【51CTO.com快译】众所周知,主板硬件在每一个物联网项目的互连中都发挥着核心的作用。随着物联网的发展,各种板载技术能力也在日益增强。然而,由于市场上各种开发用的主板和模块可谓琳琅满目,我们在为自己的项目挑选合适的物联网硬件时,难免会犯“选择困难症”。本文将简要地介绍市场上的六大主流物联网硬件提供商,比较他们的开发板、各自附带的开发环境、以及不同开发工具包之间的区别。
物联网硬件提供商与套件的概览:
Particle
链接:https://www.particle.io/?utm_source=dzone&utm_medium=partner&utm_campaign=The%20ultimate%20物联网%20hardware%20comparison%20guide
Particle提供一系列的开发套件,并且能够通过WiFi、移动蜂窝、以及网格(mesh)来连接到互联网上。对于构建一个从原型到产品的物联网项目而言,Particle是一个很好的平台。
Adafruit
链接:https://www.adafruit.com/
Adafruit是用户DIY电子创客(electronic hacking,译者注:即热衷于电子设备制作、连接与拆卸的人)的在线途径之一。Adafruit Feather提供了一系列专为非正式(on-the-fly)原型而设计的开发板。Adafruit Feather系列配备了一整套不同的配件,可加速用户的开发与改进。
SparkFun
链接:https://www.sparkfun.com/?gclid=EAIaIQobChMInuyC1rqW3wIVhyCtBh3_OAfJEAAYASAAEgKrv_D_BwE
SparkFun是一家大型的零售商店,销售着从开发套件、分线板(breakout board),到传感器等各类产品。他们提供了2000多种开源的组件和小部件,并配有自制的、有关如何构建嵌入式电子产品的培训和在线教程。
Espressif
链接:https://www.espressif.com/
Espressif开发出了支持WiFi和蓝牙类型低功耗物联网硬件的解决方案。其明星产品有ESP8266和ESP32系列的芯片、模块和开发板。事实上,许多行业的开发板都在使用着Espressif的芯片。
Arduino
链接:https://www.arduino.cc/
Arduino蜚声于整个电子开发领域。该公司提供了一系列用于构建各类连接产品的开源开发套件、微控制器和软件工具。
Raspberry Pi
树莓派,链接:https://www.raspberrypi.org/
Raspberry Pi是一种能够运行在Linux上的、基于计算机的单体式主板。它专为各种小型计算应用的原型而设计。Raspberry Pi的产品广受各类开发者的欢迎,特别是那些电子开发领域的新手。
下面我们来逐一进行详细介绍与比较。
1. Particle物联网硬件和平台
Particle提供了各种物联网硬件的套件,其产品能够通过Wi-Fi、蜂窝网络(2G/GE/LTE)、或网格连接到互联网上。Particle是目前市场上能够通过其开发套件,提供网格连接的物联网平台。另外,Particle还提供了专为扩展企业级物联网项目而设计的工业连接模块(https://www.particle.io/lte/)。
Particle物联网硬件通过配备一整套开发工具https://www.particle.io/developer-tools),使您能够在远程设备上,以无线的方式管理代码,并快速地创建各种云端物联网应用。与那些只适合于原型设计的物联网硬件提供商不同的是,Particle提供了物联网产品从原型到产品,整个构建过程的所有硬件套件。通过其一站式平台,用户可以扩充其全线互连产品。
(1) Particle Mesh
(https://www.particle.io/mesh/?utm_source=dzone&utm_medium=partner&utm_campaign=The%20ultimate%20IoT%20hardware%20comparison%20guide):是一种无线网格式网络,旨在将现有WiFi和蜂窝网络之间的“缺口”以低成本、安全且可靠的本地网络方式连接起来。Particle Mesh用到了Adafruit Feather的外形(下面会提到)和OpenThread(https://openthread.io/)。其中OpenThread由Nest(https://nest.com/?gclid=EAIaIQobChMIgs71uKGj4QIVmCCtBh0EEg7LEAAYASAAEgIqAvD_BwE&gclsrc=aw.ds)针对其连接产品所创建的Thread(https://www.threadgroup.org/)的一种开源实现方式。而Particle Mesh则由三种不同类型的开发板所组成,它们分别是:
- Argon(https://store.particle.io/products/argon?utm_campaign=The%20Ultimate%20IoT%20Hardware%20Comparison%20Guide&utm_source=referral&utm_medium=medium)
- Boron(https://store.particle.io/products/boron-lte?utm_campaign=The%20Ultimate%20IoT%20Hardware%20Comparison%20Guide&utm_source=referral&utm_medium=medium)
- Xenon(https://store.particle.io/products/xenon-kit?utm_campaign=The%20Ultimate%20IoT%20Hardware%20Comparison%20Guide&utm_source=referral&utm_medium=medium)。
(2) 适用于2G/3G/LET的E系列评估套件
(https://store.particle.io/products/e-series-evaluation-kit):该套件是专为扩展用户物联网项目和现场的长期部署而设计。它配置了嵌入式SIM卡,具有抵振、防腐和防机械故障等特点。
2. Adafruit物联网硬件-Feather Specification
Adafruit是一家开源的硬件公司,它是用户DIY电子创客的在线途径之一。Adafruit的博客和论坛非常适合于那些初次接触电子开发领域,并需要一个环境可以熟悉起来的新手用户。
除了销售其他友商所开发的物联网硬件,Adafruit同时提供符合其Feather标准(https://learn.adafruit.com/adafruit-feather/feather-history)的自研类物联网硬件系列产品。此处Adafruit Feather是指一系列灵活、便携、且轻巧的开发板。与Arduino不同,Adafruit Feather是专为非正式原型而设计的,因此可被用于那些可穿戴设备或手持设备中。
Adafruit Feather也能够让开发人员更轻松地共享各种硬件。凭借着常见且相似的外形特征,Feather的各种配件(常被称为 Feather Wings,https://www.adafruit.com/category/814)能够在不同的Feather上运行。
虽然我们无法在此罗列出所有市面上的Feather开发板,但是有一点值得大家注意:虽然它们可能配有不同的MCU(微控制器,芯片级芯片)和SoC(片上系统,系统级芯片),但是都可以使用相同的配件。下面我们来进一步了解这些主板的不同功能和优点。
- Adafruit Feather Huzzah32(https://www.adafruit.com/product/3405):该 Feather开发板包含了快速原型类型连接项目所需的一切组件,包括:USB转串口的转换器、自动引导加载程序的重置、锂离子/聚合物充电器、以及具有WiFi与经典蓝牙支持的双核ESP32芯片。
- Adafruit Feather Bluefruit LE(https://www.adafruit.com/product/2829):如果您正在寻找针对BLE(蓝牙低能耗)设计的开发套件,那么这款Feather开发板就很适合您。
- Adafruit Feather Basic Proto(https://www.adafruit.com/product/2771):这款Feather开发板是围绕着电池能耗而设计的。
3. SparkFun Electronics
SparkFun是一家大型的零售商店,销售着从开发套件、分线板,到传感器等各类产品。其网站上售卖着数千种电子元件。
在早期,SparkFun和Adafruit一样,生产了大量能与Arduino设备配对的分线板和套件。这些分线板极大地加速了原型的实现,并减少了大量与电子开发相关的设计工作。
如今,SparkFun也开始制造自己的物联网开发板了。他们提供了2000多种开源的组件和小部件,并配有自制的、有关如何构建嵌入式电子产品的培训和在线教程。
- Qwicc Connect System (https://www.sparkfun.com/qwiic):这是一个由各种组件所组成的生态系统,它能够加速原型的设计。Qwicc与一款具有较低布线杂乱度的Seed Grove system(http://wiki.seeedstudio.com/Grove_System/)极为相似。Qwicc的另一个突出特点是:它使用了比Grove更小的连接器,因此非常适合于那些空间受限的机箱框架。Qwiic能向您提供一整套生态系统的传感器和其他实用的集成电路(IC),您可以很容易地将它们拼接在一起,以达到快速原型的效果。
- SparkFun ESP8266 Thing — Dev Board(https://www.sparkfun.com/products/13711):该物联网开发板带有一个能够支持低成本Wi-Fi类型微控制器的ESP8266。它可以被用于需要闪烁的发光二极管(LED)、或其他自动化执行的项目上。
- SparkFun Inventor’s Kit(https://www.sparkfun.com/products/14265):该套件非常适合于正准备上手Arduino套件的初学者。
4. Espressif物联网硬件
Esressif systems(https://www.espressif.com/en)是一家无晶圆厂半导体(fabless semiconductor)公司,它开发Wi-Fi和蓝牙类型低功耗物联网硬件的解决方案。其明星产品有ESP8266和ESP32系列的芯片、模块和开发板。事实上,许多行业的开发板(如 SparkFun的开发套件)都在使用着Espressif的芯片。
Espressif开发板虽然是专为简单的原型和接口而设计的,但是也可被作为简单的概念验证和企业解决方案。Espressif还通过各种软件解决方案,帮助用户管理家庭周围的设备,并通过无线连接集成到不同的产品上。具体的物联网开发板包括:
- 2.4 GHz WiFi & BT/BLE Development Boards(https://www.espressif.com/en/products/hardware/development-boards):此类主板提供了PC连接、5V/GND针头引脚、3V3/GND针头引脚、ESP-IDF源代码、以及示例应用。同时,此类主板也支持图像传输、语音识别、以及诸如板载LCD、JTAG、摄像头、RGB发光二极管等功能。
- 2.4 GHz WiFi Development Boards(https://www.espressif.com/en/products/hardware/development-boards):这是一套集成了常用外围设备的开发板标准。
5. Arduino物联网硬件
Arduino蜚声于整个DIY原型和电子开发领域。该公司提供了一系列用于构建各类连接产品的开源开发套件、微控制器和软件工具。它拥有软件工具、第三方库支持、各种传感器、以及可协助问答的社区资源。
虽然同样服务于原型设计,但是Adafruit配备了更多可堆叠式屏蔽(stackable shield),允许用户添加MKR板尚不支持的其他功能。因此,它提供的硬件主板和模块包括:
- Arduino MKR Family(https://store.arduino.cc/usa/arduino/arduino-mkr-family):此类MKR板凭借着其硬件尺寸和低功耗式的无线连接板,能够助力于物联网开发与设计。一些MKR主板提供了WiFi和蓝牙连接,而其他主板则支持窄带物联网、Lo-Ra连接、甚至是SigFox网络(https://www.sigfox.com/en)。
- Arduino YÚN(https://store.arduino.cc/usa/arduino-yun):专为物联网项目而设计的Arduino YÚN,提供了许多不同类型的电路板和模块,同时也支持WiFi的连接方式。由于该类型主板能够与Linux发行版进行通信,因此您可以根据自己的偏好进行选购。
- Arduino Ethernet(https://store.arduino.cc/usa/arduino-ethernet-rev3-without-poe):顾名思义,此类Arduino板可以通过以太网连接到互联网上。不同于其他主板,它没有板载的USB转串口的驱动芯片,只提供一个类似Ethernet shield的Wiznet以太网接口。
6. Raspberry PI产品
就算您不太熟悉物联网硬件,也一定听说过树莓派(Raspberry Pi)吧 。和Arduino类似,Raspberry Pi 早已闻名于电子开发领域内外。
Raspberry Pi 的各种产品,与典型的物联网硬件开发套件及主板略有不同。它是一种能够运行在Linux上的、基于计算机的单体式主板。它专为各种小型计算应用的原型而设计。Raspberry Pi 的产品广受各类开发者的欢迎,特别是那些电子开发领域的新手。如果您只想尝试着开发出某个连接性产品,而非规模性地量产的话,那么Raspberry Pi就是一种很好的开发概念的验证方式:
- Raspberry Pi 3 Model B+ (https://www.raspberrypi.org/products/):在此列举的三款系列产品中,Raspberry Pi 3 Model B+是新产品,它配有1.4GHz 64位的四核处理器、双频无线局域网(LAN)、蓝牙4.2/BLE、更快速的以太网、和以太网供电支持(单独的PoE HAT)。
- Raspberry Pi 1 Model B+ (https://www.raspberrypi.org/products/):它是原始Raspberry Pi 产品的最终版本,配备了更多的USB端口、更多的GPIO引脚、Micro SD接口、更好的音频接口、并具有更流畅的外形。
- Compute Model 3 (https://www.raspberrypi.org/products/compute-module-3/):它是为工业应用而设计的Raspberry Pi,适用于要求严格的各类企业级应用。
原文标题:The Ultimate IoT Hardware Comparison Guide,作者:Jeffrey Lee
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