功能多樣性是設計 MCU 實施型 IoT 的關鍵

　　物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 的本質(zhì)特性決定了其將由大量元件組成，且每個元件均針對不同功能進行了優(yōu)化。 可穿戴設備將針對低功耗和本地連接進行優(yōu)化，無線橋接器則針對傳輸能效、靈活的協(xié)議支持進行優(yōu)化，您連接的廚房電器則注重易用性。 這些多樣性要求意味著，為了達到最佳實施效果，基礎硬件（最有可能基于 MCU）也需要具有多樣的功能集。 如果您認為我們在 MCU 方面已有太多選擇，那么下一代面向 IoT 的設備會使您頭暈目眩。

　　多樣化要求促進了特性的多樣性

　　連接性是最明顯的物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 要求之一。 如果沒有通信功能，我們將只有“物”，而非“物聯(lián)網(wǎng)”。 然而，連接性又涵蓋眾多功能。 只需打開 Digi-Key 無線解決方案 TechZone 主頁，我們便會看到針對藍牙、蜂窩、GPS、ISM、RFID、802.11/Wi-Fi/WiMax 和 802.15.4/ZigBee 協(xié)議的各種無線解決方案，這些解決方案已然令人眼花繚亂，但它們僅僅是冰山一角。 每一種 MCU 都需要支持所有這些無線協(xié)議嗎？ 若果真如此，MCU 將會爆掉幾乎每一種 IoT 設計的功耗、成本、復雜性預算。 那么，我們該怎么辦？

　　一種方法是將關鍵 IoT 設備的功能專門化，使這些設備能簡化自身連接要求。 例如：不是每個傳感器都需要連接 Wi-Fi。 傳感器可只采用低功耗、高能效、短距離連接標準。 多個傳感器可用這種標準連接傳感器“橋”，然后由傳感器橋連接更遠的設備，直至連接物聯(lián)網(wǎng)主體。 其它專門元件將提供存儲功能，以便在與目標建立連接前存儲本地產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。 例如，在騎車人騎行期間獲得的騎車人的心率數(shù)據(jù)、騎行路徑信息可暫時存儲在本地活動監(jiān)視器中，直到返回家庭健康信息收集器的覆蓋范圍內(nèi)。 計算元件也可分布在該網(wǎng)絡內(nèi)，用于執(zhí)行分布式計算，從而能在大的數(shù)據(jù)集發(fā)送前進行處理、壓縮。 無線通信會非常耗電，因此在數(shù)據(jù)傳輸前利用少量電能合并數(shù)據(jù)將會顯著提升總能效。 另外，因為數(shù)據(jù)需要在多個中間點間流動，以到達最終目標，所以，前端器件節(jié)能也可用來補償網(wǎng)絡中的任一部分。

　　例如，圖 1 所示為物聯(lián)網(wǎng)中一組不同的“物”，我們將以此為例深入探討不同的功能如何成為 IoT 成功部署的關鍵。 本例中包含上文介紹的多個不同類型的元件以及一些新元件。 該 IoT 邊緣是分布式傳感器和致動器——IoT 與“現(xiàn)實世界”連接的接口。 此處，我們熟悉的元件是人體活動監(jiān)視器、位置跟蹤器、環(huán)境傳感器，以及用于如加熱、冷卻、照明和建筑入口之類“物”的相關致動器。 在這些“邊緣”元件后則是傳感器融合設備，它們收集傳感器數(shù)據(jù)并合并（或融合）多種測量值，以創(chuàng)建供更高級別應用使用的附加知識。 通過把 GPS 和大氣壓數(shù)據(jù)相結(jié)合來確定海拔高度和位置便是傳感器融合的一個常見實例。 傳感器融合設備通常與執(zhí)行協(xié)議間轉(zhuǎn)換的橋接器連接，且通常位于有線連接和無線之間。 有些情況下，需要執(zhí)行本地存儲來緩沖傳感器數(shù)據(jù)，以備后續(xù)下載。例如，當為了方便以后下載而由人體活動監(jiān)視器信息管理器存儲心率信息時，就需要這項功能。