Microchip物联网嵌入式解决方案

2020-03-18

Microchip已推出了一系列物联网解决方案，可通过将云连接用于所有集成的微控制器解决方案来进行快速原型设计。

物联网设计的特点是将合适的微控制器解决方案与适合您应用的理想连接协议配对。Microchip宣布了一系列全堆栈嵌入式开发解决方案，这些解决方案可提供任意数量的此类组合。产品线范围从最小的用于传感器和执行器的PIC和AVR微控制器（MCU）到用于边缘计算的32位MCU网关和微处理器（MPU）解决方案。连接选项包括Wi-Fi，蓝牙或5G窄带技术，并通过其针对CryptoAuthentication系列的Trust Platform的支持来保持安全基础。

物联网设计

通常，第一步是为原型选择理想的开发套件。从头开始构建与云连接的物联网系统可能是一项艰巨的任务。它可能既昂贵又耗时，并且需要许多不同工程学科的专业知识。如今的开发人员在设计决策方面面临着前所未有的挑战：更长的开发时间，更高的安全威胁。物联网传感器网络和智能设备将被编织到我们环境的几乎每个方面：我们的房屋，有形物体，运输和通信系统，衣服和人体，使我们能够连接和交换数据。物联网中有潜在的机会，但是除非简化了工作流程并且组件更加模块化，否则将很难充分利用它们。对于物联网应用，可能存在三种不同类型的项目：

①与云连接的项目：云由使用专用软件分析和处理系统收集的数据的服务器构建。

②连接到本地网络的项目：它们使用Intranet网络进行通信。

③网关项目：网关系统通常用于使现有系统适应Internet。

开发套件和其他原型平台被证明对物联网供应链的水平提升，加速创新以及激发所有人的想法和雄心来设计和创建成功的物联网解决方案至关重要。

物联网解决方案

Microchip Technology市场总监Oyvind Strom说：“我们仍然看到物联网的采用速度相当慢。” “有很多解决方案，但是我们看到了庞大的客户群，不一定所有人都对物联网感到满意。我们一直在做的事情是启动注重易用性的边缘节点和网关。“

安全硬件解决方案可帮助抵御从远程网络攻击到伪造产品的安全威胁。

Microchip提供了一系列新型，智能，连接且安全的快速原型解决方案。通过PIC平台和AVR平台，有四个用于物联网的新Wi-Fi开发平台。PIC和AVR产品线的两个新的蓝牙原型开发板将扩大IoT原型的选择范围。此外，具有Amazon GreenGrass和Azure的新IoT网关解决方案将完善产品组合。与Sequans的合作伙伴关系还将允许为LTE-M和M / NB-IoT基础设施连接实施新的套件解决方案。

每个解决方案的设计均着眼于安全性，致力于智能工业，医疗，消费，农业和零售应用的易用性和快速开发。连接技术的普遍选择，加上微控制器和微处理器的全部性能以及外围功能，使得这些解决方案可在普遍的市场中扩展。斯特罗姆说：“当客户想要开发物联网解决方案时，您既可以在没有云的情况下进行物联网，也可以在有云的情况下进行物联网。云计算无疑是世界上增长最快的领域之一。有三家主要的云公司。是Google，Amazon和Microsoft。我们与所有人都有合作伙伴关系。 Microchip普遍的产品组合包括以下旨在降低项目成本和开发复杂性的解决方案。PIC-IoT WA和AVR-IoT WA板是两个新的PIC和AVR MCU开发板。他们与Amazon Web Services（AWS）合作开发，该产品可帮助设计人员通过Wi-Fi将IoT传感器节点本地连接到AWS IoT Core服务。“购买此板时，基本上是用USB插头将其插入PC上，它将带您到一个专用的网页，您可以在其中输入Wi-Fi凭据，然后将数据流传输到内部的Amazon云中。第一次将该板插入计算机后的30秒内。从那以后，您可以继续围绕本委员会使用我们全面的生态系统来开发您的应用程序。这是一块功能非常强大的板，采用了业界最经济有效的微控制器，它表明您无需使用32位平台即可进行边缘节点物联网” 。

两块板上都提供了温度传感器和光传感器，仅用于演示目的。微型总线扩展插槽允许从我们在生态系统中也支持的点击板中添加300多种不同的传感器（图1）。

图1：PIC / AVR-IoT WA板[来源：Microchip]

SAM-IoT WG板将Google Cloud IoT Core与流行的SAM-D21 ArmCortex®M0 + 32位Microchip系列微控制器相连（图2）。

图2：SAM-IoT WG [来源：Microchip]。

基于Azure IoT SAM MCU的物联网开发平台将Azure IoT SDK和Azure IoT服务与Microchip的MPLAB X开发工具生态系统集成在一起。该卡可提供更多的计算性能。除了传输数据之外，您还可以使用板上的人工智能来执行分析。

“例如，预测维护类型的应用程序可以是一种。该板也可以用于视觉。物联网节点的这类高端应用将是该平台的合适目标。”

除了Wi-Fi板外，还有许多要求在工业领域实施蓝牙的要求。如今，工业设备的所有类型的维护和修理都通过集成的蓝牙进行。维修技术人员可以从平板电脑或手机上读取错误代码以及类似内容，从而避免在机器内部进行机械操作。

PIC-BLE和AVR-BLE板基于用于传感器节点设备的PIC和AVR微控制器，这些传感器节点设备通过蓝牙低功耗（BLE）网关连接到用于工业，消费和安全应用的移动设备以及云。

为了确保只有授权的设备才能连接到嵌入式设备，板载安全元件IC可以完成从嵌入式设备到云的信任根。

图3：PIC / AVR-BLE板[来源：Microchip]

可以从Google Play或iPhone App Store中下载名为LightBlue的应用程序（图4）。

图4：LightBlue应用程序

板载主要传感器是温度，光线和三轴加速度计。可以实现其他外部点击板传感器并从LightBlue开始开发您的自定义应用程序。只要您可以利用Wi-Fi和BLE，如果您始终拥有网关解决方案，这将有所帮助。Wi-Fi可能是您在家中拥有的路由器，但是如果您想要封闭的网络，则还需要在应用程序中提供网关。AWS IoT Greengrass的网关解决方案基于新的无线系统模块（SOM）ATSAMA5D27-WLSOM1，该模块集成了SAMA5D2 MPU，WILC3000 Wi-Fi组合模块和由高性能MCP16502电源管理完全供电的蓝牙集成电路（PMIC）。这些解决方案已通过AWS Greengrass解决方案的全面认证。Greengrass是Amazon的解决方案，您可以在节点上本地进行云计算。这可能具有许多优势，包括近乎实时的响应以及即使您的Internet连接断开也可以运行的能力。”Microchip与Sequans合作宣布的另一种解决方案是LTE-M / NB-IoT开发套件。它包括基于Sequans的Monarch芯片的模块，这些模块能够覆盖IoT节点并利用新的低功耗5G蜂窝技术。想法是网关再次成为客户的障碍。如果您想直接将数据传输到云，则必须采用LTE-M / NB-IoT解决方案。目前，大型网络已开始推广其5G网络，而有了5G，它们将使大量IoT节点直接连接到移动网络。世界上有两个标准。有一个称为LTE-M，另一个称为NB-IoT。它们很接近，但是不同的区域具有不同的标准（图5）。Sequans拥有可在美洲，所有欧洲以及日本和中国使用的5G技术。借助该解决方案，Microchip可以通过LTE-M / NB-IoT技术和IoT技术为全球所有主要网络的全球客户提供服务。

图5：LTE或M / NB-IoT开发套件[来源：Microchip]

Microchip的新物联网解决方案基于该公司普遍的开发工具生态系统，重点是MPLAB X集成开发环境（IDE）。MPLAB X代码配置器（MCC）之类的代码生成器可为小型PIC和AVR微控制器自动并加速应用程序代码的创建和自定义。同时，Harmony的软件库支持用于微控制器和微处理器的所有32位解决方案。