物联网中的云计算

传统嵌入式设计中一些最大的挑战是计算和存储。微控制器就其本质而言，存储和吞吐量有限。通过使嵌入式代码高效且切中要害，这些挑战得到了缓解。但是，即使使用最有效的代码，微控制器仍然无法完成许多应用。

通过云计算，这些吞吐量和存储限制在一定程度上得到了缓解。通过云计算，微控制器可以通过外包工作来执行非常资源密集型的计算。

什么是云？

每当您听到“云”一词时，很容易立即想到存储。存储文件、备份、设置等的地方。虽然存储是云的重要组成部分，但有人可能会说云计算，尤其是对于物联网设备，是一个更大的问题。

云计算是将工作从相关设备中卸载出来的概念。这使得相对便宜和小型微控制器可以执行需要大量计算能力的任务。

云计算示例：自动商店门

想象一下以下应用：商店的门，只要有人在它面前，它就会自动打开。它不应该为鸽子等其他移动物体打开，这使得传统的运动传感解决方案不可行。

为了解决这个问题，可以使用计算机视觉。拍照，如果检测到有人，请打开门。计算机视觉算法通常需要大量的处理。只有微控制器的系统将没有足够的吞吐量来执行计算以识别图片中的人。这就是云计算的用武之地。将图片发送到云端，让它执行计算并将结果发送回微控制器。如果云说，“是的，那里有一个人”，打开门。

这样做的一些主要优点是成本和简单性。无需在现场使用带有复杂软件的昂贵计算机，简单且廉价的微控制器可以通过将工作外包到云来完成。另外两个好处包括可扩展性和效率。如果您的商店里有几扇门，则只能复制微控制器和相机。通过让所有设备连接到云解决方案来重用云解决方案。

它使用 AVR-IoT WG 板、步进电机和步进 2 点击板™来驱动电机。天气数据是从外部天气预报提供程序获取的。此数据被解析并转换为时钟指针位置。这就是云计算的用武之地。微控制器上的代码控制电机并侦听来自云的简单消息，该消息告诉它在时钟面上指向的位置。计算量更大的任务完全由云处理。微控制器忘记了它显示天气的事实。

云配置

天气时钟使用AVR-IoT WG板，该板开箱即用地连接到Google Cloud Platform（GCP）。该板通过使用 IoT 核心版模块添加到 GCP 项目中。只需打开模块，添加设备并输入其ID和公钥即可。由于主板已预先配置 GCP，因此会自动创建安全连接。

如上所述，天气时钟需要预报天气数据来处理并发送到时钟。数据的获取和处理是通过云功能模块完成的。您可以通过创建云函数并在其中输入来添加代码。这可以计划为以给定的时间间隔运行，也可以在事件发生时运行。

由于 GCP 是模块化的，因此您只需添加适合您项目的模块。例如，自动门的例子可能会使用视觉模块，该模块提供了一个预先训练的神经网络来识别图像中的对象。

天气时钟简介

为了讨论如何在您的物联网项目中集成云解决方案，我们将看看Microchip天气时钟，这是一个旨在展示简单物联网云项目的演示。天气时钟在刻度上具有天气符号和温度，而不是时间。根据预定义的位置，时钟指针旋转并指向当前天气。

结论和进一步阅读

通过将云用作计算资源而不仅仅是存储资源，您将为廉价、简单和优雅的嵌入式解决方案打开大门。易于使用的开发板，如AVR和PIC-IoT工作组板，可以通过外包工作来完成非常繁重的资源任务。

审核编辑：郭婷