導讀：作為智能製造集大成者的工業物聯網目前已經越來越被更多學者、專家、技術人員所認可，同時其並不是單一的技術手段，而是對管理思想、技術手段、人類活動組織形式的一項顛覆性的變更運動。為了實現萬物互聯的願景，物聯網逐漸構成了“運-管-邊-端”的體系架構，針對“端”，即我們所謂的萬物的認識將是至關重要的。本篇文章將就端的硬件平臺進行開篇介紹
這是老鬼非鬼寫的第108篇文章
Thing的發展
如果我們從1950年代電子信息革命起步的巨型機時代，到目前的智能製造時代中對物的智能化的追求中，我們可以觀察到一個現象“10年規律”：幾乎每10年智能產品的體積就會縮小100倍，體積越來越小了，能耗越來越低了，價格也越來越低。
尤其是進入智能製造時代，進入第四次的工業革命，我們發現我們對於物件的智能化更加迫切，智能門鎖，智能手環，智能音箱等等。
同時萬物互聯時代，互聯的東西就是各種Things，除了前面提及的我們在生活中看得見，聽得多的智能化“物”以外，在工業中常見的像傳感器，PLC、HMI、PC、電機、氣缸、伺服控制器、網關等等，都是這個其中一員。
今天老鬼將從智能製造最底層的“物”，來和大家一起看看智能製造時代中，物聯網中“物”的硬件介紹，後續會陸續介紹關於“物”的通信協議、操作系統等等
多彩多色的“物”
通常在智能製造中的“萬物”其實包含的東西其實蠻多的，除了上述我們提及常見的“物”以外，還包括一些理論學者提出的，比如人、草、花、石頭等等。在這裡我們將關注並討論我們日常中看的見的物，比如電子手錶、PLC、網關設備、共享單車、溫度傳感器等等。
一般常見中，我們可以將物根據其“智能”能力，主要分為4類，PC、類PC的嵌入式設備、智能物件、物件 ，其中PC由於其本身目前在互聯網時代就能夠實現萬物互聯，所以我們下文中將不再對其進行過多的闡述。
我們通過下圖來看看物聯網中的“物”：
使用的核心處理器的能力
由於各種物在使用得需求和應對的環境中的不同，其核心計算處理能力往往是差別很大的，比如像類PC的嵌入式設備典型使用的Intel Core處理器的處理能力就明顯比像PLC中使用得ARM芯片要好很多。
操作系統的不同
我們知道計算機系統其充當的就是對各種計算資源、儲存資源、網絡資源以及各種外設資源管理工作，在其上打在滿足我們業務需求的軟件產品，應用產品。這種方式能夠底層硬件和上層軟件實現解耦。
可是由於各種物使用環境、處理器能力、內存資源、成本、能耗等等的不同，其上的操作系統也需要具備不同的特性以滿足實際的中需求和限制。比如我們能夠經常看見西門子的HMI上搭載了WINDOWS的Embedded嵌入式操作系統，以及騰旭、阿里巴巴、華為針對像智能燈泡、智能開關發佈的輕量級操作系統TencentTiny OS、AliOS Thing、LiteOS等等。
運行環境的不同
正如表格中大家看見的一樣，各種物中有WIN32、Linux、Python、C APIs等等，正對於物聯網中要實現萬物互聯的要求，有增加一層多樣性
所以物聯網時代中的萬物互聯和互聯網中的互聯，針對這些終端物其實差別是非常大的。設備能力不同，開發環境的不同，廠家遵循的標準不同等等。這些不同，也正是萬物的多彩多色。
認識“端”的硬件
在很多從事電子開發、嵌入式開發的工程師、從業人員都是很瞭解這些終端很多時候都會使用到開發板，目前在物聯網領域中比較常見的開發板，像集成度比較高，功耗較低的開發板ESP32、TelosB，適合快速開發的Arduino平臺，以及比較熱門的適合數據處理、複雜運算的樹莓派平臺。
它們也體現出了不同的特性，尤其是在物聯網中對於物的一些需求上，在能耗水平、價格、體積、計算能力、內存、物理接口上體現不同的一面
能耗水平
我們都知道在物聯網時代，世間萬物都需要將數據發送到雲服務、邊緣雲中進行處理，充分的利用大數據、人工智能、各種算法等進行分析、處理。
設備的良好工作以及通信交互的實現都需要電源的支持。這個時候，電源能夠支撐設備持續工作多久將直接影響到客戶的體驗以及數據收集的完備性。
這個時候低能耗，長時間的生命工作週期顯得就非常重要了。像Arduino、TelosB這些開發板都支持設備的低電壓、低電流工作，同時採用休眠機制來降低能耗的水平。
價格與體積
在目前我們能夠知道對於很多智能產品，比如常見的智能家居中的智能開關、智能門鎖、智能燈泡等目前其實已經被很多消費者所接受，但是目前很多家庭還沒有選擇使用，一個原因和其價格有很大關係。那麼，如果這些智能終端的價格，就直接影響到了物的智能化，物聯網的發展。
同時，體積的大小，將影響到很多便攜式產品的開發和使用，比如VR眼鏡，智能運動鞋等等。如果體積越是小巧，將實現更高的部署以及更好的感知效果
運算速度和內存大小
我們從前面的內容能夠製造，一個物的智能化程度越高，它對計算資源、計算的速度的要求也就越高。而芯片MCU的時鐘主頻以及內存大小（包括易失性的存儲和非易失性的存儲），從下表中我們可以看見不同的硬件開發板其MCU的主頻大小，以及內存情況就直接影響了該硬件的能力
物理接口
我們都知道雖然各種硬件開發板雖然具備了基本的功能，但是為了能夠增加對外界的感知以及互動，需要連接各種不同的部件的，比如溫度傳感器，重力傳感器等等。
這個時候，各種開發板對外的物理接口的數量和類型將直接影響到整個設備的作用和能力，進而影響物的智能化水平
安全性
我們知道在萬物互聯時代，一旦物聯網中的任何節點或者傳輸路徑被人惡意侵犯，那麼對大眾的數據、隱私以及設備的正常使用將是巨大的威脅。因而，安全性將是非常重要的考慮環節。
物的安全性其實可以多方面了把控和思考，其中針對硬件部分在安全上，一般會在硬件的設計上就考慮安全。比如常見的哈佛結構和馮諾依曼結構，就是在數據和程序上進行不同的處理方式，還有比如熔絲位、看門狗的設計等等都是從硬件層面上進行考慮。
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