù)流可以從多個(gè)設(shè)備進(jìn)行分析。分析完成后，這些云計(jì)算平臺(tái)計(jì)算響應(yīng)，并通過(guò)同一云網(wǎng)關(guān)將其安全地傳遞回設(shè)備。每個(gè)支持物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備內(nèi)部的邊緣MCU負(fù)責(zé)在這些云計(jì)算平臺(tái)與板載傳感器和執(zhí)行器之間建立安全網(wǎng)關(guān)。

為了幫助設(shè)計(jì)人員在開(kāi)發(fā)智能、互聯(lián)和安全的嵌入式物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)實(shí)現(xiàn)這種簡(jiǎn)單、高效的實(shí)踐，Microchip的SAM-IoT WG開(kāi)發(fā)板現(xiàn)在連接到Google Cloud Platform的Cloud IoT Core。SAM-IoT WG 開(kāi)發(fā)板是首個(gè)使用 32 位微控制器 （MCU） 實(shí)現(xiàn)云連接的一體化完整邊緣解決方案。

該板由Microchip完全集成的嵌入式軟件開(kāi)發(fā)框架MPLAB Harmony v3提供支持。這款免費(fèi)軟件可以幫助開(kāi)發(fā)人員輕松地將 Google Cloud Platform 連接添加到新項(xiàng)目和現(xiàn)有項(xiàng)目中，同時(shí)提供靈活且可互操作的模塊來(lái)簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)過(guò)程。

形狀展開(kāi)/折疊部分

關(guān)于SAM-IoT工作組開(kāi)發(fā)板

SAM-IoT WG 開(kāi)發(fā)板是一個(gè)小型且易于擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)解決方案演示和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為使用 8 位和 16 位物聯(lián)網(wǎng)解決方案的開(kāi)發(fā)人員提供無(wú)縫遷移路徑，以實(shí)現(xiàn)更高性能、低功耗的 MCU。它具有基于SAMD21G18 Arm? Cortex-M0?+的32位微控制器（MCU），ATECC608 CryptoAuthentication?安全元件IC和完全認(rèn)證的ATWINC1510 Wi-Fi?網(wǎng)絡(luò)控制器，因此用戶可以快速輕松地將嵌入式應(yīng)用程序連接到Google Cloud Platform的Cloud IoT Core。板載調(diào)試器有助于編程和調(diào)試MCU，無(wú)需任何額外的硬件。設(shè)計(jì)人員可以使用mikroBUS?插座選擇MikroElekronika Click板?來(lái)擴(kuò)展功能。該板還具有USB大容量存儲(chǔ)接口，可輕松拖放更新MCU閃存和配置Wi-Fi憑據(jù)。USB 也可用于命令行界面。

該開(kāi)發(fā)板旨在演示典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用組件，其中包括：

?聰明

Microchip的SAM D21是一系列低功耗MCU，非常適合物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中最重要和最基本的元素是MCU，它處理來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)并以更快的速度運(yùn)行復(fù)雜的算法。

ATSAMD21G18A 的特點(diǎn)：

48 引腳，外形緊湊

256 KB 閃存和 32 KB SRAM

最大 CPU 工作頻率 – 48 MHz

靈活的外設(shè)（如 SERCOM）和智能外設(shè)（如事件系統(tǒng)），用于外設(shè)間信號(hào)傳輸，無(wú)需使用 CPU 帶寬

由 MPLAB Harmony v3 和 MPLAB X IDE 支持，用于快速原型設(shè)計(jì)

?安全

在保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序免受未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)時(shí)，安全性至關(guān)重要。ATECC608 是 Microchip 加密認(rèn)證?產(chǎn)品組合中的安全元件，具有先進(jìn)的橢圓曲線加密 （ECC） 功能，是保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的理想選擇。SAM-IoT WG 開(kāi)發(fā)板上的 ATECC608A 器件用于向云服務(wù)提供商（如云物聯(lián)網(wǎng)核心）驗(yàn)證硬件，以唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)開(kāi)發(fā)板。

ATECC608 的特點(diǎn)：

對(duì)非對(duì)稱(chēng)簽名、驗(yàn)證、密鑰協(xié)議的硬件支持：為運(yùn)行加密/解密算法的MCU系統(tǒng)提供全方位的安全機(jī)密性、數(shù)據(jù)完整性和身份驗(yàn)證

橢圓曲線數(shù)字簽名 （ECDSA）

橢圓曲線迪菲-赫爾曼 （ECDH）

受保護(hù)的存儲(chǔ)，最多可容納 16 個(gè)密鑰、證書(shū)或數(shù)據(jù)

對(duì)稱(chēng)算法的硬件支持 – SHA-256 和 AES-128

外形小巧

預(yù)先配置，可輕松連接到 Google Cloud Platform 的云物聯(lián)網(wǎng)核心

?連接

Microchip經(jīng)過(guò)全面認(rèn)證的ATWINC1510 Wi-Fi控制器模塊可輕松將應(yīng)用程序連接到云。

ATWINC1510 的特點(diǎn)：

單頻段 2.4 GHz b/g/n 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)控制器

外形小巧

通過(guò) SPI 與 ATSAMD21 MCU 接口

8 MB 板載閃存 – 使邊緣 MCU 無(wú)需執(zhí)行所有網(wǎng)絡(luò)任務(wù)

支持的安全協(xié)議：WPA/WPA2 個(gè)人和企業(yè)、TLS、SSL

美國(guó)、加拿大、歐洲、日本、韓國(guó)、中國(guó)、印度和臺(tái)灣機(jī)構(gòu)認(rèn)證

如何開(kāi)始

SAM-IoT WG 開(kāi)發(fā)板已針對(duì) Google Cloud Platform 的 Cloud IoT Core 進(jìn)行了預(yù)配置。該板具有“拖放”功能。此功能使您能夠快速下載最新的固件和 Wi-Fi 配置。拖放固件并等待重新啟動(dòng)，然后將 Wi-Fi 配置拖放到主板上。設(shè)備將開(kāi)始向谷歌云平臺(tái)發(fā)送數(shù)據(jù)。

該板還具有板載溫度和光傳感器。SAM-IoT開(kāi)發(fā)板的傳感器收集的所有數(shù)據(jù)都發(fā)布在Microchip的沙盒帳戶上。這樣，您無(wú)需成為網(wǎng)絡(luò)或加密專(zhuān)家即可創(chuàng)建安全設(shè)備并將其連接到云。

一旦您準(zhǔn)備好構(gòu)建自己的自定義設(shè)計(jì)，您就可以使用 MPLAB 工具生態(tài)系統(tǒng)中的 MPLAB Harmony v3 嵌入式軟件開(kāi)發(fā)框架中的免費(fèi)軟件庫(kù)輕松生成代碼。您甚至可以通過(guò)使用大容量存儲(chǔ)設(shè)備中提供的公鑰注冊(cè)設(shè)備來(lái)移動(dòng)到自己的私有Google云。

ATWINC1510 需要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接連接到 Wi-Fi 網(wǎng)絡(luò)。ATECC608A 用于通過(guò)云對(duì)硬件進(jìn)行身份驗(yàn)證，以唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)電路板。可以修改演示應(yīng)用程序源代碼以將數(shù)據(jù)發(fā)布到個(gè)人云帳戶，以開(kāi)始使用自定義云應(yīng)用程序。

ATSAMD21G18A 安裝在 SAM-IoT WG 開(kāi)發(fā)板上，并預(yù)編程了一個(gè)應(yīng)用程序，準(zhǔn)備將數(shù)據(jù)發(fā)布到云服務(wù)提供商的 Microchip 帳戶，并訂閱從 sam-iot.com 通過(guò)云服務(wù)提供商發(fā)送的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)從云中讀取，并在 sam-iot.com 自定義儀表板上呈現(xiàn)給用戶。

實(shí)時(shí)可視化云數(shù)據(jù)

開(kāi)箱即用，所有SAM-IoT開(kāi)發(fā)板都預(yù)先注冊(cè)到Microchip的Google Cloud沙盒帳戶。此帳戶僅用于演示目的。SAM-IoT開(kāi)發(fā)板的傳感器收集的所有數(shù)據(jù)都以圖形格式發(fā)布在帳戶上。通過(guò)Microchip沙盒帳戶連接的主板發(fā)布的數(shù)據(jù)不會(huì)永久存儲(chǔ)或收集。在將開(kāi)發(fā)板從演示環(huán)境中移除并遷移到私人帳戶后，用戶將可以使用 Google Cloud 功能的完整存儲(chǔ)空間。一旦電路板連接到Wi-Fi和云，sam-iot.com 網(wǎng)頁(yè)將顯示從板載光和溫度傳感器收集的數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)圖形。數(shù)據(jù)通過(guò) JSON 對(duì)象從傳感器傳輸和轉(zhuǎn)換為云：格式如下的 ASCII 字符串：{ ‘Light’ ： XXX， ‘Temp’： YYY }，其中 XXX 和 YYY 是由傳感器提供并由 ATSAMD21G18A 預(yù)處理的數(shù)值，并以十進(jìn)制表示法表示。

一旦開(kāi)發(fā)板連接到云物聯(lián)網(wǎng)核心，它就會(huì)被預(yù)配置為將光和溫度數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆啤Ｔ试S您立即開(kāi)始為傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)收集數(shù)據(jù)。

結(jié)論

基于 SAM D21 MCU 的 SAM-IoT WG 開(kāi)發(fā)板是一個(gè)緊湊且易于擴(kuò)展的演示和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，適用于基于 Wi-Fi 的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)應(yīng)用。此特定開(kāi)發(fā)板已針對(duì) Google Cloud Platform Cloud IoT Core 進(jìn)行了預(yù)配置。出廠電路板預(yù)編程的應(yīng)用程序演示了將板載光和溫度傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆莆锫?lián)網(wǎng)核心的 MQTT 數(shù)據(jù)傳輸，該核心可作為快速創(chuàng)建自定義物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的模型。

您可以通過(guò)使用板載 mikroE 接頭將電路板連接到無(wú)窮無(wú)盡的 MikroElektronika 點(diǎn)擊板陣列來(lái)擴(kuò)展該板的功能，并將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到云。該開(kāi)發(fā)平臺(tái)充當(dāng)基本構(gòu)建塊，可以重復(fù)使用并進(jìn)一步定制以滿足您的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的需求。

審核編輯：郭婷