如今，傳感器和執行器已集成到現代電子設備中，有助于收集和分析大量數據以進行實時行為修改。但是，向設備添加足夠的處理能力以實時分析這些數據的成本可能很高。

那么，分析這些數據的更具成本效益的解決方案是什么？云計算平臺。

數據可以傳遞到強大的云計算平臺，數據流可以從多個設備進行分析。分析完成后，這些云計算平臺計算響應，并通過同一云網關將其安全地傳遞回設備。每個支持物聯網的設備內部的邊緣MCU負責在這些云計算平臺與板載傳感器和執行器之間建立安全網關。

為了幫助設計人員在開發智能、互聯和安全的嵌入式物聯網應用時實現這種簡單、高效的實踐，Microchip的SAM-IoT WG開發板現在連接到Google Cloud Platform的Cloud IoT Core。SAM-IoT WG 開發板是首個使用 32 位微控制器 （MCU） 實現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發框架MPLAB Harmony v3提供支持。這款免費軟件可以幫助開發人員輕松地將 Google Cloud Platform 連接添加到新項目和現有項目中，同時提供靈活且可互操作的模塊來簡化開發過程。

形狀展開/折疊部分

關于SAM-IoT工作組開發板

SAM-IoT WG 開發板是一個小型且易于擴展的物聯網解決方案演示和開發平臺，為使用 8 位和 16 位物聯網解決方案的開發人員提供無縫遷移路徑，以實現更高性能、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和完全認證的ATWINC1510 Wi-Fi?網絡控制器，因此用戶可以快速輕松地將嵌入式應用程序連接到Google Cloud Platform的Cloud IoT Core。板載調試器有助于編程和調試MCU，無需任何額外的硬件。設計人員可以使用mikroBUS?插座選擇MikroElekronika Click板?來擴展功能。該板還具有USB大容量存儲接口，可輕松拖放更新MCU閃存和配置Wi-Fi憑據。USB 也可用于命令行界面。

該開發板旨在演示典型的物聯網應用組件，其中包括：

?聰明

Microchip的SAM D21是一系列低功耗MCU，非常適合物聯網應用。

物聯網系統中最重要和最基本的元素是MCU，它處理來自傳感器的數據并以更快的速度運行復雜的算法。

ATSAMD21G18A 的特點：

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（如 SERCOM）和智能外設（如事件系統），用于外設間信號傳輸，無需使用 CPU 帶寬

由 MPLAB Harmony v3 和 MPLAB X IDE 支持，用于快速原型設計

?安全

在保護物聯網應用程序免受未經授權的訪問時，安全性至關重要。ATECC608 是 Microchip 加密認證?產品組合中的安全元件，具有先進的橢圓曲線加密 （ECC） 功能，是保護物聯網應用的理想選擇。SAM-IoT WG 開發板上的 ATECC608A 器件用于向云服務提供商（如云物聯網核心）驗證硬件，以唯一標識每個開發板。

ATECC608 的特點：

對非對稱簽名、驗證、密鑰協議的硬件支持：為運行加密/解密算法的MCU系統提供全方位的安全機密性、數據完整性和身份驗證

橢圓曲線數字簽名 （ECDSA）

橢圓曲線迪菲-赫爾曼 （ECDH）

受保護的存儲，最多可容納 16 個密鑰、證書或數據

對稱算法的硬件支持 – SHA-256 和 AES-128

外形小巧

預先配置，可輕松連接到 Google Cloud Platform 的云物聯網核心

?連接

Microchip經過全面認證的ATWINC1510 Wi-Fi控制器模塊可輕松將應用程序連接到云。

ATWINC1510 的特點：

單頻段 2.4 GHz b/g/n 物聯網網絡控制器

外形小巧

通過 SPI 與 ATSAMD21 MCU 接口

8 MB 板載閃存 – 使邊緣 MCU 無需執行所有網絡任務

支持的安全協議：WPA/WPA2 個人和企業、TLS、SSL

美國、加拿大、歐洲、日本、韓國、中國、印度和臺灣機構認證

如何開始

SAM-IoT WG 開發板已針對 Google Cloud Platform 的 Cloud IoT Core 進行了預配置。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，然后將 Wi-Fi 配置拖放到主板上。設備將開始向谷歌云平臺發送數據。

該板還具有板載溫度和光傳感器。SAM-IoT開發板的傳感器收集的所有數據都發布在Microchip的沙盒帳戶上。這樣，您無需成為網絡或加密專家即可創建安全設備并將其連接到云。

一旦您準備好構建自己的自定義設計，您就可以使用 MPLAB 工具生態系統中的 MPLAB Harmony v3 嵌入式軟件開發框架中的免費軟件庫輕松生成代碼。您甚至可以通過使用大容量存儲設備中提供的公鑰注冊設備來移動到自己的私有Google云。

ATWINC1510 需要通過互聯網連接連接到 Wi-Fi 網絡。ATECC608A 用于通過云對硬件進行身份驗證，以唯一標識每個電路板。可以修改演示應用程序源代碼以將數據發布到個人云帳戶，以開始使用自定義云應用程序。

ATSAMD21G18A 安裝在 SAM-IoT WG 開發板上，并預編程了一個應用程序，準備將數據發布到云服務提供商的 Microchip 帳戶，并訂閱從 sam-iot.com 通過云服務提供商發送的數據。數據從云中讀取，并在 sam-iot.com 自定義儀表板上呈現給用戶。

實時可視化云數據

開箱即用，所有SAM-IoT開發板都預先注冊到Microchip的Google Cloud沙盒帳戶。此帳戶僅用于演示目的。SAM-IoT開發板的傳感器收集的所有數據都以圖形格式發布在帳戶上。通過Microchip沙盒帳戶連接的主板發布的數據不會永久存儲或收集。在將開發板從演示環境中移除并遷移到私人帳戶后，用戶將可以使用 Google Cloud 功能的完整存儲空間。一旦電路板連接到Wi-Fi和云，sam-iot.com 網頁將顯示從板載光和溫度傳感器收集的數據的實時圖形。數據通過 JSON 對象從傳感器傳輸和轉換為云：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 預處理的數值，并以十進制表示法表示。

一旦開發板連接到云物聯網核心，它就會被預配置為將光和溫度數據傳輸到云。允許您立即開始為傳感器節點網絡收集數據。

結論

基于 SAM D21 MCU 的 SAM-IoT WG 開發板是一個緊湊且易于擴展的演示和開發平臺，適用于基于 Wi-Fi 的物聯網節點應用。此特定開發板已針對 Google Cloud Platform Cloud IoT Core 進行了預配置。出廠電路板預編程的應用程序演示了將板載光和溫度傳感器數據傳輸到云物聯網核心的 MQTT 數據傳輸，該核心可作為快速創建自定義物聯網應用程序的模型。

您可以通過使用板載 mikroE 接頭將電路板連接到無窮無盡的 MikroElektronika 點擊板陣列來擴展該板的功能，并將傳感器數據發送到云。該開發平臺充當基本構建塊，可以重復使用并進一步定制以滿足您的物聯網應用程序的需求。

審核編輯：郭婷