5、物联网设备、安全及相关技术解析

物联网设备、安全及相关技术解析

1. 物联网设备概述

物联网（IoT）通过逻辑设备与物理环境进行交互，这些逻辑设备包括控制器、执行器、传感器和网关。它们由运行在受限嵌入式计算机和系统上的物理设备提供硬件支持。这些嵌入式计算机通常具有电源、网络栈和处理器。

1.1 电源

电源可以是传统的交流电（AC）和直流电（DC）电力线、电池，或者是支持能量收集的混合方案，例如通过太阳能电池板。

1.2 网络栈

根据硬件和软件能力，网络栈与多种协议相关，如 IEEE 802.15.4 和 CoAP。

1.3 处理器

• 低功耗受限嵌入式计算机 ：大多数情况下，处理器是低功耗受限嵌入式计算机，计算复杂度有限，指令集架构（ISA）较小。简单设备依赖具有基本中央处理单元（CPU）的微处理器，通常是 8 位处理器，能耗极低，通过电源周期和睡眠模式来延长电池寿命。
• 高级处理器 ：更高级的设备依赖 32 位和 64 位 ARM 处理器，功耗较高，但计算复杂度更高，有时还支持数字信号处理（DSP）功能。许多不太复杂的嵌入式处理器依赖协处理器来卸载复杂功能。

1.4 I/O 接口

嵌入式处理器通常包含多种 I/O 接口，通过片上系统（SoC）和模块系统（SoM）上的引脚供系统设计人员使用，这些接口支持设备内外设之间的基本通信：
- SPI（Serial Peripheral Interface） ：实现主嵌入