在物联网 (IoT) 应用中,用户将能够即时访问有关健康、环境和机器的详细信息。但是,对于开发人员而言,物联网提出了众多要求,涉及到多个专业,包括无线传感器设计、安全通信和基于云的软件开发。
随着需求的快速变化和新机会的不断出现,开发人员面临的挑战更加严峻,用于将概念转化为实际物联网应用的时间越来越短。
本文将讨论物联网应用的设计。本文还将阐述 Renesas 物联网沙箱和 Renesas Synergy S3A7 物联网快速原型开发套件组成的全面的平台如何帮助设计人员避免漫长的物联网开发过程。
物联网应用要求
物联网应用向设计人员提出了极其多样化的苛刻要求。与传统的嵌入式设计或后端软件系统不同,物联网应用需要涵盖各个系统和服务的复杂层级结构的专业知识(图 1)。

图 1: 物联网应用是基于复杂层级架构来构建的,这种架构是将从多个可信来源获取的数据转化为有意义信息所必需的。然后,这些信息可以直接提供给用户,或者在企业中进一步使用。
在外围,开发人员需要从众多传感器节点收集数据,实现高度精确的传感器数据采集,这些节点可能包括利用合适的客户端软件升级的现有设备、仅依赖电池电源长期工作的定制设备。很多情况下,系统架构师使用中间网关到达终端节点,该网关设计用于聚合数据,特别是来自物联网设备的数据,采用了短程无线技术。
物联网节点和网关使用标准通信协议,需要安全、快速、可靠地将数据有效负载传输到应用。如图 1 所示,物联网开发人员需要协调大量基于云的服务以处理基本任务,例如调配新设备和服务、验证授权设备的身份、维护数据流、存储数据等。最后,用于数据分析和机器学习的特定应用服务帮助软件工程师将原始数据转换为对最终用户有意义的信息。
快速物联网开发
虽然物联网开发人员可以快速找到实施复杂分层物联网架构的各个部件,但对于新开发人员而言,要将物联网的所有这些部件集成在一起,仍然是一项令人生畏的任务,即便对于经验丰富的工程师,也要消耗大量时间。Renesas 物联网沙箱的设计目的是简化物联网开发,它提供了一整套软件组件,这些组件是将数据从终端节点移动至云、再将信息提供给最终用户所必需的。
物联网沙箱可与 Renesas Synergy S3A7 物联网快速原型开发套件配合使用,它提供了完整的端到端开发平台,让开发人员能够快速部署物联网原型,而只需少量开发工作。开发人员可使用一系列菜单来配置沙箱,通过基于云的处理服务来传输传感器数据,这些服务能够快速响应事件,与其他云服务交互,提供详细分析,并且支持用户的移动设备(图 2)。