物联网硬件是每个连接项目的核心。随着物联网的发展,这些主板的技术力只会越来越强大。然而,由于该领域内的开发板和模块数量非常庞大,所以为自己的项目选择合适的物联网硬件是一件非常困难的事情。

本文会简要地概述市场上主流的提供商和开发板,还会通过测试每种开发板附带的开发环境来解释每种开发套件的区别。

简要概述:物联网硬件的提供商与套件

  1. ParticleParticle提供了一系列开发套件,旨在通过Wi-Fi、蜂窝网络或网格网络连接到互联网。Particle是连接项目的最佳平台,适用于从原型到生产的一切环境。
  2. Adafruit:Adafruit为学习DIY电子黑客技术提供了最好的在线网站。Adafruit Feather是一系列开发板,专门面向动态原型设计。Adafruit Feather系列拥有大量配件,可以加速开发。
  3. SparkFun:SparkFun是一家大型零售店,销售各种产品,包括开发套件、印刷电路板以及传感器。他们提供2,000余种开源组件和小部件,还提供独家的培训和在线教程,帮助你学习构建嵌入式电子产品。
  4. Espressif:Espressif开发Wi-Fi和蓝牙低功耗的物联网硬件解决方案。Espressif最有名的产品是ESP8266和ESP32系列芯片、模块和开发板。事实上,整个行业的许多开发板使用的都是Espressif芯片。
  5. Arduino:Arduino在电子开发领域拥有响当当的名号。该公司提供一系列开源开发套件、微控制器,以及构建连接产品的软件工具。
  6. Raspberry Pi:Raspberry Pi是一款单板计算机,上面运行的是Linux,主要用于小型计算应用程序的原型设计。Raspberry Pi的产品适合所有年龄段的人,是学习电子开发的捷径。

Particle物联网硬件和平台

Particle提供各种物联网硬件套件,旨在通过Wi-Fi、蜂窝网络(2G / 3G / LTE)或网格网络连接到互联网。 Particle是目前市场上唯一通过自家的开发套件提供网格连接的物联网平台。Particle还为扩展企业级物联网项目提供工业连接模块。

Particle物联网硬件还提供一套开发工具,你可以利用这些工具无线管理远程设备上的代码,并快速创建云端物联网应用程序。Particle与其他物联网硬件提供商与众不同的真正原因在于,他们提供了构建物联网产品时,从原型设计到生产环境所需的一切。大多数物联网硬件仅适用于原型设计,然而,你可以利用Particle设计的平台和物联网硬件套件扩展一系列连接产品。

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Particle Mesh — Argon, Boron, Xenon。图片来源:Particle

Particle Mesh——Particle Mesh是一种无线网格网络,设计的初衷是通过低成本、安全且可靠的本地网络,将现有的Wi-Fi与蜂窝部署连接在一起。Particle Mesh采用了Adafruit Feather的外形(请参照下面的内容)和OpenThread(一种Nest为其连接产品创建的Thread的开源实现)。Particle Mesh由三种不同类型的开发板组成:Argon、Boron和Xenon。

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E系列评估套件。图片来源:Particle

E系列评估套件2G / 3G或LTE:E系列评估套件是专门为扩展物联网项目而设计的。E系列的设计目的为了现场的长期部署,它拥有嵌入式SIM卡,可抵抗振动、腐蚀和机械故障。

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Adafruit物联网硬件:Feather规格

Adafruit是一家开源硬件公司,他们为学习DIY电子黑客技术提供了最好的在线网站。如果你是电子开发的新手,想知道从何入手,那么Adafruit博客和论坛是个好去处。

虽然Adafruit销售其他供应商开发的物联网硬件,但他们也提供符合自家Feather规格的物联网硬件产品线。Adafruit Feather(羽毛)是一系列灵活又轻便的开发板。与Arduino不同,Adafruit Feather是专门为可穿戴设备或手持设备的动态原型制作而设计的。

Adafruit Feather还希望为开发人员提供便于共享的硬件。Feather(羽毛)配件叫做羽毛翅膀,它们的外形都一样,可以在不同的羽毛上工作。

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Adafruit Feather产品线。图片来源:Adafruit

我无法在这里列出并解释所有的Feather开发板(需要耗费大量的时间)。你只需要记住:它们都带有不同的MCU和SoC,而且都可以使用相同的附件。下面这个简短的列表可以帮助你了解这些电路板不同的功能和优点:

  • Adafruit Feather Huzzah32:这款Feather开发板包含了快速构建连接项目原型所需的一切:USB转串口转换器、自动引导加载器复位、锂离子/聚合物充电器以及双核ESP32芯片,这意味着它同时支持WiFi和蓝牙Classic / LE。
  • Adafruit Feather 32u4 Bluefruit LE:如果你正在寻找低功耗蓝牙的开发套件,那么这款Feather开发板就是专门为你而设计的。
  • Adafruit Feather 32u4 Basic Proto:你很关心电池?那么这款Feather开发板就是专门围绕电源而设计的。

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SparkFun电子

SparkFun是一家大型零售店,销售各种产品,包括开发套件、印刷电路板以及传感器。他们的座右铭是“动手开干”,而且他们是认真的,因为他们的网站上有成千上万的电子元件。

在早期,SparkFun生产了大量的印刷电路板和套件,希望借此让自己与众不同,而且这些印刷电路板和套件都可以与Arduino设备配对。这些印刷电路板极大地提高了原型制作的速度,减少了电子开发中常见的大量设计工作。

如今,SparkFun与Adafruit一样,制造了自己的物联网开发板。他们提供2,000余种开源组件和小部件,还提供独家的培训和在线教程,帮助你学习构建嵌入式电子产品。

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Qwicc连接系统。图片来源:SparkFun

  • Qwicc连接系统:Qwicc连接系统是一个组件生态系统,目的是为了加快原型设计。Qwicc连接系统就像Seed Grove系统一样,这个系统能够减少线路混乱并加快原型设计。Qwicc有一个非常突出的特点,它使用的连接器比Grove的还要小,因此非常适合那些由于外壳尺寸限制而空间非常有限的项目。Qwiic提供了一个传感器生态系统,以及其他有趣且很容易拼接在一起的集成电路。我们可以利用该系统快速设计原型。

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SparkFun ESP8266 Thing。图片来源:Sparkfun

  • SparkFun ESP8266 Thing开发板:这个物联网开发板配备了ESP8266,这是一款低成本的Wi-Fi微控制器,可用于闪烁的LED灯,或自动执行任何你能想象到的项目。

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SparkFun Inventor套件。图片来源:SparkFun

  • SparkFun Inventor套件:SparkFun Inventor套件备受好评,我强烈向Arduino入门套件新手推荐。

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Espressif 物联网硬件

Espressif系统是一家无厂半导体公司,开发Wi-Fi和蓝牙低功耗物联网硬件的解决方案。Espressif最有名的产品是ESP8266和ESP32系列芯片、模块和开发板。事实上,整个行业的许多开发板使用的都是Espressif芯片(例如Sparkfun的开发套件)。

Espressif开发板是专门为简单的原型设计和接口而设计的,也可用作简单的概念验证或企业解决方案。Espressif还提供了许多软件解决方案,可以帮助你管理管理家中的设备,并将无线连接集成到产品中。他们提供的物联网开发板包括:

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图片来源:Espressif

  • 2.4 GHz Wi-Fi & BT / BLE开发板:这些开发板提供PC连接、5V / GND排针引脚或3V3 / GND排针引脚,以及ESP-IDF源代码和示例应用程序。这些主板支持图像传输、语音识别以及其他各种功能,例如板载LCD、JTAG、摄像头、RGB LED等。

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图片来源:Espressif

  • 2.4 GHz Wi-Fi开发板:集成了常用外部设备的标准开发板。

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Arduino物联网硬件

Arduino在电子开发领域拥有响当当的名号。该公司提供一系列开源开发套件、微控制器,以及构建连接产品的软件工具。

与其他供应商相比,Arduino的主要优势在于,其在电子开发领域的发展良好。他们还拥有软件工具、第三方库支持、各种传感器以及解答问题的资源和社区。

与本文提到的其他提供商一样,Arduino的主板主要用于原型设计。但是,Adafruit配备了更多的可堆叠shield,因此用户可以添加MKR板尚不支持的许多其他功能。他们提供的硬件板和模块包括:

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Arduino MKR。图片来源:Arduino

  • Arduino MKR系列:MKR主板是Arduino最新最优秀的产品。这些无线连接板的硬件尺寸和低功耗决定了它们是专为物联网开发而设计的。MKR系列的外形和集成连接使其从Arduino的众多主板中脱颖而出。有些MKR板提供Wi-Fi和蓝牙连接,还有一些则支持窄带物联网、Lo-Ra连接、甚至SigFox网络。

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ArduinoYÚN。图片来源:Arduino

  • ArduinoYÚN:虽然Arduino提供了许多不同类型的主板和模块,但ArduinoYÚN是专为物联网项目而设计的,其提供支持Wi-Fi的连接。该主板还可以与Linux通信——这是优势还是劣势?可能取决于你个人的偏好。

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Arduino Ethernet。图片来源:Arduino

  • Arduino Ethernet:正如其名称所示,这个Arduino板可以通过以太网连接到互联网。“Ethernet与其他主板不同之处在于,它没有板载USB转串口驱动芯片,但它有一个Wiznet以太网接口。这与以太网shield的接口相同。”

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Raspberry PI的产品

即便你不熟悉物联网硬件,你也有可能熟悉Raspberry Pi。与Arduino一样,Raspberry Pi在电子开发领域之外的知名度也很高。

Raspberry Pi的产品与常见的物联网硬件开发套件和电路板略有不同。Raspberry Pi是一款单板计算机,上面运行的是Linux,主要用于小型计算应用程序的原型设计。

Raspberry Pi的产品适合所有年龄段的人,是学习电子开发的捷径。如果你想尝试开发连接产品,那么,Raspberry Pi也是开发概念验证的好方法:

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Raspberry Pi 3型号B+。 图片来源:Raspberry Pi

  • Raspberry Pi 3型号B+:Raspberry Pi 3型号B+是3系列中的最新产品,拥有1.4GHz 64位四核处理器、双频无线局域网、蓝牙4.2 / BLE,以及更快的以太网,还支持以太网供电(使用单独的PoE HAT)。
  • Raspberry Pi 1型号B+:型号B+是原始Raspberry Pi的最后一个版本,带有更多USB端口、更多GPIO引脚、Micro SD、更好的音频和更整洁的外形。
  • 计算模型3:计算模型3是专为工业应用设计的Raspberry Pi。如果你打算构建企业应用程序,那么请考虑使用这些产品。