【物聯網】14.物聯網設備控制器選擇 - MCU（單片機）

這部分就是我之前分享過很多的單片機部分，具體可以參考專欄

https://blog.csdn.net/super828/category_9282215.html

物聯網設備的控制單元核心就是MCU，也就是常說的單片機，

對于物聯網設備，根據開發環境、想制造的設備以及經驗的不同，選擇不同的控制芯片也就至關重要，

選擇的幾個依據：

當然對于更為復雜的設備，單片機也有對應的升級產品，可以運行linux系統，具備高性能計算能力，完善的I/O 埠，以及配備了網路介面，這使得控制器的能力越來越強，

下邊就介紹幾種常用的單片機，以供參考：

先分享幾篇之前總結的文章

【8位單片機探究】STC89C51與STM8簡要對比

用一個例子說說單片機專案開發流程

如何更快的學習單片機？ //介紹了我用過的幾款

下邊介紹幾款開源創客喜歡用的開發板（集成了單片機，并且開發了完善的硬體電路）

Arduino

Arduino 是一款可以讓沒有從事過電子儀器設計和制作的人也能馬上著手開發的微控制器主板，有著非常高的人氣，它被應用在美術和個人愛好等各種領域，作為一個容易上手的全方位平臺受到了人們的喜愛，

但是Arduino 這個詞指的不單單是微控制器主板， 它還是對Arduino 主板，以及最適合于Arduino 主板的綜合開發環境——ArduinoIDE 的統稱，Arduino 以“開放硬體”的理念為本，從硬體到軟體所有的設計資訊都是公開的，衍生出來的各種各樣的產品也在市面上銷售，

Arduino 主板品種和規格繁多，其中最為標準的主板就是ArduinoUNO，數字輸入輸出端子、模擬輸入端子、USB 埠等單純的I/O 埠都被壓縮在了一塊小小的電路板上，買到手后馬上就能開始
開發設備，

另外，這塊電路板還能擴展，使用者通過安裝一個叫作Shield 的對應器件就能追加功能，只要使用Wi-Fi Shield、以太網Shield、GSM Shield 等，就能輕松搭建出一個用于連接網路的環境，除此之外，市面上還有傳感器和具備多種功能的Shield 產品，

Arduino 最大的特征就在于它開發的簡易性，只要用USB 線連接Arduino 主板和PC，開發環境就搭建完成了，撰寫程式和寫入主板則通過Arduino IDE來完成，開發是用類似于C++ 的Arduino 語言來進行的，開發前，Arduino IDE 已經準備了很多的示例代碼，有軟體開發經驗的使用者只要看一看就能大概明白該怎么使用，即使是新手，也有可能在開箱后10 分鐘以內做好一個能讓LED 閃爍的電路和程式，

雖然Arduino 有這么多讓人嘖嘖稱贊的規格，但它有一個大問題，那就是跟Shield 一起搭配使用的話尺寸也會增大，Arduino 的大小會決定設備的大小，因為將Arduino 用于教育也屬于制造Arduino 的一個目的，所以人們很重視其通用性，雖然其結構固然比采用單片機等時要大，但從商品化觀點來說，當前要單獨使用Arduino 還有些困難，

樹莓派（Raspberry Pi）

Raspberry Pi 是一款搭載有ARM 處理器的單板計算機，由英國Raspberry Pi Foundation（樹莓派基金會）開發，Raspberry Pi的出現無疑給燒得正旺的單板計算機熱潮再添了一把火，它也因此而著名，但其實Raspberry Pi 原本是為編程教學而開發的，

開發者設計Raspberry Pi 的主要目的都是想把它當作計算機來使用，因此，除了USB 埠、聲音影像輸入輸出埠、以太網埠等輸入輸出埠外，使用者還能通過microSD 卡等外部存盤器來連
接Raspberry Pi，從搭載了GPU 這點也能看出來，開發者的初衷是把它連接到顯示幕當作PC 來使用，另外Raspberry Pi 還安裝有Debian 類Raspbian 作業系統，標準支持Python，從Raspberry Pi 2 model B 開始，Raspberry Pi 的CPU 就是四核處理器了，并宣布支持Windows 10，作為一個能實作多種應用程式的平臺，Raspberry Pi 備受矚目，

如果想把Raspberry Pi 當成微控制器主板來用，那么沒有模擬輸入端子可以說是其一大缺點，雖然和傳感器等設備直接連接時需要輸入模擬信號（詳細情況會在后面說明），但Raspberry Pi 只能接受數字輸入方式，為了處理模擬信號，需要通過A/D 轉換電路把模擬信號轉換成數字信號，并連接到輸入埠，雖說市面上也有專用的電路板，不過這樣就會增加多余的成本，

英特爾Edison

在物聯網開發中具備獨樹一幟的存在感的就是英特爾Edison，它搭載了具備雙核雙執行緒的英特爾Atom CPU，以及100 MHz 的微控制器英特爾Quark，這個主板的亮點在于徹底地改善了專為物聯網設備設定的規格，

跟Raspberry Pi 一樣，英特爾Edison 也標準安裝了Linux作業系統（Yocto Linux），除了具備作為PC 最基本的功能以外，它還標準安裝了Wi-Fi 和藍牙4.0，在物聯網設備中有兩點是必備的，即
節省空間的設計和連通性的實作，英特爾Edison 極其袖珍，只有35.5 mm×25.0 mm×3.9 mm，但卻具備了接通電源就能用SSH 遠程登錄的功能，對比以往的微控制器主板，英特爾Edison 的性能可謂驚人，

英特爾Edison 主機帶有GPIO 引腳，但因為太小，所以不容易直接開發，英特爾為開發者準備了Breakout Board Kit 和英特爾Edison Kit for Arduino（Arduino 兼容板）兩種擴展板，將主機插入擴展板之后就可以進行開發，除了I/O 引腳，擴展板上還安裝有SD 卡和micro USB 埠，microSD 埠等，能夠輕易地與外部設備相連接，此外，Arduino 兼容板和Arduino UNO 兩者引腳的配置基本相同，可以直接裝配使用面向Arduino 開發的主板和Shield，

在軟體開發環境方面，英特爾Edison 也準備了多樣且方便的環境，

初學者一開始使用Arduino IDE 入門會比較容易，它是專門為Edison量身定做的，通過USB 線把Edison 連接到PC，就能通過IDE 描述代碼，往主板中寫入資訊，進行除錯，對于用Arduino 從事過開發的人來說，開發環境以及所有實作了Arduino 兼容的環境，都是非常容易上手的，

又因為C 語言和C++ 的交叉編譯程式已經公開了，所以只要用于開發的PC 與Edison 在同一個Wi-Fi 網路里，就能通過SSH 把在開發專用的PC 上編譯好的執行檔案發送給Edison 使用，

除此之外，英特爾Edison 還標準安裝了Python 和Node.js，開發者能夠從眾多選項中選擇符合自己需要的來使用，特別是英特爾XDK IoT Edison，如果想實作一個能用Node.js 來控制硬體的環境，用它是再適合不過了，

在靈活運用Edison 方面有一點很重要，那就是Edison 的用途不限于原型設計，雖然在開發初期是使用擴展板來進行原型設計的，不過當產品規格在一定程度上確定了，也有望會量產時，通過制作
產品的連接板也可以直接在產品上安裝Edison 主機，從避免發生大規模的規格變更（如在從原型設計到商品化的期間變更處理器）的角度而言，這點非常重要，

微控制器主板間的比較

像Arduino、英特爾Edison 這些都是適用于原型設計，而且在通用性和擴展性的平衡方面表現優秀的產品，而Raspberry Pi 的目標是被當作PC 使用，所以沒有能直接指向設備的模擬I/O 引腳，

但是對于定制最小系統而言，單片機仍然是最佳的選擇，可以定制并增加性能，