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微控制器，RTOS，物聯(lián)網(wǎng)之間有什么聯(lián)系？

時間：2021-07-13 01:05:16

關鍵字：微控制器 RTOS 物聯(lián)網(wǎng)

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[導讀]概述嵌入式物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺是一個系統(tǒng)，是微控制器物聯(lián) 網(wǎng) 開發(fā)平臺的系統(tǒng)組合。

概述

嵌入式物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺是一個系統(tǒng)，是微控制器物聯(lián) 網(wǎng) 開發(fā)平臺的系統(tǒng)組合。

微控制器：是嵌入式控制的核心
物：智能化的電子產(chǎn)品
聯(lián)：電子產(chǎn)品通訊或?qū)υ挼耐ǖ?br />
網(wǎng)：互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)
開發(fā)平臺：產(chǎn)品、技術和開發(fā)工具的組合

隨著微控制器的工藝和技術的發(fā)展，成本越來越低，更多的產(chǎn)品用上了微控制器，使得“物（電子產(chǎn)品）”越來越智能化，并在ICT（信息通訊技術）的推動下，電子智能化的“物（電子產(chǎn)品）”越來越多地連接到網(wǎng)絡上，物連網(wǎng)絡的發(fā)展讓人與“物”的聯(lián)系越來越緊密了。
微控制器
微控制器根據(jù)數(shù)據(jù)處理能力不同，分為4位、8位、16位、32位微控制器，如下圖：

目前，在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品應用中，一般對MCU的需求是：

面對物聯(lián)網(wǎng)市場的需求，眾多的MCU廠家都在計劃著推出新產(chǎn)品。如在一些小家電和家電市場、一些MCU廠商配合用戶做一些定制化的產(chǎn)品；有的51廠商開始考慮集成藍牙功能的產(chǎn)品；ARM公司收購了兩家美國公司W(wǎng)icentric和Sunrise，將以Cordio品牌推出低功耗藍牙產(chǎn)品。
實時操作系統(tǒng)（RTOS）
微控制器性能的提升讓一些實時操作系統(tǒng)RTOS有了“容身之地”，在32位的ARM Cortex-M系列產(chǎn)品中，越來越多的產(chǎn)品用上了RTOS。
也為一些中間件/協(xié)議棧或一些高級的應用提供了一個平臺基礎。產(chǎn)品的系統(tǒng)化設計成為了可能，為物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模開發(fā)部署提供了發(fā)展機會。
操作系統(tǒng)好多是開源的。開源機制使更多的人參與其中，發(fā)現(xiàn)問題改正問題，使平臺能在眾人的推動下不斷優(yōu)化發(fā)展。也能使一些優(yōu)秀的組件或中間件/協(xié)議棧開源出來與更多的人分享設計。
常見的一些實時操作系統(tǒng)（RTOS）有如下：

常見的一些協(xié)議棧有如下：

常用的一些中間件：

開發(fā)平臺選擇
開發(fā)平臺不是一個產(chǎn)品，是系統(tǒng)的組合。如何在做或計劃一個項目時選擇一個合適的開發(fā)平臺，需要多方面綜合考慮。
微控制器
做一個“跟隨者”，參考同行中的產(chǎn)品選型。不做“第一個吃螃蟹”的，這樣可以避免走一些不必要的彎路，不會有產(chǎn)品開發(fā)風險。但新機會往往會都是會眷顧那些“敢為天下先”的人。新的產(chǎn)品層出不窮，也為開發(fā)者提供了更多的選擇空間。
對于遙控、小家電/家電、智能卡、玩具等市場應用而言，4位/8位/16位仍然有很大的選擇空間。畢竟一些應用的數(shù)據(jù)處理要求并不高，在原有產(chǎn)品基礎上開發(fā)，開發(fā)成本低。
新的產(chǎn)品總是會在一些新的項目上開始，近些年流行的ARM Cortex-M是比較理想的選擇。畢竟ARM Cortex-M是32位機市場的主流，廠家多、應用廣、資源多。
嵌入式實時操作系統(tǒng)（RTOS）
32位MCU的流行，開發(fā)者越來越愛使用RTOS了。有的甚至在8位MCU上跑RTOS。
RTOS提供了開發(fā)的便捷性，但在資源緊張的8位微控制器上運行還是有一些局限性的。建議還是在資源豐富的產(chǎn)品上運行RTOS。
選擇活躍度比較高的開源的RTOS會得到后續(xù)更好的升級維護，學習成本低，社區(qū)眾多人的支持和參與會使得RTOS不斷改進不斷完善。
國內(nèi)的RTOS操作系統(tǒng)近幾年也多了起來，如：RT-Thread、 MiCo、DJYOS、μTenux等等。開發(fā)者可以根據(jù)項目需求選擇適合的RTOS。
開源的推動下，RTOS的發(fā)展會衍生出一些新的商務模式出來，如下圖：

在使用RTOS帶來方便的同時，也需要注意一些問題：

RTOS穩(wěn)定性
RTOS安全性
RTOS授權方式/版權
中間件或協(xié)議棧的支持

網(wǎng)絡
物聯(lián)網(wǎng)就是將電子設備連接到網(wǎng)絡，基于網(wǎng)絡來控制或使用一些服務。目前，連接到網(wǎng)絡的方式有：有線連接和無線連接。近些年來，無線技術的發(fā)展非常迅速。

產(chǎn)品原型設計
從目前業(yè)內(nèi)來看，mbed.org提供了比較齊全的功能設計，無論從底層、RTOS、中間件或協(xié)議棧、組件、服務器端等應用都提供了比較全的選擇。這為開發(fā)者或者有意于物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者來說，是一個不錯的參考。
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展的特點是：智能化、網(wǎng)絡化、信息化。

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