【技术】什么是物联网嵌入式硬件及其有哪些优势？

时间： 2023-10-11 来源：Dusun官网

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物联网嵌入式硬件是指专门设计用于物联网应用的硬件设备。它们通常是小型化、低功耗的电子设备，集成了处理器、存储器、传感器、通信模块等功能，能够连接和与其他设备进行数据交互。

物联网嵌入式硬件的主要作用是收集、处理和传输数据。它们可以通过传感器收集环境数据（如温度、湿度、光照等），通过处理器进行数据处理和分析，然后通过通信模块将数据发送到云端服务器或其他终端设备。同时，它们也可以接收来自云端或其他设备的指令，并执行相应的操作。

嵌入式硬件通常具有一定的计算能力和存储容量，可以运行嵌入式操作系统或实时操作系统，支持各种编程语言和开发工具。这使得开发人员可以根据具体的物联网应用需求进行定制开发，实现特定的功能和交互逻辑。

物联网嵌入式硬件优势

小型化和低功耗：嵌入式硬件通常使用低功耗芯片和组件，体积小巧，可以方便地集成到各种物联网设备中。这有助于降低设备的能耗，并使其更加节能高效。

实时性和快速响应：嵌入式系统通常具有快速响应的特性，能够以实时或近乎实时的方式处理和传输数据。这对于需要快速决策和响应的物联网应用非常重要，如智能家居、智能城市等。

可定制化和灵活性：嵌入式硬件可以根据具体需求进行定制开发，以满足特定的物联网应用场景。它们具有灵活的编程能力和各种接口支持，可以与其他设备和系统进行无缝集成。

本地数据处理和存储：嵌入式系统可以在设备本身上进行数据处理和分析，而不必依赖云端或远程服务器。这样可以减少对网络传输的依赖，提高数据安全性和隐私保护，并降低了对云服务的成本。

边缘计算和离线操作：嵌入式设备可以进行边缘计算，即在设备端进行一部分数据处理和决策，减少对云端的延迟和带宽需求。此外，嵌入式设备还能够在网络不可用或断开的情况下继续运行，保证了设备的稳定性和可靠性。

安全性和隐私保护：嵌入式系统可以通过硬件和软件的结合提供更高的安全性和隐私保护。例如，硬件加密模块可以用于保护数据的传输和存储，防止数据被非法获取和篡改。

物联网嵌入式硬件有哪些?

图 1

·嵌入式核心板（Embedded Core Board）是一种集成了处理器、内存、外设接口等基本硬件功能的主板。它通常具有紧凑的尺寸和丰富的扩展接口，可以用作嵌入式系统的核心处理单元。

嵌入式核心板的主要特点包括：

处理器：嵌入式核心板搭载了一种或多种处理器，如ARM、x86等，用于执行计算任务和控制操作。

内存：嵌入式核心板集成了一定容量的内存，包括RAM和ROM，用于存储程序代码、数据和临时计算结果。

外设接口：嵌入式核心板提供了丰富的外设接口，如UART、SPI、I²C、GPIO等，用于连接各类外部设备和传感器。

扩展接口：嵌入式核心板通常提供了扩展接口，如PCIe、USB、Ethernet等，用于连接扩展模块、显示屏、网络设备等。

电源管理：嵌入式核心板具备电源管理功能，可以接受外部直流电源输入，并通过内部电源管理芯片提供稳定的电源供应。

软件支持：嵌入式核心板通常支持常见的嵌入式操作系统，如Linux、RTOS等，以及各种开发工具和软件库。

嵌入式核心板可以用作原型开发、产品设计和批量生产中的主要硬件平台。开发人员可以基于嵌入式核心板进行软硬件调试、驱动开发、应用程序开发等工作，快速构建各类嵌入式系统和物联网设备。同时，嵌入式核心板的模块化设计也使得系统维护和升级更加方便。‍

图 2

·嵌入式工控板是一种专门用于工业控制领域的嵌入式系统开发板。它集成了处理器、存储器、通信接口、输入输出接口和各种扩展接口等功能，旨在提供稳定可靠的硬件平台，用于工业自动化、机器人控制、智能制造等应用。

嵌入式工控板通常具备以下特点：

处理器：采用低功耗、高性能的嵌入式处理器，如ARM架构的处理器，能够满足实时控制和数据处理的要求。

存储器：集成闪存（Flash）和随机存储器（RAM），用于存储操作系统、应用程序和数据。

通信接口：提供多种通信接口，如以太网口、串口、USB接口、CAN总线等，用于与其他设备进行数据交互和通信。

输入输出接口：具备数字输入输出接口（如GPIO）、模拟输入输出接口（如ADC、PWM）等，方便连接和控制输入输出设备。

扩展接口：支持扩展接口，如PCIe插槽、Mini-PCIe插槽、串口扩展、以及其他标准接口和总线。这些接口可以连接各种模块和扩展板，扩展系统的功能和性能。

工业级设计：具备抗干扰、防震、防尘、防水等工业级的设计和材料，适应恶劣的工业环境要求。

嵌入式工控板广泛应用于工业自动化、智能制造、机器人控制、物流仓储、智能交通等领域。它们提供了高性能、稳定可靠的硬件平台，配合相应的软件开发和控制算法，可以实现精确控制、数据采集和远程监控等功能。‍

图 3

·嵌入式网关是一种嵌入式系统，用于连接不同的网络和设备，并提供数据传输、路由和协议转换等功能。它在物联网和工业自动化领域中广泛应用。

嵌入式网关通常具备以下特点：

多种网络接口：嵌入式网关可以同时支持多种网络接口，如以太网、Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等，使其能够连接到各种类型的设备和网络。

数据传输与路由：嵌入式网关负责将数据从不同网络中收集、处理和转发。它可以实现数据的聚合、过滤、存储和转发，以确保数据的安全和可靠传输。

协议转换：嵌入式网关可以支持多种通信协议之间的转换，例如将Modbus协议转换为TCP/IP协议，实现不同设备之间的通信与协作。

安全性与认证：嵌入式网关通常具备安全认证、防火墙等安全机制，以保护系统免受未经授权的访问和攻击。

可编程性与可扩展性：嵌入式网关通常具备一定的可编程性，可以根据具体需求进行应用程序开发和定制。同时，它也提供了扩展接口，以支持连接各种传感器、执行器和其他外部设备。

嵌入式网关在物联网中起到了连接各种设备和网络的重要角色，它可以实现设备之间的互联互通，进行数据采集、远程控制和监测。在工业自动化领域，嵌入式网关可以连接生产设备、传感器、执行器等，实现智能化的生产管理和控制。

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