硬件方案设计——(1)共性系统

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编辑导语:互联网的成长让此刻的硬件产物变得越来越巨大,硬件产物设计中需要思量的各方面问题,因为差异的硬件产物需要思量的偏向是纷歧样的;本篇文章作者先容了硬件产物几种通用系统的设计思量因素。

硬件方案设计——(1)共性系统

从机器类产物到电子类产物再到此刻的联网类产物,硬件产物此刻是越来越巨大,涉及到各方面规模的技能和常识也越来越多,所以对硬件产物司理的常识面也要求的越来越广。

原本想把做物联网类硬件产物,从硬件到固件再到靠山处事器等各方面的内容都完整的写出来,可是由于一些问题无法做到一一详解,所以本章就主要以硬件为主和各人聊一下方案的设计。

一、简介

物联网硬件是实体的硬件产物,具备电子化的系统和联网的本领,可以实现数据的收罗和设备的节制,从而满意用户对付信息获取和设备节制等方面的需求。

物联网设备包罗硬件和软件(也称为固件)两部门,硬件部门主要是承载系统措施的运行以及信息的收罗和指令的执行等成果。

下面我们来看下硬件系统中的一些模块,如图所示:

硬件方案设计——(1)共性系统

硬件模块

上下行通讯模块:在整个系统中上行通讯凡是是对上级或对外部的通讯,下行凡是则一般是指对下级或内部的通讯 *** 。以物联网设备而言,以5G、4G、3G、WIFI、Zigbee、蓝牙、LoRa等通讯技能举办向上级或外部的数据收发和通讯时一般被称之为上行通讯,通讯模块上行会毗连各类通讯技能的网关/基站。下行则毗连硬件设备内部处理惩罚器举办通信,从而实现硬件设备与云端处事器互通互连的要求。

处理惩罚器:它就像人的大脑一样承载着整个系统的运行,处理惩罚器的内部可以运行各类措施,对外则具备各类的接口。内部的措施可以通过挪用各类接话柄现节制差异的元器件,从而实现数据的收罗和设备的节制。物联网设备中大大都的措施较量简朴,利用最多的就是各类单片机处理惩罚器,有一些措施巨大的设备也会利用CPU等处理惩罚器。

内部通讯:顾名思义是指设备内部元器件之间的通讯,有模仿信号和数字信号两种。传感器或节制器最原始收发的信号都是模仿信号,一般模仿信号城市转换成数字信号然后在与其他元器件举办通讯交互。数字信号传输中有许多范例的接口协议,譬喻TTL、RS-232、RS-485、SATA、IIC、SPI、UART等,这些差异的接口被统称为串口,它们是硬件选型和设计中的一个重要因素。

传感器/执行器:在1.5章节智能硬件系统概览中有先容,它们别离是现实世界的数据收罗者和节制者,既可以收罗情况中各类实体、非实体的数据,也可以通过一些设备对现实世界的实体和非实体举办交互和节制。绝大大都的物联网设备中都是以它们为基本,然后加上通讯模块使其可以互联互通从而实现产物差异的代价。

储存:和U盘一样用于储存数据,在硬件设备顶用的是Flash,它们的空间很小从几KB到几十MB不等,主要用于缓存一些数据或存储一些措施代码。

电源系统:是指设备从外部电源输入到内部变压整流的系统,这个系统按照差异元器件的需求把电转换成差异的电压和电流供其利用。

硬看门狗:许多电子设备都是在无人值守的情况中运行的,因此就需要设备在无人过问干与的环境下保持24小时不中断的运行,但措施并不能担保一直都处于正常事情状态而不出任何错误,譬喻死机等环境;

所以就需要一种方案担保即便设备死机了也可以自动重启规复事情,这种方案就叫看门狗——看门狗是一个独立的元器件,它的内部是一个计时器,当计时器归零时就会触发一个强制重启的信号给处理惩罚器,从而到达重启设备的目标。

处理惩罚器或系统正常事情时会隔一段时间给看门狗一个信号使其重置计时器,这样看门狗就不会触发强制重启的信号;若处理惩罚器或措施呈现问题没能定时给看门狗重置计时器的信号,看门狗便会触发强制重启的信号给处理惩罚器重启设备,使其从头启动事情。

二、焦点元器件

一个产物中的元器件动不动就成百上千,作为产物司理而言不该该去体贴所有元器件的选型,一方面是因为产物司理没有足够的专业常识,另一方面是产物司理也没有足够的精神;所以我们应该分明取舍,把专业的工作交给专业的人来做。

产物司理应该重点体贴的是那些焦点的元器件,如何判定什么是焦点的元器件呢?

笔者主要从两方面因素判定:

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