單片機和無線連接構成AIoT系統(tǒng)的核心

過去幾年的物聯(lián)網設備和無線連接產品出現了爆炸式增長。傳感器和處理器等電子器件的成本逐漸降低，同時無線連接功能和AI性能的加持讓許多產品變得更加“智能”起來，無需人工干預即可相互通信。當然成功的AIoT產品必須滿足特定應用的要求，比如需具備低功耗、長無線連接范圍，以及更高的計算處理能力等。

下面以一個典型的無線智能電表為例，其網絡拓撲由多個簡單的傳感器節(jié)點（比如冰箱、空調和微波爐等）組成，這些節(jié)點通過傳感器收集電量使用數據并將其傳輸到中央控制器或網關（Collector），從而保持與互聯(lián)網和云服務平臺的網絡通信。這些節(jié)點和網關的設計必須最大限度地降低功耗、提供穩(wěn)定可靠的網絡連接，并盡可能擴展無線連接范圍。

這一物聯(lián)網系統(tǒng)的核心是微控制器 (MCU)，負責處理數據并運行與無線收發(fā)器件接口的軟件堆棧以實現無線連接和數據傳輸。MCU和無線器件的功能特性視特定的應用和系統(tǒng)要求不同，智能化的傳感器節(jié)點集成傳感器功能，并使用8位或32位單片機來運行小型的射頻 (RF) 協(xié)議棧。這些物聯(lián)網設備通常由電池供電，并通過無線連接到網關，由網關進行更繁重的處理和數據傳輸。

傳感器節(jié)點通常傳輸少量的數據，一般使用電池供電，需要正常運行長達10年。這些設備還必須具有可靠的連接，并且能夠在各種環(huán)境條件下運行，而不受射頻干擾或物理障礙的影響。此外，這些設備都是網絡的一部分，還必須考慮網絡的設置、傳感器數據聚合和信息的顯示等。因此為這類設備選擇合適的MCU和無線連接，以及應用開發(fā)工具和軟件堆棧，對于IoT系統(tǒng)的成功設計至關重要。

傳統(tǒng)MCU的主要應用場景包括消費電子、家用電器、電腦及周邊、汽車和工業(yè)領域，沒有無線通信功能的“純粹”MCU只要滿足功能特性、性能和質量安全要求，仍然大有用武之地，特別是在全球性的芯片短缺問題短時間內無法解決的情況下。然而新興的物聯(lián)網應用對MCU提出了更高的要求。MCU廠商可以通過增加高精度ADC或AI功能來提升其產品的競爭力，但集成無線連接功能及對各種無線協(xié)議的支持將是決定MCU芯片在物聯(lián)網應用市場能否成功的關鍵。