close
当前位置: 物联网在线 > 物联网设计开发 > RF/无线 >

干货 如何轻松将多种无线澳门美高梅娱乐城添加到物联网设计中?

物联网(IoT)应用的开发人员需要确保他们的无线传感器系统能够无缝连接到基于云的软件和服务。但是,这通常需要选择和使用多个无线接口。确保它们都能满足他们的要求,可以分散更高级别的物联网应用程序本身。
为了解决这个问题,许多供应商的开发板和软件帮助物联网开发商快速部署能够通过本地,中等和广域网络进行无线连接的传感器设备。
本文将介绍Pycom公司的一个这样的解决方案,描述它的特点和特点,然后展示如何去应用它。
对于大多数物联网应用,高效的无线连接是物联网设备设计的关键要求。到目前为止,没有单一的无线澳门美高梅娱乐城已经成为首选的连接解决方​​案。事实上,没有单一的无线澳门美高梅娱乐城可能会获得显着的优势,因为无线提供商正在努力提供越来越有效的替代方案。
物联网应用的广泛使用案例进一步复杂化了单一连接解决方​​案的概念。相同的IoT应用程序可以根据用户的物理位置,数据吞吐量要求和其他条件来规定不同的连接要求。有时,相同的应用程序可能需要相同的物联网设备来支持蓝牙与附近的用户进行交互,Wi-Fi与其他本地资源交互,LTE蜂窝以在Wi-Fi范围外保持连接,甚至LoRaWAN或SigFox与其他地理位置分散的物联网设备连接到一个中央物联网网关或控制器。
支持所有这些澳门美高梅娱乐城的灵活连接的能力为能够成功提供它的物联网应用程序开发人员提供了显着的竞争优势。早期实现这种多澳门美高梅娱乐城连接的方法已经导致设计太复杂,成本太高或太大以至于不能满足物联网设计要求。即使使用较早的无线收发器,开发人员也面临着与射频信号路径优化,降噪,物理布局等相关的挑战。
对于开发者来说,为单一无线澳门美高梅娱乐城创建一个优化的硬件解决方案已经够困难的 在旨在支持多种无线澳门美高梅娱乐城的硬件设计中,复杂性急剧上升。即使在创建了合适的硬件之后,软件工程师也发现自己正在处理多个协议栈和软件服务,争夺物联网设计中相同的有限资源。
毫不奇怪,有效的多澳门美高梅娱乐城无线连接解决方​​案的部署一直是有限的。Pycom的多澳门美高梅娱乐城无线电板和软件通过将无线物联网开发的复杂性降低到一些硬件和软件的组合来解决这些挑战。

无线选项

Pycom FiPy和GPy是55 x 20 x 3.5毫米(mm)电路板,每个电路板旨在为物联网设计提供完整的多澳门美高梅娱乐城无线解决方案。与大多数无线澳门美高梅娱乐在线不同,FiPy支持蓝牙4.2,IEEE 802.11b / g / n Wi-Fi,窄带LTE,LoRaWAN和Sigfox。GPy板不包含LoRaWAN和Sigfox,但是提供与FiPy相同的功能。本文重点介绍了FiPy板。
在物联网设计澳门美高梅娱乐在线中,对LTE蜂窝的支持正在迅速兴起。Pycom的LTE解决方案适用于其不断增长的支持蜂窝的电路板系列,同时支持LTE Cat M1和NB-IoT,其功耗降低,同时保持与大多数物联网设备要求一致的吞吐量水平。通过利用这些不同的连接选项,开发人员可以优化其无线实现,以满足范围,吞吐量和功耗的静态或动态应用需求。
该板为连接之外的物联网设计要求提供了一个合适的平台。FiPy的核心是Espressif ESP32 SoC,它集成了双处理器,8M字节的闪存,4M字节的RAM,以及一个提供蓝牙和Wi-Fi连接的RF无线电子系统。当网络处理器执行通信协议栈时,主处理器可以运行用户代码。
SoC支持基于多通道12位模数转换器(ADC)和一对8位数模转换器(DAC)的基本物联网感测要求。除了标准串行接口,GPIO和串行接口,Pycom还通过电路板的可配置端口提供模拟和射频功能(图1)。
Pycom FiPy板图(点击放大)
图1:Pycom FiPy板带出了处理器的引脚,开发人员可以将其映射到处理器的集成模拟和数字功能。(图片来源:Pycom)
除了广泛的功能外,FiPy还提供节能功能,以满足电池供电的物联网设计的节能要求。例如,开发人员可以将处理器置于深度睡眠模式,并使用专用的超低功耗(ULP)处理器来处理I / O活动,最低可达25微安(μA)。ULP处理器可独立于主处理器工作,可执行用户代码访问GPIO或使用SoC的集成ADC或DAC执行数据转换,为开发人员提供灵活的低功耗操作平台,而不会影响外设操作。

插件硬件增强

对于具有更广泛传感要求的物联网设计,开发者可以将FiPy与Pycom的Pysense传感板和Pytrack位置跟踪板结合起来。
对于传感应用,Pysense板卡提供STMicroelectronics LIS2HH12加速度计,Silicon Labs SI7006-A20温度/湿度传感器,Lite-On LTR-329ALS-01环境光传感器和NXP Semiconductors MPL3115A2压力传感器 - 均通过电路板共享I 2 C串行总线(图2)。在正常操作中,这些传感器中的每一个都消耗最小的功率。例如,NXP MPL3115A2压力传感器在正常采样模式下仅消耗40μA,而功耗最大的传感器Lite-On LTR-329ALS-01环境光传感器则消耗约250μA。另外两个传感器每个消耗约150μA。
将FiPy插入Pysense板的图像
图2:通过将FiPy插入Pysense板,开发人员可以创建一个多传感器物联网设备,能够使用多个选项进行无线连接。(图片来源:Pycom)
由于Pysense和FiPy的功耗相对较低,开发人员可以使用基于Pycom的电池设计多年。Pysense电路板包括一个德州仪器 BQ24040电池充电器IC和连接器,用于使用具有JST连接器的合适的可充电电池(例如TinyCircuits ASR00007 270毫安小时(mAh)锂离子聚合物(LiPo)电池)为设计供电。
对于位置跟踪应用,Pytrack板结合了精确的全球导航卫星系统(GNSS)GPS传感器和加速计以及Pysense中使用的相同LiPo电池充电子系统。
Pysense和Pytrack传感器板上的标题提供了一个简单的解决方案,用于创建特定于每个IoT应用程序的硬件平台。开发人员只需将FiPy板插入适当的扩展板即可创建特定的硬件配置。对于不需要LoRaWAN或Sigfox连接的应用程序,开发人员可以改为使用GPy板。

插件软件增强

结合电路板来扩展整体硬件功能的能力对于原型开发来说是熟悉和重要的能力。但是,过去硬件的基础设计增强可能会给软件方面带来重大的挑战,因为开发人员一直在寻找和集成支持特定硬件配置所需的不同软件驱动程序和中间件。凭借对MicroPython的支持,Pycom使应用软件的开发与插件板在物联网设备硬件实现方面一样简单。
基于Python语言,MicroPython通过面向硬件的支持来扩展它。同时,MicroPython消除了嵌入式系统中不需要的Python特性,提高了性能,同时减少了资源受限嵌入式设计的内存占用。
与Python一样,MicroPython让开发人员只需导入一个模块即可添加特定的软件功能。例如,开发人员只需加载ADC模块和读取值即可编程FiPy的集成ADC(清单1)。
import machine
 
adc = machine.ADC()             # create an ADC object
apin = adc.channel(pin='P16')   # create an analog pin on P16
val = apin()                    # read an analog value
清单1:与Python一样,MicroPython允许开发人员通过导入一个软件模块来增强其软件功能,提供了一种简单的方法来添加硬件特定功能,如从模数转换器(ADC)读取数据,如下所示。(代码来源:Pycom)
正如开发人员可以轻松地通过附加板来增强其设计一样,他们可以通过导入适当的模块来增加补充支持。将无线板插入扩展板后,开发人员只需将相应的MicroPython模块添加到其代码中即可。
MicroPython的编程模型让开发人员可以无缝地使用这些模块来快速实现物联网应用程序。与清单1所示的ADC硬件软件支持一样,软件支持硬件扩展(如Pysense)只需要开发人员导入相应的模块。一套完整的传感器专用模块以及演示其在典型软件应用中使用的示例软件是随时可用的。例如,为了阅读Pysense公司的SI7006A20温湿度传感器,在实例化SI7006A20(py)用于读取传感器温度(si.temperature())和湿度值(si.humidity())的SI7006A20对象()(清单2)之前,开发人员只需要导入Pysense模块和传感器专用模块。。
from pysense import Pysense
from LIS2HH12 import LIS2HH12
from SI7006A20 import SI7006A20
from LTR329ALS01 import LTR329ALS01
from MPL3115A2 import MPL3115A2,ALTITUDE,PRESSURE
 
py = Pysense()
mp = MPL3115A2(py,mode=ALTITUDE) # Returns height in meters. Mode may also be set to PRESSURE, returning a value in Pascals
si = SI7006A20(py)
lt = LTR329ALS01(py)
li = LIS2HH12(py)
 
print(mp.temperature())
print(mp.altitude())
mpp = MPL3115A2(py,mode=PRESSURE) # Returns pressure in Pa. Mode may also be set to ALTITUDE, returning a value in meters
print(mpp.pressure())
print(si.temperature())
print(si.humidity())
print(lt.light())
print(li.acceleration())
print(li.roll())
print(li.pitch())
 
print(py.read_battery_voltage())
清单2:开发人员可以学习Pycom Pysense API和相关软件示例,以使用Pycom Pysense硬件板中集成的传感器专用的MicroPython模块。(代码来源:Pycom)
由于采用了这种模块化方法,实现无线连接同样简单。开发人员只需要为所需的无线澳门美高梅娱乐城导入适当的模块以及用于HTTPS或MQTT等协议的其他模块。与这些无线通信模块一起,Pycom示例软件演示了开发人员如何快速建立Wi-Fi连接并使用MQTT与Adafruit IO(清单3)等基于云的服务进行交互。Adafruit IO提供免费的原型开发层,是一个简单的云资源,用于创建包括输入数据流,数据管理和分析在内的物联网数据流程。
from mqtt import MQTTClient
import machine
import time
from network import WLAN
 
 
def sub_cb(topic, msg):
   print(“Received: “ + msg)
 
wlan = WLAN(mode=WLAN.STA)
wlan.connect("yourwifinetwork", auth=(WLAN.WPA2, "wifipassword"), timeout=5000)
 
while not wlan.isconnected(): 
    machine.idle()
print("Connected to Wifi\n")
 
client = MQTTClient("device_id", "io.adafruit.com",user="your_username", password="your_api_key", port=1883)
 
client.set_callback(sub_cb)
client.connect()
client.subscribe(topic="youraccount/feeds/lights")
 
while True:
    print("Sending ON")
    client.publish(topic="youraccount/feeds/lights", msg="ON")
    time.sleep(1)
    print("Sending OFF")
    client.publish(topic="youraccount/feeds/lights", msg="OFF")
 
    time.sleep(1)
清单3:Pycom的示例软件演示了开发人员如何使用几个简单的Wi-Fi模块调用(黄色突出显示)通过MQTT与基于云的资源(如Adafruit IO)交互,如下所示。(代码来源:Pycom)
Pycom多澳门美高梅娱乐城无线板卡和MicroPython的结合为开发无线物联网设计提供了一个强大的平台,能够动态响应不断变化的连接环境。许多物联网应用程序需要随时访问传入的数据流。然而,例如,每当局域网发生故障或由于干扰或网络事件导致本地Wi-Fi信号强度下降时,设计为通过Wi-Fi LAN与云进行交互的物联网设备将丢失到应用程序。但是,对于Pycom开发板,开发人员只需切换到另一个无线连接选项即可。
例如,要通过LTE蜂窝业务连接,开发人员只需使用MicroPython LTE模块。相同的底层方法允许开发人员在Wi-Fi和LTE蜂窝连接之间进行切换,而无需更改创建的与主机交互或提供应用程序级功能的更高级代码。例如,要使用LTE连接,开发人员只需加载LTE模块,实例化相应的LTE对象,然后连接到提供商服务。因此,开发人员只需稍作改动即可在应用程序中切换到LTE连接(清单4)。
from mqtt import MQTTClient
import machine
import time
from network import LTE
 
def sub_cb(topic, msg):
   print(“Received: “ + msg)
 
lte = LTE()
lte.connect()
 
while not lte.isconnected(): 
    machine.idle()
print("Connected to LTE\n")
 
client = MQTTClient("device_id", "io.adafruit.com", user="your_username", password="your_api_key", port=1883)
 
client.set_callback(sub_cb)
client.connect()
client.subscribe(topic="youraccount/feeds/lights")
 
while True:
    print("Sending ON")
    client.publish(topic="youraccount/feeds/lights", msg="ON")
    time.sleep(1)
 
    print("Sending OFF")
    client.publish(topic="youraccount/feeds/lights", msg="OFF")
    time.sleep(1)
清单4:Pycom示例软件演示了开发人员如何使用LTE连接(蓝色突出显示)而不是Wi-Fi(清单3中的黄色突出显示)执行与云资源交互的高级操作。(代码来源:Pycom)
同样的一般方法适用于切换到蓝牙,LoRaWAN或Sigfox的连接以响应变化的条件。因此,开发人员可以创建能够轻松支持各种无线连接澳门美高梅娱乐城的物联网设备。当操作或功能要求规定即使在运行时也需要切换到不同的连接选项时,开发人员可以轻松实现维护可用性或满足不断变化的性能要求所需的动态切换功能。

结论

开发人员可以使用专门为支持多种无线澳门美高梅娱乐城(包括蓝牙,Wi-Fi,LTE,LoRaWAN和Sigfox)而构建的Pycom板快速满足新兴的无线连接要求。通过将这些电路板与基于MicroPython的软件相结合,开发人员可以快速实施能够响应不断变化的无线连接要求的物联网设备。

(责任编辑:ioter)

用户喜欢...

利用物联网澳门美高梅娱乐城减少室内空气污染

根据世界卫生组织统计,每年有四百多万人死于室内空气污染。许多家居用品释放有害毒素,如燃气炉、由某些压制...


LoRaWAN - 101:目前最流行的物联网澳门美高梅娱乐城之一!

如果你连接的设备,你可能已经不止一次听说过LoRaWAN。这是一种远距离无线电频率协议,允许用低功耗的东西连接到互联网的长距离。这在目前解决了物联网生态系统中的一个大问题。LoRaWA...


数字化转型芯通路,大联大打造产业协同合作生态圈

致力于亚太地区市场的领先半导体元器件分销商--大联大控股宣布,着眼于先进信息制造业下一个十年发展,推出大联...


ADI与中移物联网建立战略合作关系,携手推进中国物联网应用

Analog Devices, Inc. (ADI) 今日宣布与全球最大的电信运营商之一中国移动通信集团公司(以下简称“中国移动”)旗下全...


智慧医疗中的物联网澳门美高梅娱乐城,快速提升医疗服务水平

随着世界物联网大会中国峰会在北京的顺利召开,物联网再次受到重视,一个全面智能联通的“物联中国”正在孕育...


在物联网澳门美高梅娱乐城引领的智能时代,什么是智慧停车

在如今互联网、物联网澳门美高梅娱乐城引领的智能时代,相信大家都很容易理解为什么智慧停车解决方案具有创新性。...


物联网澳门美高梅娱乐城NB-IoT后是MEMS爆发

随着2016年NB-IOT的R3核心标准冻结,迎来了一波物联网的热,这一轮NB-IOT持续了一年多,很快就会进入下一个阶段,在NB-IOT之后,物联网领域哪些澳门美高梅娱乐城会有大机会? 当然物联网平台、边缘计算一定...


安富利连续16年荣登《国际电子商情》十大海外分销商榜单

安富利今日宣布荣膺2017年《国际电子商情》分销商卓越表现奖,当选“十大海外分销商”之一。这是安富利连续第...


云端运算与物联网澳门美高梅娱乐城暨软件的结合

近年来由于网络、智能芯片、传感器、智能终端澳门美高梅娱乐城发展,使物联网(Internet of Thing,IoT)成为产业界瞩目的新兴科技应用。顾名思义,物联网是将各种智慧设备或传感器连上网络并加以利用而...


ADI:优化解决方案应对能量采集澳门美高梅娱乐城发展趋势

随着物联网澳门美高梅娱乐城的推广以及可穿戴澳门美高梅娱乐在线的普及,能量采集澳门美高梅娱乐城已经开始逐步应用于各类澳门美高梅娱乐在线中,并将大范围启动起来...


博聚网