物聯(lián)網(wǎng)中的云計算

傳統(tǒng)嵌入式設(shè)計中一些最大的挑戰(zhàn)是計算和存儲。微控制器就其本質(zhì)而言，存儲和吞吐量有限。通過使嵌入式代碼高效且切中要害，這些挑戰(zhàn)得到了緩解。但是，即使使用最有效的代碼，微控制器仍然無法完成許多應(yīng)用。

通過云計算，這些吞吐量和存儲限制在一定程度上得到了緩解。通過云計算，微控制器可以通過外包工作來執(zhí)行非常資源密集型的計算。

什么是云？

每當(dāng)您聽到“云”一詞時，很容易立即想到存儲。存儲文件、備份、設(shè)置等的地方。雖然存儲是云的重要組成部分，但有人可能會說云計算，尤其是對于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，是一個更大的問題。

云計算是將工作從相關(guān)設(shè)備中卸載出來的概念。這使得相對便宜和小型微控制器可以執(zhí)行需要大量計算能力的任務(wù)。

云計算示例：自動商店門

想象一下以下應(yīng)用：商店的門，只要有人在它面前，它就會自動打開。它不應(yīng)該為鴿子等其他移動物體打開，這使得傳統(tǒng)的運動傳感解決方案不可行。

為了解決這個問題，可以使用計算機(jī)視覺。拍照，如果檢測到有人，請打開門。計算機(jī)視覺算法通常需要大量的處理。只有微控制器的系統(tǒng)將沒有足夠的吞吐量來執(zhí)行計算以識別圖片中的人。這就是云計算的用武之地。將圖片發(fā)送到云端，讓它執(zhí)行計算并將結(jié)果發(fā)送回微控制器。如果云說，“是的，那里有一個人”，打開門。

這樣做的一些主要優(yōu)點是成本和簡單性。無需在現(xiàn)場使用帶有復(fù)雜軟件的昂貴計算機(jī)，簡單且廉價的微控制器可以通過將工作外包到云來完成。另外兩個好處包括可擴(kuò)展性和效率。如果您的商店里有幾扇門，則只能復(fù)制微控制器和相機(jī)。通過讓所有設(shè)備連接到云解決方案來重用云解決方案。

它使用 AVR-IoT WG 板、步進(jìn)電機(jī)和步進(jìn) 2 點擊板?來驅(qū)動電機(jī)。天氣數(shù)據(jù)是從外部天氣預(yù)報提供程序獲取的。此數(shù)據(jù)被解析并轉(zhuǎn)換為時鐘指針位置。這就是云計算的用武之地。微控制器上的代碼控制電機(jī)并偵聽來自云的簡單消息，該消息告訴它在時鐘面上指向的位置。計算量更大的任務(wù)完全由云處理。微控制器忘記了它顯示天氣的事實。

云配置

天氣時鐘使用AVR-IoT WG板，該板開箱即用地連接到Google Cloud Platform（GCP）。該板通過使用 IoT 核心版模塊添加到 GCP 項目中。只需打開模塊，添加設(shè)備并輸入其ID和公鑰即可。由于主板已預(yù)先配置 GCP，因此會自動創(chuàng)建安全連接。

如上所述，天氣時鐘需要預(yù)報天氣數(shù)據(jù)來處理并發(fā)送到時鐘。數(shù)據(jù)的獲取和處理是通過云功能模塊完成的。您可以通過創(chuàng)建云函數(shù)并在其中輸入來添加代碼。這可以計劃為以給定的時間間隔運行，也可以在事件發(fā)生時運行。

由于 GCP 是模塊化的，因此您只需添加適合您項目的模塊。例如，自動門的例子可能會使用視覺模塊，該模塊提供了一個預(yù)先訓(xùn)練的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來識別圖像中的對象。

天氣時鐘簡介

為了討論如何在您的物聯(lián)網(wǎng)項目中集成云解決方案，我們將看看Microchip天氣時鐘，這是一個旨在展示簡單物聯(lián)網(wǎng)云項目的演示。天氣時鐘在刻度上具有天氣符號和溫度，而不是時間。根據(jù)預(yù)定義的位置，時鐘指針旋轉(zhuǎn)并指向當(dāng)前天氣。

結(jié)論和進(jìn)一步閱讀

通過將云用作計算資源而不僅僅是存儲資源，您將為廉價、簡單和優(yōu)雅的嵌入式解決方案打開大門。易于使用的開發(fā)板，如AVR和PIC-IoT工作組板，可以通過外包工作來完成非常繁重的資源任務(wù)。

審核編輯：郭婷