物联网 IOT 专题

发布时间: 更新时间: 总字数:2676 阅读时间:6m 作者: 分享 复制网址

IOT(Internet of things,物联网) 是一种计算设备、机械、数字机器相互关系的系统,具备通用唯一识别码,并具有通过网络传输数据的能力,无需人与人、或是人与设备的交互。

介绍

IoT 系统有三个组件:

  • 智能设备
  • IoT 应用程序
  • 图形用户界面

相关介绍

  • MaaS(Machine as a Service)物联网即服务

基础知识

  • GPIO(General Purpose Input Output) 通用输入输出口
    • 一般有8种输入输出模式
      • 输出模式 可以控制端口输出高低电平,如驱动 LED、蜂鸣器、模拟通信协议输出时序等
      • 输入模式 可以读取端口的高低电平和电压,读取按键输入、外接模块电平信号输入、ADC电压采集、模拟通信协议接收数据等
    • 引脚一般 0V ~ 3.3V 电压,部分支持 5V
  • LED(Light Emitting Diode,发光二极管)
    • 正负极分别
      • 长脚正极、短脚负极
      • 头部内引脚,大头为负极,小头为正极
  • OLED(Organic Light Emitting Diode,有机发光二极管)
    • OLED 显示屏是性能优异的新型显示屏,具有低功耗、响应速度快、宽视角、轻薄柔韧等特点
    • 0.96寸OLED模块,供电 3~5V,通信协议:I2C/SPI,分辨率 128*64
  • I2C(Inter IC BUS)总线 是 Philips 公司开发的一种通用数据总线
    • 两根通信线
      • SCL(Serial Clock)
      • SDA(Serial Data)
    • 同步、半双工
    • 带数据应答功能
    • 支持总线挂载多设备(一主多从、多主多从)
  • SPI(Serial Peripheral Interface) 是 Motorola 公司开发的一种通用数据总线
    • 四根通信线
      • SCK(Serial Clock)
      • MOSI(Master Output Slave Input)
      • MISO(Master Input Slave Output)
      • SS(Slave Select)
    • 同步、全双工
    • 支持总线挂载多设备(一主多从)
  • MPU6050 是一个6轴姿态传感器,可测量芯片自身X、Y、Z轴的加速度、角速度参数,通过数据融合,可进一步得到姿态角,常用于平衡车、飞行器等需要检测自身姿态的场景
    • 3轴加速度计(Accelerometer):测量X、Y、Z轴的加速度
    • 3轴陀螺仪传感器(Gyroscope):测量X、Y、Z轴的角速度
  • W25Qxx 系列是一种低成本、小型化、使用简单的非易失性存储器,常用来数据存储、固件程序存储等场景
    • 存储介质:Nor Flash(闪存)
    • 时钟频率:80MHZ/160MHZ(Dual SPI)/320MHZ(Quad SPI)
    • 存储容量:4Mbit ~ 256Mbit

术语

  • 硬件在环仿真(Hardware-in-the-loop simulation, HiL或HIL) 是一种用于实时嵌入式系统的开发和测试技术。硬件在环仿真 提供动态系统模型,可以模拟真实的系统环境,加入相关动态系统的数学表示法,并通过嵌入式系统的输入输出将其与仿真系统平台相连。
  • SLAM(Simultaneous Localization and Mapping, SLM) 即时定位与地图构建,也称 CML(Concurrent Mapping and Localization)或并发定位与建图
    • 用来解决:机器人在未知环境中从一个未知位置开始移动,在移动过程中根据位置和地图进行自身定位,同时在自身定位的基础上建造增量式地图,实现机器人的自主定位和导航
  • IMU(Inertial Measurement Unit,惯性测量单元) 传感器,主要用来检测测量 加速度旋转运动传感器
    • 原理是采用惯性定律实现的,实现包括 MEMS传感器(体积小)、激光陀螺(测量精度非常高)等
  • Controller Area Network (CAN bus, 控制器区域网络) 是一种车辆总线标准,旨在允许微控制器和设备在没有主机的情况下与彼此的应用程序进行通信
    • 它是一种基于消息的协议,最初是为汽车内的多路电线设计的,以节省铜,但它也可以用于许多其他环境。
    • 对于每个设备,帧中的数据是串行传输的,但是如果有多个设备同时传输,则优先级最高的设备可以继续,而其他设备则退出。
  • MCU(Microcontroller Unit, 微控制单元) 又称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)或者单片机,是把中央处理器(Central Process Unit;CPU)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)计数器(Timer)USBA/D转换UARTPLCDMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制
  • Sensor Hub, 智能传感集线器 一种基于低功耗 MCU 和轻量级 RTOS 操作系统之上的软硬件结合的解决方案,其主要功能是连接并处理来自各种传感器设备的数据。参考
    • 一般物理传感器都是 MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微机电系统/微电子机械系统) 传感器
    • 与传统的传感器相比,MEMS传感器体积更小,重量轻,成本低,功耗低,可靠性高,易于集成开发等优势
    • MEMS 传感器按类型可以分为环境类传感器,运动类传感器,健康类传感器。常见的主要有
      • 加速度计(Accelerometer)
      • 磁力计(Magnetometer)
      • 陀螺仪(Gyroscope)
      • 光感计(Ambient light sensor)
      • 接近光(Proximity)
      • 气压计(Barometer/pressure)
      • 湿度计(Humidometer)
  • 单片系统 (System on a chip) 或片上系统是一个将电脑或其他电子系统集成到单一芯片的集成电路
    • 单片系统可以处理数字信号、模拟信号、混合信号甚至更高频率的信号
    • 单片系统常常应用在嵌入式系统中
    • 单片系统的集成规模很大,一般达到几百万门到几千万门
  • IOV(Internet of vehicles) 是一个由配备传感器、软件和技术的车辆组成的网络,目的是根据商定的标准通过互联网连接和交换数据。参考
  • AGV(Automated Guided Vehicle, 自动导引运输车) 能够自动沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种移载功能,常用于搬运,移载车间辅料
  • 常见车简称
    • EV(Electric vehicle) 电动汽车
    • BEV(Battery Electric vehicle) 电池动力汽车
    • HEV(Hybrid Electric vehicle) 混合电动汽车
    • PHEV(Plug-in Hybrid Electric vehicle) 插电式混合动力汽车
    • EREV(Extended-Range Electric Vehicles) 增程式电动汽车,通过燃油发电,给电池充电,电动机驱动汽车行驶
    • FCV(Fuel cell vehicle) 燃料电池汽车
  • OTA分为两类
    • 一类是固件在线升级FOTA(Firmware-Over-the-Air)
      • 移动终端的空中下载软件升级,指通过云端升级技术,为具有连网功能的设备提供固件升级服务
    • 另一类是软件在线升级SOTA(Software-Over-the-Air)
      • 是在操作系统的基础上对应用程序进行升级,是指那些离用户更近的应用程序,UI界面和车载地图、人机交互界面等功能
  • OTA实现方案
    • In Place 即刷机方案,存在升级失败的风险
    • A/B交换,存放当前软件和旧的软件,升级失败启动旧版本

工具

  • Arduino 是一个基于易用硬件和软件的原型平台(开源)。它包由可编程的电路板(简称微控制器)和称为Arduino IDE(集成开发环境)的现成软件组成,用于将计算机代码写入并上传到物理板
  • TOSUN-Shanghai/TSMaster 一个功能强大的开放式环境,用于汽车总线监控、仿真、测试、诊断、标定等
    • 它支持各种主流硬件,如 TOSUN、Vector、PEAK、Kvaser、Intrepidcs、ZLG、CANable、CandleLight、cantact 等
    • 它是一款面向所有汽车工程师的永久免费软件
  • Xtreme1 多感官训练数据的下一代平台,正处于 LF AI & Data Foundation 的孵化阶段
  • ACRN 是一款开源参考管理程序,专为满足嵌入式物联网开发的独特需求而构建
Home Archives Categories Tags Statistics
本文总阅读量 次 本站总访问量 次 本站总访客数