來源：羅姆半導(dǎo)體社區(qū)

1.物聯(lián)網(wǎng)是什么？

IOT是“物聯(lián)網(wǎng)”的縮寫。雖然從這些詞中很難想象，但我們可以通過查看組成物聯(lián)網(wǎng)的用例和組件來加深我們的理解。

1-1 物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)(IOT)是指在互聯(lián)網(wǎng)上為傳輸和共享數(shù)據(jù)而嵌入傳感器和軟件的互聯(lián)設(shè)備的廣泛性網(wǎng)絡(luò)。這允許將從物理對(duì)象收集的信息(數(shù)據(jù))存儲(chǔ)在專用服務(wù)器或云中。通過分析這些積累的信息，通過提供最優(yōu)的設(shè)備控制和方法，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)更安全、更方便的社會(huì)。

1-2 物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用

現(xiàn)在我們已經(jīng)解釋了物聯(lián)網(wǎng)的概念，讓我們看看它已經(jīng)在使用的領(lǐng)域。下面是三個(gè)例子。

1-2-1 智能家居：物聯(lián)網(wǎng)+消費(fèi)類電子產(chǎn)品

智能家居是指使用物聯(lián)網(wǎng)提供更大方便和安全性的家庭。例如，家用電器可以連接到互聯(lián)網(wǎng)上，通過人與人之間的交互(語音、智能手機(jī)應(yīng)用程序)進(jìn)行控制，而附加傳感器則使自動(dòng)控制能夠提供前所未有的舒適和便利。

具體來說，物聯(lián)網(wǎng)可以用來實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。

打開/關(guān)閉空調(diào)和電燈，用智能手機(jī)應(yīng)用程序鎖門/解鎖。

監(jiān)控日常用電情況，優(yōu)化空調(diào)溫度和燈光設(shè)置，以降低成本，適應(yīng)用戶需求

在進(jìn)出房間時(shí)安裝傳感器，自動(dòng)打開/關(guān)閉燈。

1-2-2 智能城市：物聯(lián)網(wǎng)+城市

智能城市是采用物聯(lián)網(wǎng)，以實(shí)現(xiàn)更大的節(jié)能，同時(shí)最大限度地減少環(huán)境影響的城市。智能城市的概念隨著時(shí)代的變化而變化，但目前許多城市都在安裝多個(gè)傳感器，以獲取環(huán)境狀況和消費(fèi)者行為的數(shù)據(jù)，以及遠(yuǎn)程控制設(shè)備和設(shè)施，以優(yōu)化操作，提高居民的便利性。

具體來說，物聯(lián)網(wǎng)可以用來實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。

基于位置信息(即使用智能手機(jī)GPS)檢測(cè)和監(jiān)測(cè)人員流動(dòng)

通過測(cè)量交通量將城市燈光調(diào)整到最佳亮度。

透過監(jiān)察及顯示泊車位供應(yīng)情況，方便泊車及紓緩擠塞情況

1-2-3 聯(lián)網(wǎng)汽車：物聯(lián)網(wǎng)+汽車

聯(lián)網(wǎng)汽車是采用物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)更安全、更舒適駕駛的汽車。通過獲取和分析通過車載GPS、傳感器和攝像機(jī)獲得的駕駛數(shù)據(jù)以及周圍交通的信息，可以實(shí)現(xiàn)更安全的駕駛控制，并提供最佳的交通引導(dǎo)。

具體來說，物聯(lián)網(wǎng)可以用來實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)。

實(shí)現(xiàn)自主駕駛(*完全自主，將在未來故事中報(bào)道)

跟蹤車輛位置(即一旦被盜)

使用智能手機(jī)應(yīng)用程序檢查輪胎壓力和維護(hù)信息

使用你的智能手機(jī)遠(yuǎn)程控制空調(diào)和燈光，即使不在車上

1-3 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵要素

物聯(lián)網(wǎng)由四個(gè)主要元素組成：設(shè)備、傳感器、網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用程序。

操作流程包括先從裝有傳感器和無線設(shè)備的設(shè)備中獲取數(shù)據(jù)，然后通過互聯(lián)網(wǎng)將數(shù)據(jù)發(fā)送到服務(wù)器和云進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。接下來，在應(yīng)用程序中可視化數(shù)據(jù)，為優(yōu)化集合使用提供一個(gè)通用框架。機(jī)制如下圖所示。

在下一章中，我們將介紹傳感器和無線通信方法，這對(duì)于獲取設(shè)備中的數(shù)據(jù)和構(gòu)建無線網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。

2. 探測(cè)各種情況的傳感器

傳感器用于檢測(cè)各種情況。它們大致可分為兩類，一種是測(cè)量環(huán)境狀況的現(xiàn)場(chǎng)傳感器，另一種是用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器。
例如，場(chǎng)傳感器包括溫度和亮度傳感器，它們可以測(cè)量外部溫度和光強(qiáng)，而運(yùn)動(dòng)傳感器，如加速度計(jì)，則測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)的變化(即傾斜和振動(dòng))。

2-1 典型傳感器類型及應(yīng)用

下面的表格列出了典型傳感器的名稱、類型和應(yīng)用示例。

3. 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的無線通信網(wǎng)絡(luò)

連接設(shè)備到互聯(lián)網(wǎng)需要無線通信。

3-1 無線通信的研究現(xiàn)狀與機(jī)制

無線通信是一種不用電線用電磁波或光(紅外)發(fā)送信息的方法。由于電磁波是通過空氣在很大范圍內(nèi)傳播的，它們主要用于商業(yè)通信，如電視和無線電。然而，近年來，無線通信以Wi-Fi和藍(lán)牙的形式被個(gè)人使用。?智能手機(jī)和個(gè)人電腦。
在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，“短距離無線通信”得到了廣泛的關(guān)注，技術(shù)應(yīng)用也將隨之而來。在下一節(jié)中，我們將介紹不同類型的短距離無線通信。

3-2 通信標(biāo)準(zhǔn)清單

有幾個(gè)無線通信標(biāo)準(zhǔn)。在這里，我們將看一看四個(gè)主要的波段-藍(lán)牙。?、Wi-Fi、ENMON和指定的低功率無線通信(Wi-Sun)--在列舉應(yīng)用實(shí)例的同時(shí)，比較了它們的頻帶、通信范圍和傳輸速度。

下表概述了四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)。

3-3 關(guān)于無線電法律和技術(shù)適宜性

為了預(yù)防無線通信，有必要了解所有適用的無線電法規(guī)。
在同一區(qū)域使用相同頻帶進(jìn)行通信可能會(huì)造成干擾。因此，為了無線傳輸，必須從政府獲得無線電許可證，以確保公平和平等的使用。
此外，根據(jù)無線電法，每個(gè)無線設(shè)備必須符合規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，并核實(shí)其是否符合本標(biāo)準(zhǔn)，即技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)合格認(rèn)證(技術(shù)合規(guī))。

4. 易于使用的物聯(lián)網(wǎng)工具包，為家庭項(xiàng)目?jī)?yōu)化

到目前為止，我們已經(jīng)涵蓋了傳感器和無線通信協(xié)議，這些協(xié)議是理解和配置物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的關(guān)鍵。接下來，我們將討論物聯(lián)網(wǎng)工具包使構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備變得更容易，特別是對(duì)于那些仍然難以想象物聯(lián)網(wǎng)的概念的設(shè)備。

4-1 DIY物聯(lián)網(wǎng)器件

讓我們來看看一個(gè)用工具包建造的自制物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的實(shí)際例子。

4-1-1 多功能話音遙控

上面所示的是一個(gè)多功能遙控器，帶有Raspberry PI單片機(jī)板，可以通過語音打開或關(guān)閉各種設(shè)備。該裝置由單片機(jī)板、紅外LED和語音引導(dǎo)軟件組成。在照片中，遙控器是用來打開/關(guān)閉電視的聲音，但也可以注冊(cè)為控制交流和照明設(shè)備。

物聯(lián)網(wǎng)工具包允許用戶設(shè)計(jì)一系列的設(shè)備和功能。查看我們的設(shè)備加網(wǎng)站，以獲得更多的想法。

4-2 單片機(jī)板和評(píng)估包對(duì)物聯(lián)網(wǎng)必不可少

近年來出現(xiàn)了一些為開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備而優(yōu)化的單片機(jī)板，如Raspberry PI、Arduino和索尼半導(dǎo)體解決方案公司的SPRESENSE?。

4-2-1 adruino

Arduino是物聯(lián)網(wǎng)之前存在的最受歡迎的MCU板之一。它相對(duì)便宜的價(jià)格和簡(jiǎn)單的啟動(dòng)(通過USB連接到PC機(jī)開始操作)使它成為初學(xué)者的理想選擇。但是，Arduino沒有原生操作系統(tǒng)(OS)，因此需要一個(gè)專用的集成開發(fā)環(huán)境工具(IDE)。
Arduino的主要關(guān)注點(diǎn)在于設(shè)備控制(即機(jī)器人)、與PC機(jī)的通信以及簡(jiǎn)單的電路測(cè)試。

4-2-2 樹莓派

樹莓派是一個(gè)著名的單片機(jī)板，大約與Arduino一樣受歡迎.功能包括視頻和聲音輸出，輸出到HDMI顯示器，USB和局域網(wǎng)，提供類似于超小型計(jì)算機(jī)的功能。
雖然比Arduino貴一些，但安裝Linux操作系統(tǒng)是可能的，這使熟悉這個(gè)操作系統(tǒng)的人更容易使用。raspberry PI在配置服務(wù)器和將電器轉(zhuǎn)換為物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì)。

4-2-3 SPRESENSE?

SPRESENSE?是索尼半導(dǎo)體解決方案公司開發(fā)的單片機(jī)板。與Arduino一樣，它沒有原生操作系統(tǒng)，因此需要專用的IDE進(jìn)行開發(fā)。但與其他MCU板不同的是，它包括gps和高分辨率音頻功能，從而能夠開發(fā)使用語音、圖像和位置信息的傳感應(yīng)用程序。

4-2-4 評(píng)價(jià)包

在用單片機(jī)板開發(fā)應(yīng)用程序和軟件實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)，宜使用評(píng)估工具包(擴(kuò)展板)進(jìn)行無線通信和傳感器數(shù)據(jù)采集。
Rohm公司提供評(píng)估工具包和開發(fā)工具，以促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的開發(fā)。

審核編輯黃昊宇