2023 年你必须了解的顶级物联网开发与原型开发板

插图：© IoT For All --> 在物联网硬件领域，正发生着令人振奋的发展，尤其是在通过快速原型制作流程和早期技术栈集成实现敏捷硬件开发方面。在物联网硬件开发中采用敏捷方法可以简化工作流程，相比传统的瀑布式方法更加灵活。然而，利用敏捷方法进行物联网硬件开发的第一步是选择合适的开发板。让我们来探索一下构建强大物联网产品所需的最佳微控制器、微处理器和物联网开发板。 **开发套件定义** 在我们的最佳物联网开发板列表中，你将频繁看到“开发套件”（dev kit）这个词。简而言之，开发套件是一种小型、可修改的计算机，用于实验和测试。更具体地说，开发套件通常是带有已认证射频通信功能和易于访问输入/输出（I/O）引脚的单板计算机（SBC），以便与自定义电路和固件开发进行接口。 **微控制器（MCU）与微处理器（MPU）** 你选择的处理器——MCU 或 MPU——将影响你的物料清单成本。运行嵌入式 C 或实时操作系统（RTOS）的低功耗 MCU 成本低于可以运行嵌入式 Linux 的更强大 MPU。 然而，虽然成本是选择 MCU 与 MPU 的一个维度，但更重要的是其功能。这取决于软件/固件的复杂性。如果你只需要读取一些传感器并传输数据，MCU 通常是最佳选择，因为它的成本低且功耗低。如果你需要执行更复杂的操作，例如机器学习或边缘计算应用，那么你需要一个更强大的 MPU，这也意味着更高的成本和更高的功耗。 **MPU + Linux** Nerves 是一个在 Elixir 中开发的物联网专用平台，是我们推荐的 MPU Linux 解决方案。它允许在几周内快速建立一个基准目标系统，并在我们的项目中帮助在六个月以内开发出最小可行产品（MVP）。 **MCU + 嵌入式 C/RTOS** 对于 MCU，Zephyr RTOS 是一个嵌入式 C 框架，它提供对 350 多块开发板的内置支持，易于扩展，并不受特定云服务的限制。此外，重新编译用于不同处理器的固件也相对容易，这使其非常适合底层低成本微控制器。 **选择物联网开发板** 在开始寻找物联网开发板时，有几个关键组件需要关注。首先是开发板的连接选项。毫无疑问，智能设备在很大程度上由其连接能力定义。你还应确保开发板支持外设和所需的功能。这包括 USB 或 HDMI 等常见端口，用于串行协议的总线（如 I2C 和 SPI），或用于 PWM 设备（如可调光传感器）的引脚。 **2024 年最佳物联网开发板** 以下是 2024 年最佳物联网开发板的完整列表。 **1. i.MX 8M Plus i.MX 8M Plus 开发板** 这款开发板基于 NXP 的 i.MX 8M Plus 处理器，具有强大的性能和丰富的功能，适合多种物联网应用。它支持多种操作系统，并提供了多种接口和连接选项。 **2. Raspberry Pi 4 Model B** 尽管流行的 Raspberry Pi（RPi）提供的原理图和设计文件有限，但这款单板计算机的低价、通用外形和易修改性使其在我们的列表中占据一席之地。让 RPi 在现场运行——同时在另一个开发板上开发产品——可以生成大量有见地的项目数据。Raspberry Pi 提供了多种选择，包括 RPi 4（2GB、4GB 或 8GB 内存）、计算模块 3+（易于设计成系统模块）以及 RPi 0 2 W（价格较低，适合轻量级应用）。 **3. BeagleBone Black** Black 有几个对物联网开发有吸引力的特性。除了其开源状态外，我们喜欢使用 Black 和 Black Wireless，因为它们表现良好。关于 BeagleBone Green 所说的一切在这里同样适用——只是没有在同一块板上同时提供以太网和 Wi-Fi/蓝牙。 **4. BeagleBone Expansion Headers Grove connectors** BeagleBone 扩展头支持 Grove 连接器，方便连接各种传感器和模块。 **5. ESP32-S3-DevKitC-1** 另一个低成本的开发目标基于 Espressif 的 ESP32-S3-WROOM 模块。它们的价格往往难以竞争，且模块支持 Wi-Fi 和 BLE。随着时间推移，文档已有所改善，ESP32 在 Zephyr RTOS 中的支持也相当丰富。它配备内置天线或 u.FL 连接器用于外部天线。 **6. Feather nRF52840 Express** 该开发套件结合了 Adafruit 的 Featherwing 尺寸和 Nordic Semiconductors 的 nRF52840 的多功能性。nRF52840-DK 稍显笨重，但 Featherwing 形状更小，提供了大量“Feathers”作为直接插件进行测试。这提供了开源硬件和固件参考，有助于启动你的项目。如果你想快速制作一个类似功能的原型，你可以 3D 打印外壳并将 Featherwing 焊接到传感器开发板上。 **7. EVB 2.0 Module Evaluation & IoT Device Development Kit** 在某些情况下，你可能并不总是对某个特定的 MCU 或 MPU 开发板感兴趣。相反，你需要评估一个新的 Wi-Fi 或蜂窝模块。Telit 的 EVB 2.0 可以做到这一点，它提供了一个原型平台，便于与多个目标无线电连接。例如，ME910 NB-IoT/Cat-M1 蜂窝模块（带 GNSS 支持）可以直接连接到 BeagleBone 主机端口。几个小时内，你就可以运行蜂窝连接。在许多情况下，MCU/MPU 开发板可能没有内置 Wi-Fi/BLE，你可能想评估 WE866C6 双频 Wi-Fi 模块。一个选项是使用 EVB2.0 来托管 WE866C6-P Wi-Fi EVK，该 EVK 采用 SD 卡外形，支持 SDIO 接口，然后通过 USB 和跳线连接。不仅当前模块被支持，而且 Telit 希望构建未来的开发套件，可以与 EVB 2.0 进行接口。拥有一个熟悉的平台用于原型设计，可以在加快你的下一个设计方面带来巨大的差异。 **你的敏捷物联网项目** 正确的物联网开发套件是任何敏捷物联网项目的核心。通过为你的项目选择本年度十大物联网开发套件之一，你可以降低成本、缩短上市时间，并加入更多你一直在寻找的功能。 连接性 硬件组件 物联网平台