傳統嵌入式設計中一些最大的挑戰是計算和存儲。微控制器就其本質而言，存儲和吞吐量有限。通過使嵌入式代碼高效且切中要害，這些挑戰得到了緩解。但是，即使使用最有效的代碼，微控制器仍然無法完成許多應用。

通過云計算，這些吞吐量和存儲限制在一定程度上得到了緩解。通過云計算，微控制器可以通過外包工作來執行非常資源密集型的計算。

什么是云？

每當您聽到“云”一詞時，很容易立即想到存儲。存儲文件、備份、設置等的地方。雖然存儲是云的重要組成部分，但有人可能會說云計算，尤其是對于物聯網設備，是一個更大的問題。

云計算是將工作從相關設備中卸載出來的概念。這使得相對便宜和小型微控制器可以執行需要大量計算能力的任務。

云計算示例：自動商店門

想象一下以下應用：商店的門，只要有人在它面前，它就會自動打開。它不應該為鴿子等其他移動物體打開，這使得傳統的運動傳感解決方案不可行。

為了解決這個問題，可以使用計算機視覺。拍照，如果檢測到有人，請打開門。計算機視覺算法通常需要大量的處理。只有微控制器的系統將沒有足夠的吞吐量來執行計算以識別圖片中的人。這就是云計算的用武之地。將圖片發送到云端，讓它執行計算并將結果發送回微控制器。如果云說，“是的，那里有一個人”，打開門。

這樣做的一些主要優點是成本和簡單性。無需在現場使用帶有復雜軟件的昂貴計算機，簡單且廉價的微控制器可以通過將工作外包到云來完成。另外兩個好處包括可擴展性和效率。如果您的商店里有幾扇門，則只能復制微控制器和相機。通過讓所有設備連接到云解決方案來重用云解決方案。

它使用 AVR-IoT WG 板、步進電機和步進 2 點擊板?來驅動電機。天氣數據是從外部天氣預報提供程序獲取的。此數據被解析并轉換為時鐘指針位置。這就是云計算的用武之地。微控制器上的代碼控制電機并偵聽來自云的簡單消息，該消息告訴它在時鐘面上指向的位置。計算量更大的任務完全由云處理。微控制器忘記了它顯示天氣的事實。

云配置

天氣時鐘使用AVR-IoT WG板，該板開箱即用地連接到Google Cloud Platform（GCP）。該板通過使用 IoT 核心版模塊添加到 GCP 項目中。只需打開模塊，添加設備并輸入其ID和公鑰即可。由于主板已預先配置 GCP，因此會自動創建安全連接。

如上所述，天氣時鐘需要預報天氣數據來處理并發送到時鐘。數據的獲取和處理是通過云功能模塊完成的。您可以通過創建云函數并在其中輸入來添加代碼。這可以計劃為以給定的時間間隔運行，也可以在事件發生時運行。

由于 GCP 是模塊化的，因此您只需添加適合您項目的模塊。例如，自動門的例子可能會使用視覺模塊，該模塊提供了一個預先訓練的神經網絡來識別圖像中的對象。

天氣時鐘簡介

為了討論如何在您的物聯網項目中集成云解決方案，我們將看看Microchip天氣時鐘，這是一個旨在展示簡單物聯網云項目的演示。天氣時鐘在刻度上具有天氣符號和溫度，而不是時間。根據預定義的位置，時鐘指針旋轉并指向當前天氣。

結論和進一步閱讀

通過將云用作計算資源而不僅僅是存儲資源，您將為廉價、簡單和優雅的嵌入式解決方案打開大門。易于使用的開發板，如AVR和PIC-IoT工作組板，可以通過外包工作來完成非常繁重的資源任務。

審核編輯：郭婷