如何将低成本消费类嵌入式设计连接到互联网?

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嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案一、概述嵌入式联网解决方案是一种将嵌入式系统与互联网相连接的技术方案。

通过该方案,嵌入式设备可以实现与其他设备或者云端服务器的数据交互、远程控制和监测等功能。

本文将详细介绍嵌入式联网解决方案的相关技术、架构和应用场景。

二、技术原理1. 嵌入式系统嵌入式系统是指集成为了处理器、存储器、外设和操作系统等组件的微型计算机系统。

它通常被嵌入到其他设备中,以实现特定的功能。

嵌入式系统可以是单片机、嵌入式Linux系统或者其他操作系统。

2. 通信模块嵌入式联网解决方案中的通信模块负责与互联网进行通信。

常见的通信模块包括Wi-Fi模块、蓝牙模块、以太网模块和挪移通信模块(如4G、5G模块)。

通信模块可以通过无线或者有线方式与互联网连接。

3. 传感器和执行器传感器用于采集环境数据,如温度、湿度、光照等。

执行器用于控制其他设备或者执行特定任务。

传感器和执行器可以通过摹拟输入、数字输入/输出或者总线接口与嵌入式系统相连接。

4. 云端服务器嵌入式设备通过通信模块将采集到的数据发送到云端服务器。

云端服务器负责存储和处理数据,并提供相应的服务接口。

嵌入式设备可以通过云端服务器与其他设备或者用户进行数据交互。

5. 应用开辟嵌入式联网解决方案的应用开辟包括嵌入式软件开辟和云端应用开辟。

嵌入式软件开辟涉及嵌入式系统的驱动程序开辟、通信协议实现和数据处理等。

云端应用开辟涉及服务器端程序开辟、数据库设计和接口开辟等。

三、架构设计嵌入式联网解决方案的架构设计包括物理架构和软件架构两部份。

1. 物理架构物理架构涉及嵌入式设备、通信模块和云端服务器之间的连接方式。

常见的物理架构包括:- 单一设备架构:嵌入式设备直接连接到云端服务器,通信模块集成在嵌入式设备中。

- 网关架构:嵌入式设备通过网关与云端服务器通信,通信模块集成在网关中。

- 分布式架构:多个嵌入式设备通过局域网或者互联网与云端服务器通信,通信模块分布在各个设备中。

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嵌入式联网解决方案嵌入式联网解决方案是一种将嵌入式设备与互联网连接起来的技术方案。

它可以实现嵌入式设备与其他设备、系统或者云端进行数据交互和远程控制。

这种方案在物联网、智能家居、智能工业等领域有着广泛的应用。

一、方案概述嵌入式联网解决方案主要包括硬件和软件两个方面。

硬件方面,需要选择适合的嵌入式设备,如单片机、微处理器、传感器等,并配备相应的网络模块,如Wi-Fi模块、蓝牙模块、以太网模块等。

软件方面,需要编写嵌入式系统的驱动程序、网络通信协议以及远程控制的应用程序。

二、硬件选择在选择嵌入式设备时,需要考虑设备的性能、功耗、成本等因素。

常用的嵌入式设备有Arduino、Raspberry Pi、ESP8266等。

这些设备具有较低的功耗和较高的性能,可以满足大部分嵌入式联网应用的需求。

同时,还需要选择合适的网络模块,根据具体应用场景选择Wi-Fi模块、蓝牙模块或者以太网模块。

三、软件开发在软件开发方面,需要编写驱动程序、网络通信协议和应用程序。

驱动程序主要负责与硬件设备的交互,包括读取传感器数据、控制执行器等。

网络通信协议主要负责与互联网进行通信,可以选择HTTP、MQTT等常用的通信协议。

应用程序则根据具体需求进行开发,可以实现数据上传、远程控制、数据存储等功能。

四、安全性考虑在嵌入式联网解决方案中,安全性是一个重要的考虑因素。

为了保证数据的安全传输和设备的安全运行,可以采取以下措施:使用加密算法对数据进行加密,如SSL/TLS;限制设备的访问权限,只允许授权的用户或设备进行访问;定期更新设备的软件和固件,修复安全漏洞;设置防火墙和入侵检测系统,阻止未授权的访问。

五、应用场景嵌入式联网解决方案在各个领域都有广泛的应用。

在物联网领域,可以实现智能家居、智能办公、智能农业等应用。

在智能家居中,可以通过手机远程控制家庭设备,如灯光、空调、门锁等。

在智能办公中,可以实现远程监控、环境监测等功能。

在智能农业中,可以实现远程监控农田的温湿度、土壤湿度等参数,实现精准灌溉。

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嵌入式联网解决方案一、概述嵌入式联网解决方案是一种将嵌入式系统与互联网进行连接的技术方案。

通过将嵌入式设备与网络进行通信,可以实现设备的远程控制、数据的传输和云端存储等功能。

本文将详细介绍嵌入式联网解决方案的架构、实现原理、应用场景以及优势等内容。

二、架构嵌入式联网解决方案的架构主要包括嵌入式设备、通信模块、云端平台和移动终端四个部分。

1. 嵌入式设备:指的是集成了处理器、存储器、传感器等硬件组件的嵌入式系统。

它通过通信模块与互联网进行连接,并能够采集、处理和传输数据。

2. 通信模块:嵌入式设备通过通信模块与互联网进行通信。

通信模块可以是无线模块(如Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT等)或有线模块(如以太网、RS485等)。

3. 云端平台:云端平台是嵌入式设备数据的存储和处理中心。

它提供了数据存储、数据分析、远程控制等功能,用户可以通过云端平台对嵌入式设备进行管理和监控。

4. 移动终端:移动终端可以是手机、平板电脑等设备,用户可以通过移动终端对嵌入式设备进行远程控制和监控。

三、实现原理嵌入式联网解决方案的实现原理主要包括数据采集、数据传输和数据处理三个步骤。

1. 数据采集:嵌入式设备通过传感器等硬件组件采集环境数据,如温度、湿度、光照强度等。

采集到的数据通过嵌入式系统进行处理和存储。

2. 数据传输:采集到的数据通过通信模块与互联网进行传输。

通信模块将数据封装成特定的协议格式,并通过网络传输到云端平台。

3. 数据处理:云端平台接收到传输的数据后,进行数据存储和处理。

用户可以通过云端平台对数据进行分析、展示和管理。

四、应用场景嵌入式联网解决方案在各个领域都有广泛的应用。

1. 智能家居:通过嵌入式设备与互联网的连接,实现家居设备的远程控制和监控,如智能灯光、智能门锁、智能摄像头等。

2. 工业自动化:将嵌入式设备与工业设备进行联网,实现设备状态的实时监测和远程控制,提高生产效率和降低人工成本。

3. 智能交通:通过嵌入式设备和云端平台的连接,实现交通信号灯的智能控制、车辆的远程监控和交通数据的分析,提升交通运输效率。

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嵌入式联网解决方案嵌入式联网解决方案是指将嵌入式设备与互联网相连接,实现设备之间的数据传输和远程控制。

随着物联网的快速发展,嵌入式联网解决方案在各个领域得到广泛应用,包括智能家居、智能城市、工业自动化等。

一、嵌入式联网解决方案的基本原理嵌入式联网解决方案的基本原理是通过将嵌入式设备连接到互联网,实现设备之间的通信。

通常,嵌入式设备会集成无线通信模块,如Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等,通过这些通信模块与互联网进行连接。

同时,嵌入式设备还会搭载操作系统和应用程序,用于数据的采集、处理和传输。

通过云平台,用户可以对嵌入式设备进行远程监控和控制。

二、嵌入式联网解决方案的应用场景1. 智能家居:嵌入式联网解决方案可以实现家庭设备的智能化控制,如智能门锁、智能灯光、智能家电等。

用户可以通过手机App或者语音助手对家庭设备进行远程控制,实现智能化的生活方式。

2. 智能城市:嵌入式联网解决方案可以应用于智能交通、智能路灯、智能停车等领域,实现城市的智能化管理。

通过嵌入式设备的数据采集和分析,可以优化城市的交通流量、提高能源利用效率等。

3. 工业自动化:嵌入式联网解决方案在工业自动化领域有着广泛的应用。

通过嵌入式设备的联网,可以实现工业设备的远程监控和管理,提高生产效率和安全性。

三、嵌入式联网解决方案的优势1. 实时监控:通过嵌入式设备的联网,可以实时监控设备的状态和运行情况,及时发现并解决问题,提高设备的可靠性和稳定性。

2. 远程控制:用户可以通过云平台对嵌入式设备进行远程控制,无需现场操作,提高了操作的便利性和灵便性。

3. 数据分析:通过嵌入式设备的数据采集和传输,可以实现对大量数据的分析和挖掘,为决策提供科学依据。

4. 节能环保:嵌入式联网解决方案可以实现对能源的有效管理和利用,减少能源的浪费,降低对环境的影响。

四、嵌入式联网解决方案的实施步骤1. 设计方案:根据具体的应用需求,设计嵌入式联网解决方案的硬件和软件架构,确定所需的通信模块和云平台。

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嵌入式联网解决方案一、概述嵌入式联网解决方案是指将嵌入式设备与互联网进行连接,实现设备之间的数据传输和远程控制。

该解决方案广泛应用于智能家居、智能工厂、智能农业等领域,为用户提供便捷的远程监控和控制功能。

本文将详细介绍嵌入式联网解决方案的原理、组成部分和实施步骤。

二、原理嵌入式联网解决方案的实现主要依赖于以下几个关键技术:1. 嵌入式系统:嵌入式设备作为解决方案的核心,需要具备一定的计算和通信能力。

常见的嵌入式系统包括单片机、嵌入式Linux系统等。

2. 通信模块:为嵌入式设备提供网络连接功能,常见的通信模块有Wi-Fi模块、蓝牙模块、GSM模块等。

3. 云平台:嵌入式设备通过通信模块将数据传输到云平台,云平台负责数据的存储和处理。

用户可以通过云平台进行数据监控和设备控制。

4. 应用程序:用户可以通过手机App或Web界面与云平台进行交互,实现对嵌入式设备的远程监控和控制。

三、组成部分嵌入式联网解决方案主要由以下几个组成部分构成:1. 嵌入式设备:作为解决方案的核心,嵌入式设备负责采集环境数据、执行控制指令等功能。

例如,智能家居中的温度传感器、灯光控制器等。

2. 通信模块:提供嵌入式设备与云平台之间的数据传输通道。

通信模块可以选择根据具体需求进行选择,例如Wi-Fi模块适用于家庭环境,GSM模块适用于移动场景。

3. 云平台:负责接收和处理来自嵌入式设备的数据。

云平台可以提供数据存储、数据分析、设备管理等功能。

用户可以通过云平台进行数据监控和设备控制。

4. 应用程序:用户可以通过手机App或Web界面与云平台进行交互。

应用程序提供了友好的用户界面,方便用户进行数据查看和设备控制。

四、实施步骤实施嵌入式联网解决方案的步骤如下:1. 确定需求:根据实际需求确定嵌入式设备的功能和通信方式。

例如,智能家居需要考虑温度、湿度等传感器的选择,以及Wi-Fi或蓝牙通信模块的选型。

2. 设计硬件:根据需求设计嵌入式设备的硬件电路。

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嵌入式联网解决方案一、引言嵌入式联网解决方案是指在嵌入式系统中实现网络连接和通信的技术方案。

随着物联网的快速发展,嵌入式设备的联网需求越来越高,嵌入式联网解决方案成为了实现智能化、互联互通的重要手段。

本文将详细介绍嵌入式联网解决方案的相关技术和应用。

二、技术概述1. 通信协议嵌入式联网解决方案中常用的通信协议有TCP/IP、HTTP、MQTT等。

TCP/IP 协议是互联网通信的基础协议,支持可靠的数据传输。

HTTP协议是基于TCP/IP 协议的应用层协议,常用于Web应用中的数据传输。

MQTT协议是一种轻量级的发布/订阅消息传输协议,适用于物联网设备之间的实时通信。

2. 硬件平台嵌入式联网解决方案可以基于多种硬件平台实现,如ARM、MIPS等。

ARM 架构具有低功耗、高性能等特点,广泛应用于嵌入式系统中。

MIPS架构则适用于对性能要求不高的应用场景。

3. 软件开发嵌入式联网解决方案的软件开发可以采用C/C++、Python等编程语言进行。

C/C++语言是嵌入式系统开发的主流语言,具有高效、可移植性强等优点。

Python 语言则具有简洁、易学、易用等特点,适合快速开发原型和简化复杂逻辑。

三、应用场景1. 智能家居嵌入式联网解决方案在智能家居领域有着广泛的应用。

通过将家电设备、安防设备等接入互联网,用户可以通过手机APP远程控制家居设备,实现智能化的家居管理。

例如,通过嵌入式联网解决方案,用户可以在外出时通过手机APP控制家中的灯光、空调等设备,实现远程开关、定时控制等功能。

2. 工业自动化嵌入式联网解决方案在工业自动化领域也得到了广泛应用。

通过将工业设备与互联网连接,实现设备之间的数据交互和远程监控。

例如,通过嵌入式联网解决方案,工厂可以实时监测设备的运行状态、温度、湿度等参数,并进行远程控制和故障诊断,提高工厂的生产效率和安全性。

3. 智能交通嵌入式联网解决方案在智能交通领域也有着重要的应用。

通过将交通设备、车辆等联网,实现交通信息的实时采集、处理和共享。

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嵌入式联网解决方案嵌入式联网解决方案是指将嵌入式设备与互联网相连接,实现数据的传输和远程控制。

随着物联网的快速发展,嵌入式联网解决方案在各个领域得到广泛应用,如智能家居、智能交通、智能工业等。

本文将详细介绍嵌入式联网解决方案的相关技术和应用。

一、嵌入式联网解决方案的技术要点1.硬件设计:嵌入式设备的硬件设计是嵌入式联网解决方案的关键。

通常包括主控芯片的选择、外设的设计和接口的设计等。

主控芯片的选择应考虑其性能、功耗和成本等因素。

外设的设计包括传感器、执行器和通信模块等,用于采集数据和与互联网进行通信。

接口的设计需要考虑与其他设备的连接方式,如串口、以太网、无线通信等。

2.软件开辟:嵌入式联网解决方案的软件开辟包括嵌入式操作系统的选择和应用程序的开辟。

嵌入式操作系统通常需要满足实时性、可靠性和资源占用低等要求。

应用程序的开辟需要根据具体需求进行,包括数据采集、数据处理和数据传输等功能。

3.通信协议:嵌入式设备与互联网的通信需要使用特定的通信协议。

常用的通信协议有TCP/IP、HTTP、MQTT等。

选择合适的通信协议可以提高数据传输的效率和可靠性。

4.安全性设计:嵌入式联网解决方案的安全性设计是非常重要的。

在数据传输过程中,需要采取加密算法和安全认证机制,保护数据的机密性和完整性。

同时,还需要考虑防止未经授权的访问和攻击的措施,确保系统的安全性。

二、嵌入式联网解决方案的应用1.智能家居:嵌入式联网解决方案在智能家居领域的应用非常广泛。

通过将家居设备与互联网相连接,可以实现智能灯光控制、智能门锁、智能温控等功能。

用户可以通过手机或者其他终端设备远程控制家居设备,实现智能化的生活方式。

2.智能交通:嵌入式联网解决方案在智能交通领域的应用可以提高交通管理的效率和安全性。

通过将交通设备与互联网相连接,可以实现智能交通信号控制、智能停车管理等功能。

同时,通过数据采集和分析,可以提供实时的交通信息和智能导航服务。

嵌入式系统网络连接技术研究

嵌入式系统网络连接技术研究

嵌入式系统网络连接技术研究嵌入式系统是一种应用广泛的计算机系统,可以嵌入到各种设备中,如智能手机、家用电器、汽车、工业自动化等。

嵌入式系统的核心是处理器和存储器,其功能是控制设备的运行和数据处理。

随着互联网的发展,嵌入式系统可以通过网络连接到互联网上,实现远程控制和数据交换等功能。

本文将探讨嵌入式系统网络连接技术的研究现状和未来发展方向。

嵌入式系统网络连接技术的现状当前,嵌入式系统网络连接技术已经发展到了一个相当成熟的阶段。

通过网络连接,嵌入式系统可以与其他设备和云平台进行数据交换和远程控制。

常用的网络连接技术有以下几种。

1.以太网以太网是一种广泛应用于局域网(LAN)的技术,它使用双绞线或光纤传输数据。

嵌入式系统可以通过以太网接口连接到以太网上,并与其他设备和服务器进行数据交换。

以太网接口的成本较低,传输速度较快,但需要使用网线进行连接,不适用于移动设备。

2.Wi-FiWi-Fi是一种无线局域网(WLAN)技术,可以通过无线电波传输数据。

嵌入式系统可以通过Wi-Fi模块连接到Wi-Fi网络上,实现远程控制和数据交换。

Wi-Fi的使用方便,适用于移动设备,但需要消耗电量,传输速度较限制,且容易受到干扰。

3.蓝牙蓝牙是一种无线个人局域网(WPAN)技术,适用于短距离传输数据。

嵌入式系统可以通过蓝牙模块连接到其他蓝牙设备上,如手机、电脑等,进行控制和数据交换。

蓝牙的使用方便,成本较低,但传输速度慢,容易受到干扰。

4.4G/5G4G/5G是现代移动通信技术,可以通过移动通信网络进行数据传输。

嵌入式系统可以通过4G/5G模块连接到移动网络上,实现远程控制和数据交换。

4G/5G的传输速度较快,覆盖范围广,但成本较高,需要使用SIM卡等外部设备。

嵌入式系统网络连接技术的未来发展方向随着互联网的发展,嵌入式系统网络连接技术也在不断发展和完善。

未来,嵌入式系统的网络连接将呈现以下几个趋势。

1.5G和6G技术的应用5G和6G技术是未来通信技术发展的方向,可以提供更快的传输速度和更稳定的连接。

嵌入式联网解决方案

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嵌入式联网解决方案引言概述:嵌入式联网解决方案是指将嵌入式系统与互联网相连接的技术和方法。

随着物联网的快速发展,嵌入式联网解决方案成为了各行各业的热门话题。

本文将介绍嵌入式联网解决方案的五个关键部份,包括硬件平台选择、通信协议、数据安全、云平台和应用开辟。

一、硬件平台选择:1.1 处理器选择:在选择嵌入式联网解决方案的硬件平台时,首先需要考虑的是处理器的性能和功耗。

常见的处理器包括ARM、MIPS和x86等。

根据实际需求,选择适合的处理器平台,保证系统的稳定性和性能。

1.2 存储器选择:嵌入式联网解决方案需要存储大量的数据和程序。

因此,在选择硬件平台时,需要考虑存储器的容量和速度。

常见的存储器包括闪存和SDRAM等,根据实际需求选择适当的存储器。

1.3 传感器选择:嵌入式联网解决方案通常需要与各种传感器进行数据交互,如温度传感器、湿度传感器等。

在选择硬件平台时,需要考虑传感器的类型和接口,以便实现数据的采集和处理。

二、通信协议:2.1 无线通信协议:嵌入式联网解决方案通常采用无线通信方式进行数据传输。

常见的无线通信协议包括Wi-Fi、蓝牙和Zigbee等。

根据实际应用场景和需求,选择适合的无线通信协议,确保数据的稳定传输。

2.2 有线通信协议:在某些特定场景下,嵌入式联网解决方案也可以采用有线通信方式进行数据传输。

常见的有线通信协议包括以太网和串口等。

根据实际需求选择适合的有线通信协议,确保数据的可靠传输。

2.3 通信安全:嵌入式联网解决方案需要考虑数据的安全性。

在选择通信协议时,需要关注协议的安全性和加密能力。

同时,还需要采取合适的安全措施,如数据加密和身份认证等,以确保数据的安全传输。

三、数据安全:3.1 数据加密:嵌入式联网解决方案中的数据需要进行加密,以保护数据的机密性。

常见的数据加密算法包括AES和RSA等。

选择合适的加密算法,对数据进行加密处理,确保数据的安全性。

3.2 身份认证:在嵌入式联网解决方案中,身份认证是保证数据安全的重要环节。

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嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案一、概述嵌入式联网解决方案是一种将嵌入式设备与互联网连接的技术方案。

通过该方案,嵌入式设备可以实现远程控制、数据传输和云端存储等功能,从而实现设备的智能化和互联网化。

二、技术原理嵌入式联网解决方案主要基于以下几个技术原理:1. 网络通信:嵌入式设备通过网络接口与互联网进行通信。

常用的网络通信技术包括以太网、Wi-Fi、蓝牙等。

通过这些通信技术,嵌入式设备可以连接到本地网络或者公共互联网。

2. 协议支持:嵌入式设备需要支持一系列的网络协议,如TCP/IP、HTTP、MQTT等。

这些协议可以确保设备与云端服务器之间的数据传输和通信的稳定性和安全性。

3. 数据传输:嵌入式设备可以通过网络将采集到的数据传输到云端服务器。

数据传输可以采用实时传输或者定时传输的方式,以满足不同应用场景的需求。

4. 云端存储:云端服务器可以提供存储服务,将嵌入式设备上传的数据进行存储和管理。

通过云端存储,用户可以随时随地访问和管理设备数据。

三、应用场景嵌入式联网解决方案可以广泛应用于各个领域,如智能家居、工业自动化、智能交通等。

以下是几个常见的应用场景:1. 智能家居:通过嵌入式联网解决方案,用户可以通过手机或者电脑远程控制家中的灯光、空调、窗帘等设备,实现智能化的家居管理。

2. 工业自动化:嵌入式设备可以与传感器、执行器等设备进行联网,实现工业设备的远程监控和控制。

这可以提高生产效率,减少人力成本。

3. 智能交通:通过嵌入式设备与交通设施联网,可以实现交通信号的智能调度、车辆远程监控等功能,提升交通管理的效率和安全性。

四、解决方案优势嵌入式联网解决方案具有以下几个优势:1. 灵便性:嵌入式联网解决方案可以根据不同的应用需求进行定制开辟,满足各种不同场景的要求。

2. 可扩展性:嵌入式设备可以通过添加模块或者接口进行功能扩展,以适应不断变化的需求。

3. 高效性:嵌入式设备可以实现实时数据传输和远程控制,提高设备的响应速度和工作效率。

嵌入式智能设备互联网连接技术

嵌入式智能设备互联网连接技术

嵌入式智能设备互联网连接技术随着物联网的兴起和智能设备的广泛应用,嵌入式智能设备互联网连接技术在当前的科技领域中扮演着重要角色。

从家居智能化到工业自动化,从医疗保健到交通运输,嵌入式智能设备无处不在。

而其中,实现这些设备互联网连接的技术是支撑整个环境的关键。

一、背景介绍嵌入式智能设备指的是嵌入到其他系统中的可控制或监控的设备,它们通常具有一定的计算能力和通信功能。

然而,只有通过互联网连接,这些嵌入式设备才能实现数据的传输和互动。

这种互联网连接技术的应用,将嵌入式设备纳入互联网的范畴,使得智能设备能够实现远程监控、远程控制和数据交互等功能。

二、传统嵌入式设备与互联网连接技术在传统的嵌入式设备中,通信通常通过串口、以太网等有线连接方式实现。

这种方式效果稳定可靠,但存在着布线成本高、可扩展性差等问题。

随着互联网技术的发展和智能设备的普及,人们对于更方便、高效的嵌入式设备互联网连接技术需求逐渐增加。

三、嵌入式智能设备互联网连接技术的分类1. 有线连接技术有线连接技术是指通过有线介质(如以太网、RS485等)将嵌入式设备与互联网或其他设备连接起来。

有线连接技术通常具有稳定性好、抗干扰能力强等特点,适用于对稳定性和安全性有要求的场景。

然而,由于对布线要求高,这种技术在某些场景下可能不太适用。

2. 无线连接技术无线连接技术是指通过无线信号传输将嵌入式设备与互联网或其他设备连接起来。

常见的无线连接技术包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等。

无线连接技术具有安装方便、成本较低、可扩展性好等优势,适用于距离较远、布线不便的场景。

然而,无线连接技术也存在传输速率相对较低、信号受干扰等问题。

3. 移动网络连接技术移动网络连接技术是指通过移动网络(如3G、4G、5G等)进行嵌入式设备的互联网连接。

移动网络连接技术具有无需布线、覆盖范围广等优势,适用于移动设备或广域范围的连接需求。

但相比其他连接方式,移动网络连接技术通常有一定的运营商费用,且在一些偏远地区或信号不稳定的地方可能存在连接问题。

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案一、概述嵌入式联网解决方案是指将嵌入式系统与互联网相连接,实现数据的传输和远程控制的技术方案。

本文将详细介绍嵌入式联网解决方案的标准格式,包括方案背景、目标、技术架构、实施步骤等。

二、方案背景随着物联网技术的快速发展,越来越多的设备需要实现与互联网的连接。

嵌入式系统作为一种小型化、低功耗的计算机系统,广泛应用于各个领域,如智能家居、智能工厂、智能交通等。

为了实现这些嵌入式设备的远程监控和控制,嵌入式联网解决方案应运而生。

三、目标本方案的目标是实现嵌入式设备与互联网的连接,并能够实现数据的传输和远程控制。

具体目标包括:1. 设备联网:将嵌入式设备与互联网相连接,建立起稳定可靠的通信通道。

2. 数据传输:实现嵌入式设备与云平台之间的数据传输,包括传感器数据、设备状态等。

3. 远程控制:通过云平台实现对嵌入式设备的远程控制,包括设备的开关、参数设置等。

4. 安全性保障:确保数据传输的安全性,采取合适的加密和认证机制,防止数据泄露和攻击。

四、技术架构本方案的技术架构包括以下几个关键组件:1. 嵌入式设备:作为物联网终端,负责采集传感器数据、执行控制指令等。

2. 通信模块:负责嵌入式设备与互联网之间的通信,可以使用无线通信技术(如Wi-Fi、蓝牙、LoRa等)或有线通信技术(如以太网、RS485等)。

3. 云平台:作为数据的中转和处理中心,负责接收嵌入式设备上传的数据,存储和分析数据,并提供远程控制接口。

4. 应用程序:为用户提供可视化界面,实现对嵌入式设备的远程监控和控制。

五、实施步骤本方案的实施步骤如下:1. 硬件选型:根据具体应用需求和成本考虑,选择合适的嵌入式开发板和通信模块。

2. 嵌入式开发:根据硬件选型,进行嵌入式软件的开发,包括传感器数据采集、通信模块驱动、远程控制接口等。

3. 云平台搭建:选择合适的云平台,搭建数据接收和处理的环境,配置相应的数据库和服务器。

4. 数据传输与控制:实现嵌入式设备与云平台之间的数据传输和远程控制功能,确保通信的稳定和安全。

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案随着物联网技术的不断发展,嵌入式联网解决方案在各个领域得到了广泛应用。

嵌入式联网解决方案是指将传感器、控制器等嵌入式设备与互联网相连接,实现设备之间的数据交换和远程控制。

本文将从硬件设备、通信协议、云平台、安全性和应用场景等五个方面详细介绍嵌入式联网解决方案。

一、硬件设备1.1 嵌入式处理器:嵌入式联网解决方案通常采用高性能的嵌入式处理器,如ARM Cortex-M系列、Intel Atom等,以实现数据处理和通信功能。

1.2 传感器模块:传感器模块是嵌入式设备的重要组成部分,常见的传感器包括温湿度传感器、光敏传感器、加速度传感器等,用于采集环境数据。

1.3 通信模块:通信模块是嵌入式设备与互联网连接的桥梁,常见的通信模块包括Wi-Fi模块、蓝牙模块、LoRa模块等。

二、通信协议2.1 MQTT协议:MQTT是一种轻量级的通信协议,适用于嵌入式设备与云平台之间的数据传输,具有低能耗、可靠性高等特点。

2.2 CoAP协议:CoAP是一种专为物联网设计的应用层协议,适用于资源受限设备之间的通信,支持快速响应和低功耗。

2.3 HTTP协议:HTTP协议是一种常用的互联网通信协议,适用于嵌入式设备与云端服务器之间的数据传输,具有广泛的应用范围。

三、云平台3.1 AWS IoT:AWS IoT是亚马逊提供的物联网云平台,提供设备管理、数据存储、消息传递等功能,支持大规模设备连接和数据处理。

3.2 Azure IoT:Azure IoT是微软提供的物联网云平台,具有强大的分析和可视化功能,支持设备注册、远程监控等应用场景。

3.3 Google Cloud IoT:Google Cloud IoT是谷歌提供的物联网云平台,提供设备注册、数据传输、安全管理等功能,支持多种通信协议。

四、安全性4.1 数据加密:嵌入式联网解决方案通常采用SSL/TLS等加密协议,保护数据在传输过程中的安全性,防止数据泄露和篡改。

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案一、介绍嵌入式联网解决方案是指将嵌入式系统与互联网相结合,通过网络连接实现数据传输、远程控制和监测等功能。

该解决方案广泛应用于物联网、智能家居、智能工厂等领域,为用户提供了更便捷、高效的远程管理和控制方式。

本文将详细介绍嵌入式联网解决方案的技术原理、应用场景以及相关的开发工具和开发流程。

二、技术原理嵌入式联网解决方案的核心技术包括嵌入式系统、网络通信和云平台三个方面。

1. 嵌入式系统:嵌入式系统是指集成了处理器、存储器、操作系统和相关外设的硬件平台。

通过在嵌入式系统中添加网络模块,实现与外部网络的连接。

常用的网络模块包括Wi-Fi模块、蓝牙模块、以太网模块等。

2. 网络通信:网络通信是指在嵌入式系统与互联网之间进行数据传输和通信的技术。

常用的网络通信协议有TCP/IP协议、HTTP协议、MQTT协议等。

通过这些协议,嵌入式系统可以与云平台或其他设备进行数据交换和通信。

3. 云平台:云平台是嵌入式联网解决方案的重要组成部分,用于接收、存储和处理来自嵌入式系统的数据。

云平台通常提供了数据管理、远程控制、数据分析等功能,用户可以通过云平台实现对嵌入式系统的远程管理和控制。

三、应用场景嵌入式联网解决方案在各个领域都有广泛的应用。

1. 物联网:物联网是指通过各种传感器和嵌入式设备将现实世界中的物体与互联网相连接,实现智能化的管理和控制。

嵌入式联网解决方案可以应用于智能家居、智能城市、智能交通等物联网场景,实现对设备的远程监测和控制。

2. 智能家居:嵌入式联网解决方案可以将家庭中的各种设备和家电通过网络连接,实现智能化的控制和管理。

用户可以通过手机、平板电脑等终端设备远程控制家庭中的灯光、空调、电视等设备,提高家居的舒适性和便捷性。

3. 智能工厂:嵌入式联网解决方案可以应用于工厂的自动化生产线和设备监测系统。

通过将各种传感器和嵌入式设备与云平台相连接,实现对生产线的远程监测和控制,提高生产效率和质量。

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案嵌入式联网解决方案是指将嵌入式系统与互联网相连接,实现数据传输、远程控制和监测等功能的技术方案。

该方案在各个领域中广泛应用,如智能家居、智能交通、智能医疗等。

一、方案概述嵌入式联网解决方案主要包括硬件设备和软件系统两个方面。

硬件设备通常由嵌入式系统主板、传感器模块、通信模块和外设等组成。

软件系统则提供了数据处理、通信协议、远程控制和监测等功能。

二、硬件设备1. 嵌入式系统主板:采用高性能处理器,具备丰富的接口和扩展能力,支持多种操作系统和开发环境。

2. 传感器模块:包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、加速度传感器等,用于采集环境数据。

3. 通信模块:支持多种通信方式,如Wi-Fi、蓝牙、GPRS等,用于与互联网进行数据交互。

4. 外设:如显示屏、按键、LED灯等,用于用户交互和状态显示。

三、软件系统1. 操作系统:选择适合嵌入式系统的操作系统,如Linux、RTOS等,提供稳定的运行环境和丰富的功能库。

2. 数据处理:采集传感器数据并进行处理,如滤波、校准等,确保数据的准确性。

3. 通信协议:选择合适的通信协议,如HTTP、MQTT等,实现与互联网的通信。

4. 远程控制:通过互联网远程控制嵌入式系统,如远程开关、远程调节等。

5. 监测系统:实时监测嵌入式系统的运行状态和环境数据,并进行报警和记录。

四、应用场景1. 智能家居:通过嵌入式联网解决方案,实现家庭设备的远程控制和监测,如智能灯光、智能门锁、智能温控等。

2. 智能交通:将交通设施与互联网相连接,实现交通信号的智能控制、车辆远程监测等功能,提高交通效率和安全性。

3. 智能医疗:将医疗设备与互联网相连接,实现远程医疗、健康监测等功能,提供更便捷的医疗服务。

4. 工业控制:通过嵌入式联网解决方案,实现工业设备的远程监控和控制,提高生产效率和安全性。

五、优势和挑战嵌入式联网解决方案的优势在于提供了远程控制和监测的便利性,可以实现设备的智能化管理和优化。

将嵌入式系统接入INTERNET上的方法

将嵌入式系统接入INTERNET上的方法

摘要1摘要本文主要研究了将嵌入式系统接入到Internet网上的方法。

在综合考虑了其它的各种相关方法后,采用瘦服务器的方式,这种方式主要思想是智能仪表部分和网络接口部分的分离,设计了热量表作为嵌入式系统,并完成了一个基于低位单片机的嵌入式Web瘦服务器的设计,实现了一个可接入Internet的智能热量表。

热量表的微控制器采用了TI公司生产的MSP430系列中的MSP430F135,并且进行了相关的硬件和软件的设计,充分满足《热量表》标准的各种性能要求。

瘦服务器采用MSP430F149微控制器作为处理核心,通过RTL8019AS网卡芯片实现以太网的连接。

详细介绍了这种方案的嵌入式瘦服务器的软、硬件设计过程。

实验结果表明,用瘦服务器作为将嵌入式设备接入到Internet网上的方法是切实可行的。

这种方法给设计增加了许多的灵活性,使得整体的网络功能设计思路清晰,而且方便了网络功能的实现。

关键词:嵌入式Internet技术热量表微功耗TCP/IP协议Abstract 3AbstractThis paper mainly studies the way in which embedded systems access Internet. After considered relative approaches, we adopt the thin server mode.The main idea of the method is the separation of intelligence instrument and network interface. We designed a heat meter as an embedded system, and also designed a embedded thin web server based low-bit singlechip, thus implemented an Internet accessible intelligent heat meter.The micro controller of the heat meter adopts MSP430F135 of the MSP430 produced by TI Company, and completed the design of relative hardware and software, fully satisfy various performance requirement of the Heat Meter Standard. The thin server uses MSP430F149 as the core processor, accesses Ethernet through the RTL8019AS network card chip. The paper detailed introduces the design process of the software and hardware for the embedded thin web server.The result of the experiment shows that take thin server as the way for embedded devices to access Internet is reasonable and effective. It has the advantage of design agility, clearness of implement process and also convenience of network function implementation.Keyword:Embedded Systems Internet Technology Heat MeterUltralow-power Consumpion TCP/IP Protocol4可接入Internet的智能仪表的研究目录1目录目录 (1)第一章绪论 (1)1.1嵌入式系统与Internet结合发展的状况 (1)1.2 本课题的主要任务 (3)第二章热量表设计 (5)2.1嵌入式系统技术 (5)2.1.1 嵌入式系统概况 (5)2.1.2 嵌入式系统的发展前景 (5)2.2 热量表的设计简介 (7)2.3热量表微控制器的简介 (7)2.3.1 MSP430F135单片机的简介 (7)2.3.2 MSP430F135的晶体时钟模块 (9)2.4 热量表工作模式的设计 (10)2.4.1MSP430的工作模式 (10)2.4.2工作模式的设置 (11)2.4.3 工作模式在热量表中的应用 (12)2.5 热量表的定时器设计 (12)2.5.1 定时器简介 (12)2.5.2 定时器的操作 (13)2.5.3热量表中定时器的应用 (13)2.6 热量表测温模块设计 (14)2.6.1 总体方案设计 (14)2.6.2 硬件连接 (15)2.6.3 软件设计 (15)2.7 热量表流量数据采集的设计 (16)2.7.1 总体方案设计 (16)2.7.2 硬件设计 (17)2.7.3软件设计 (18)2.8 热量表中计算模块设计 (18)2.8.1热能计算公式 (18)2.8.2 数据转换设计 (19)可接入Internet的智能仪表的研究22.9 热量表的数据安全模块设计 (20)2.9.1 概述 (20)2.9.2 Flash存储器 (20)2.9.3 具体实现 (22)2.10 热量表串行通信模块设计 (22)2.10.1 方案设计 (22)2.10.2 USART介绍 (23)2.10.3具体实现 (23)2.11 热量表整体设计 (24)2.11.1 热量表的软件整体流程图 (24)2.11.2 热量表设计中所注意的问题 (24)2.11.3 热量表的特点 (25)第三章嵌入式Web服务器的设计 (26)3.1概述 (26)3.1Internet 网络技术 (27)3.2.1概述 (27)3.2.2 网络的参考模型 (28)3.2.3 以太网和IEEE802标准 (32)3.3嵌入式Web服务器网络接口层设计 (34)3.3.1网络接口的物理层的设计 (34)3.3.2网络接口层的实现 (35)3.4 嵌入式Web瘦服务器的TCP/IP设计 (40)3.4.1 TCP/IP协议介绍 (40)3.4.2 嵌入式TCP/IP协议的实现 (41)3.5系统的安全性问题的考虑 (49)3.5.1 网络的安全性 (49)3.5.2 网络加密技术的研究 (52)第四章整体调试 (54)第五章结束语 (55)致谢 (56)参考文献 (57)研究成果 (59)第一章绪论1第一章绪论Internet现已成为社会重要的基础信息设施之一,是信息流通的重要渠道。

嵌入式联网解决方案 (3)

嵌入式联网解决方案 (3)

嵌入式联网解决方案一、引言随着物联网技术的迅猛发展,嵌入式设备的联网需求日益增加。

嵌入式联网解决方案为嵌入式设备提供了可靠、高效的联网能力,使其能够与互联网进行数据交互和远程控制。

本文将介绍嵌入式联网解决方案的基本原理、架构设计和实施步骤。

二、基本原理嵌入式联网解决方案的基本原理是通过在嵌入式设备上集成网络通信模块,实现设备与互联网的连接。

通常,嵌入式设备会采用无线通信技术,如Wi-Fi、蓝牙或者挪移通信网络(如4G、5G)来实现联网功能。

通过网络通信模块,嵌入式设备可以与远程服务器建立连接,进行数据传输和控制命令的交互。

三、架构设计1. 嵌入式设备端在嵌入式设备端,需要集成网络通信模块、处理器和相关的传感器或者执行器。

网络通信模块负责与互联网进行通信,处理器负责控制设备的运行和数据处理,传感器或者执行器负责采集环境数据或者执行控制命令。

2. 云服务器端云服务器端是嵌入式联网解决方案的核心,它负责接收嵌入式设备发送的数据,并进行存储和处理。

云服务器端通常采用云计算平台,如AWS、Azure或者阿里云等。

通过云计算平台,可以实现数据的实时监测、分析和远程控制。

3. 挪移端挪移端是嵌入式联网解决方案的用户界面,用户可以通过挪移设备(如手机、平板电脑)进行对嵌入式设备的远程控制和数据监测。

挪移端通常需要开辟相应的应用程序,以实现与云服务器的通信和数据交互。

四、实施步骤1. 硬件选择根据具体需求,选择适合的嵌入式设备和网络通信模块。

考虑到功耗、性能和成本等因素,可以选择市场上常见的嵌入式开辟板或者模块。

2. 网络连接将网络通信模块与嵌入式设备进行连接,确保通信模块能够正常工作。

根据具体的通信方式,进行相应的配置和测试。

3. 开辟应用程序根据需求,开辟嵌入式设备和云服务器之间的通信协议和数据交互方式。

同时,开辟挪移端应用程序,实现与云服务器的通信和用户界面的设计。

4. 云服务器搭建选择合适的云计算平台,搭建云服务器环境。

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案

嵌入式联网解决方案一、背景介绍随着物联网技术的快速发展,嵌入式设备的联网需求越来越高。

嵌入式联网解决方案是指将嵌入式设备与互联网连接起来,实现数据的传输和远程控制。

本文将详细介绍嵌入式联网解决方案的标准格式。

二、方案概述嵌入式联网解决方案主要包括硬件和软件两个方面。

硬件方面,需要选择适合的嵌入式开辟板或者模块,如Arduino、Raspberry Pi等,并配备相应的传感器和通信模块,如WiFi模块、蓝牙模块等。

软件方面,需要编写相应的程序,实现数据的采集、传输和远程控制。

三、硬件选型1. 嵌入式开辟板或者模块:根据具体需求选择适合的开辟板或者模块,考虑因素包括性能、功耗、接口等。

2. 传感器:根据应用场景选择合适的传感器,如温湿度传感器、光照传感器、加速度传感器等。

3. 通信模块:选择适合的通信模块,如WiFi模块、蓝牙模块、LoRa模块等,根据距离、功耗等因素进行选择。

四、软件开辟1. 数据采集:编写程序实现传感器数据的采集,可以使用相应的库函数或者驱动程序进行开辟。

2. 数据处理:对采集到的数据进行处理,如滤波、校准等,确保数据的准确性和可靠性。

3. 数据传输:选择合适的通信协议和方式,如HTTP、MQTT等,将处理后的数据传输到云平台或者服务器。

4. 远程控制:编写程序实现远程控制功能,可以通过手机APP或者网页进行控制,如开关控制、参数调节等。

五、云平台或者服务器选择合适的云平台或者服务器,用于存储和处理传感器数据,提供数据的可视化展示和远程控制功能。

常用的云平台包括阿里云、腾讯云等,可以根据需求选择适合的云平台。

六、安全性考虑在嵌入式联网解决方案中,安全性是一个重要的考虑因素。

可以采取以下措施提升系统的安全性:1. 数据加密:对传输的数据进行加密处理,防止数据被窃取或者篡改。

2. 认证机制:采用合适的认证机制,确保惟独合法用户才干访问设备或者系统。

3. 防火墙和访问控制:设置防火墙和访问控制策略,限制非法访问。

嵌入式智能家居系统连入Internet的研究和实现

嵌入式智能家居系统连入Internet的研究和实现

嵌入式智能家居系统连入Internet的研究和实现薛宏全;杨琳【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2007(030)013【总页数】3页(P175-177)【作者】薛宏全;杨琳【作者单位】【正文语种】中文1 引言随着微处理器芯片技术的发展,越来越多的产品和系统中嵌入了微处理器芯片,嵌入式软件已经成为软件与其他系统融合渗透的载体,成为这些系统的关键技术或主要增值因素。

将以太网技术使用到嵌入式系统中实现嵌入式系统连入Internet必将大大扩大嵌入式系统的使用范围。

目前家电网络化研究重点转移到应用日益广泛的嵌入式系统和电力线上网上,本文通过对现有嵌入式系统连入Internet方案的研究,针对目前家居网络的需要,提出了利用嵌入式技术和电力线通信技术实现对智能家电的远程监控。

在对现有嵌入式系统连入Internet技术分析基础上,结合智能家庭网关项目中的实际应用,提出了一种新的采用智能网关实现嵌入式系统连入Internet的方案:智能家庭网关(MCU+RTOS+以太网控制器+网络协议)+内部网(连入Internet的嵌入式系统组成的网络)。

该方案采用RTOS和以太网控制器共同来处理网络协议,通过以太网控制器将嵌入式系统连入Internet。

这种方案不但能节约开发成本、提高开发效率,还能降低用户的使用成本。

由于各个嵌入式系统是通过智能家庭网关连入Internet,这样就可以提高嵌入式系统的安全性。

2 智能家庭网关的硬件体系结构在智能家庭网关中,微控制器(MCU)采用Motorola公司的32位单片机MC68KVZ328芯片,他是硬件体系结构的关键部分,运行实时嵌入式系统(RTOS)完成数据处理、故障判断,并且负责对以太网控制器CS8900A的数据进行初始化配置,完成各种必要控制并负责实现和CS8900A之间的数据传输等功能。

CS8900A基本工作原理:CS8900A收到由MCU发来的数据帧后,侦听网络线路,如果线路忙,他就等到线路空闲为止,否则立即发送该数据帧。

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如何将低成本消费类嵌入式设计连接到互联网?据技术预测者预测,将日常事物连接到互联网的物联网技术,将掀起下一波的联网热潮。

其涉及到的产品出货量非常巨大,是每年移动电话交货量的10至100倍。

何种应用会驱动物联网被大范围接受?这是整个行业目前需要考虑的一个重要问题。

桌面(激光打印机)排版推动了早期的以太网市场;Wi-Fi出货量的猛增得益于Intel公司将802.11芯片做进了其笔记本电脑的参考设计中;而当手机价格下降到大众可负担的起时,移动电话的用量也开始呈指数式增长。

与低成本产品相连的智能手机和平板电脑,很有可能将驱动物联网从“发烧友”市场走向主流。

事实上,智能手机已经能使消费者在任何时间、任何地点,连接到任何人或搜索到任何事物。

让智能手机和平板电脑消费者意识到他们的口袋里装着一个真正的万能遥控器,这只是个时间问题。

到那个时候,他们可以在任何时间从任何地点监控制他们的“东西”。

我们的生活方式正在悄然发生改变。

Informa Telecoms & Media公司在2008年的一份报道中曾指出:供应商出货的智能手机数量已经远远超过了上网本数量。

这些趋势正在为物联网的起飞创造条件。

应用驱动截至目前,具有互联网连接功能的产品仅仅吸引着“发烧友”的目光,因为此类产品价格仍然居高不下、安装依旧太过复杂。

当互联网功能所增加的成本跌破30美元,并且安装简化到即插即用的地步,那么这个市场就将迎来高速扩张的好机会。

现在有三种很有前途的目标应用:减少定制安装服务的用户支持成本;节省消费者费用;给消费者带来更多的舒适性和惬意感受。

例如,销售昂贵的家庭影院或园林灌溉方面产品的公司,一般通过定制安装服务网络销售产品。

家庭影院的上门安装服务费用超过100美元,而园林服务每个月通常需要支付10,000美元的燃料费用。

借助互联网连接,产品品牌持有者可以在产品中增加远程监控功能,从而为其销售渠道增加另一种产品。

销售渠道为新增收入感到高兴,而其消费者也会因此得到更佳更快捷的服务。

结果是更加愉快的用户和忠诚的销售渠道。

Monster Cable公司的HTUPS 3700家庭影院电源就是这样一个例子。

这种电源具有互联网连接功能,能够通过定制安装服务向其终端消费者提供远程诊断和问题纠错服务。

HTUPS 3700曾赢得CES Innovations 2010设计与工程大奖。

能够减轻消费者荷包支出的产品极有前途。

比如住户-智能自动调温器和天气-智能灌溉控制器,它们能帮助消费者节省10%-30%的能源和水费。

还可以出售能向出租物业和闲置物业主人发送短消息或电子邮件的家用烟雾、一氧化碳、血样和结冰检测器。

这些服务能以报警一次收费一次或针对报警传感器的智能手机应用来收取附加收益。

产品要求消费类产品将最终推动物联网市场放量。

由此可以得出结论,一个成功的互联网连接消费类产品必须满足三种产品要求:低成本、易于安装,而且可靠。

低成本才能实现大批量。

一位“发烧友”或出租物业管理者,可能会为连接互联网的自动调温器支付200美元或更多费用,但是我们都知道,主流消费者肯定不会愿意为家用自动调温器在平时60美元的基础上额外支付30美元。

其次,对于家用产品来说,使用和安装必须简单,因为如果产品太过复杂,很可能会被退回零售商那里。

飞利浦电子的Elke den Ouden发现,所有被退回的电子产品中有一半工作正常,只是消费者不知道该如何使用这些产品。

ABI research公司的报告也指出,2009年有30%的消费者非常想安装Wi-Fi产品,但这些产品却出现了11%的退还率。

主流零售商只能容忍5%的退货,而不是11%。

安装复杂性解释了为何Zigbee和Z-wave产品通常要通过用户自己的定制选择,而不是默认程序进行安装。

亚马逊的Kindle在商业上比索尼的e-book阅读器更成功的一个主要原因,是它通过3G技术与亚马逊的书店无缝融合。

虽然3G比较昂贵,是实现低成本扩展的致命缺陷,但USB 电缆和PC则会使事情复杂化。

最后,互联网连接功能必须可靠。

如果产品经常无法正常工作,那么消费者的“口水”也会扼杀产品的普及。

产品互操作性并不是阻碍其普及的真正因素,我们家里数量众多的遥控器和电池充电器就是很好的证明。

零售商们知道,消费者光顾其商铺通常都肩负着某个“使命”,是为了解决某一个问题,例如替换坏了的自动调温器,或者是自动车库门。

他们不会带着家庭自动化的问题光顾商铺并进行很大的投资,因此成本的增加以及安装的便利性是消费者是否会采用互联网连接方案的关键点。

当然,产品的互操作性可以随时间逐渐达成,即使产品投入使用之后。

这是因为,应用互操作性可以通过连接web服务轻松实现,方法是利用“揉合”在互联网云中且公开发布的API。

具有互联网连接功能的产品实现设计模式下面以连接互联网的烟雾探测器(图1)为例进行说明。

这种探测器在检测到烟雾时能够向户主发送短消息或电子邮件。

图1:具有代表性的互联网连接产品例子。

创建互联网连接时需要考虑三个设计要素。

首先,烟雾探测器必须连接到LAN;其次,这个LAN必须通过网关或路由器连接到互联网;第三,必须有一个web应用服务器来接收烟雾告警,并向指定人员发送电子邮件或短消息。

这里有两种设计模式可供采用。

第一种是web服务器位于产品内部,第二种是web应用服务器位于互联网云中(图2)。

图2:位于传感器中的web应用服务器会给用户带来安装问题(需要固定的IP地址,防火墙上需要开放端口)将web服务器置于产品内部是当前最常用的方法。

其优点是该产品的公司不必设置web服务器基础设施,但这种方法也有两个主要缺点。

它增加了传感器的成本和复杂性,并且极大增加了安装过程所需的复杂度。

web服务器软件需要一个运行Linux的32位CPU,以及支持它的存储器。

接近20万行的代码,Linux操作系统将传感器变成了一台计算机,并且很可能一个月需要重启数次。

消费者能够容忍重启他们的计算机和家用路由器,但却无法接受烟雾探测器或自动调温器的重启。

烟雾探测器功能可以用非常低成本的8位MCU实现,因此32位CPU加上基于Linux的系统实在有点“杀鸡焉用牛刀”。

最大的问题是,当烟雾探测器位于防火墙后面时,智能手机浏览器或应用程序如何能够得知烟雾探测器的IP地址?解决方案要求用户给传感器指定一个固定的IP地址,并开放防火墙上的一个端口。

发烧友(或IT部门)可能乐于支付高昂的产品费用,愿意去配置路由器端口,而且对一个月重启两次洪水检测Linux盒也没意见。

但带来大批量出货潜力的主流消费者,肯定不乐意这样做。

对于大批量、价格敏感的消费市场来说,将“云中的”web应用服务器部署在专用服务器上(图3)是一个更易于实现的设计模式。

图3:web应用服务器位于互联网云中,可以实现简单的即插即用安装,因为服务器维护有一张服务器和传感器之间的NAT防火墙表项将web应用服务器放置在云中有四个优势:降低端点成本、即插即用型安装、随时间有更好的产品可扩展性,以及体现连线用户的价值。

在这种系统架构中,web服务器CPU和存储器实现的成本可以由多个用户分担,不会增加到端点的BOM中。

集成了RF无线电且成本不到两美元的8位MCU可以用在传感器中,来维持较低的BOM 成本。

固件代码堆栈要比运行TCP/IP的Linux小10倍,因而能降低板载存储器成本,而且更少的代码也意味着更少的潜在软件缺陷。

第二个优势是给消费者提供真正的即插即用安装体验。

其设计挑战在于让消费者利用防火墙外的浏览器发起一个到传感器的对话。

设计解决方案是让基于云的服务器维护一张服务器与端点之间的消费者防火墙网络地址转换(NAT)表项。

问题是,NAT防火墙没有互联网标准。

你必须对大量消费型防火墙中的NAT算法进行分类。

当克服这些挑战后,你会发现确保即插即用安装的努力是值得的。

当产品安装变得非常容易,它就会被留在家庭或办公室,而不是退还给零售商。

第三个优势是通过给部署在云中的web应用增值,产品功能可以进行现场扩展。

为了满足消费者提出的新要求,可以重现服务器软件,还能增加在原始产品设计时尚未预见的功能,并实现与其它web服务的连接(互操作)。

如果web服务器位于传感器中,那么在家中进行固件升级对大多数消费者来说太过复杂。

如果软件升级可以向消费者提供真正的价值,它还能给运营商带来收入增长的机会。

第四个优势是拥有联网用户有很大的价值。

Bain consulting公司发现,老客户的销售成本只有新客户销售成本的20%。

因此,留住忠诚的用户显然是值得的。

例如,向用户提供新产品和服务的一个完美机会,是从她的智能手机应用中了解到她的各种习惯。

借助联网应用,可以对用户行为进行跟踪和分析,从而预测消费者的消费趋势,并提出更好的产品设计。

这种云服务器方法的缺点,是实现起来相当复杂,因为它必须支持物联网所包含的大量端点设备。

早期的社交网站Friendster和苹果公司的MobileMe(只有2万个帐户)就是没有形成规模的两个例子。

这两个案例都遭遇了灾难性的失败,花了巨大的代价才得以恢复。

两个瓶颈点分别是SQL事务处理和管理开放的TCP会话。

首先,当端点数量超过2万个时,SQL事务处理和管理开放的TCP/IP连接就会迅速成为系统中的瓶颈点。

SQL数据库架构不能很好的扩展,因为当前的服务器每秒只能处理100-1,000次SQL操作。

SQL事务成为关键的瓶颈点,因为最常见的SQL事务是用户证书检查。

当达到SQL操作极限时,系统性能会急剧下降。

其次,TCP/IP会出现问题,因为TCP/IP处理服务器可以处理1万-5万个TCP/IP连接。

当服务器系统发展超过这个极限时,服务器必须以群的方式互连来共享数据。

但群服务器的成本远高于单独服务器成本。

总之,在由智能手机规模驱动的快速发展的技术市场中,根本没有时间为一个意外兴起的产品重新设计一个服务器。

商用解决方案许多公司已经开始启动物联网业务。

通过提供基于云的服务,这些公司已经生产了提供物联网的系统。

我们经常提及的三家公司分别是:Arrayent、Pachube和Widetag。

通过使用他们的产品,用户可以专注于其核心业务,而不用去搭建一个超出能力范围的服务器系统。

这样可以节省用户的开发时间、成本,并降低风险。

例如Arrayent公司的Internet-Connect System就是一个交钥匙的端到端互联网连接系统,可以帮助品牌持有者连接其零售的低成本产品。

该系统的核心技术是一台高度可扩展(运行成本很低)的通信服务器,能为web应用开发人员提供虚拟的web服务接口。

该系统还提供面向低成本RF端点模块和最低成本(BOM价格5美元)的以太网网关硬件参考设计,能够将专有RF LAN连接到互联网。

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