联网功能将成为下一代嵌入式处理平台重要特征

集成Zigbee等无线功能

“物联网(Internet Of Things, IOT)与智慧地球不是概念炒作，是互联网与嵌入式系统在高级阶段的融合。”北京航空航天大学何立民教授在近日于深圳举行的“MCU技术创新与嵌入式应用大会”中特别指出。

智能传感器网络与控制是物联网发展与获得市场广泛认可的主要推动因素。Microchip的Jason Tollefson对此表示：“我们看到了从工业和智能能源应用中发展起来的物联网。更多机器到机器(M2M)的通信会转为使用互联网，而且消费者需要能够通过智能电话监视和控制的产品。”

智能电网在物联网中的角色至关重要，爱特梅尔公司战略营销经理Pierre Roux认为：“在互联网向嵌入式领域渗透的过程中，移动互联网设备，比如智能手机和更时髦的平板电脑，显然起着举足轻重的作用。不过，如果我们把物联网看作是物体间相互通信的互联网，那么智能电网应该被视为向智能电器、智能家庭和电动汽车转换的主要使能者。”

“事实上，我们甚至可以说，若智能电网没有就绪，上面提到的转向根本没有意义。”Pierre Roux强调道。

无线技术是构建物联网最主要的方式之一，大量传感器或者传感网通过无线的方式来感知外界、采集信息。因此，众多无线技术联盟组织正积极投身物联网阵营。未来的嵌入式平台，该如何对各种无线技术进行强有力的支持，也是各大处理器供应商在进行产品规划时所关注的重点

各大联盟在智能电网的标准与应用领域，竞争尤为激烈。目前，ZigBee、RFID等传统传感器技术已然占得先机；Wi-Fi、Bluetooth等技术也正在积极参与。在家庭无线网络领域的采用方面，当前802.15.4和802.11居于领先地位，其中802.15.4和其即将推出并支持物联网的ZigBee Smart Energy 2.0堆栈稍胜一筹。

据Pierre Roux介绍，目前已批准及开发中的ZigBee应用规范包括：家庭自动化(Home Automation)，提高家庭的安全性、可靠性、可控制性以及便利性；楼宇自动化(Building Automatio)，提高楼宇在出入、安全和HVAC等控制方面的灵活性和智能性；智能能源，包括需求响应，电表净计量；RF4CE，如遥控(消费电子设备的先进遥控)及用于电信、医疗保健和零售应用的其它规范。

MCU厂商的Zigbee实现方案主要分为三类：(1)MCU和RF收发器分离的双芯片方案，ZigBee协议栈在MCU上运行；(2)集成RF和MCU的单芯片方案；(3)ZigBee协处理器和MCU的双芯片方案。

虽然三种方案各有优势，但单芯片方案显然是当前主要厂商的主推方案，也是重要的发展趋势。在主要的Zigbee芯片提供商中，德州仪器(TI)的Zigbee产品线覆盖了以上三种方案；飞思卡尔、Ember、Jennic等则都可以提供单芯片方案。

例如飞思卡尔最新的MC1323x系列，内含一个8位HCS08微控制器以及一个完全符合IEEE 802.15.4的收发器。除了RF监测和监控以外，这套新的系列器件还将允许消费者直接支持和使用传统红外线(IR)功能和器件。

而过去一贯提供MCU+RF双芯片方案的爱特梅尔，近来也开始推出包括兼容IEEE 802.15.4和ZigBee标准的低成本、低功耗、低数据率MCU无线控制器件。其最新推出的AVR无线MCU ATmega128RFA1符合IEEE 802.15.4标准，集成了爱特梅尔基于AVR增强特性RISC架构的CMOS 8位MCU以及2.4GHz ISM频段的高数据速率收发器。该器件的吞吐量达到1MIPS/MHz，无线电收发器的数据数据速率从250kbps到高达2Mbps。

对于互联产品的设计人员来说，当前的主要技术挑战其实是不同网络之间，即传感器网络、智能电网和个域网之间的互操作性难题。随着全球各地纷纷推出不同的标准(比如无线 m-bus、Zigbee、WiMax、WiFi、WiBro等等)，维持这种互操作性的难度也在不断增加。在中国，这类标准还有待定义，智能电表的部署尚依赖于470MHz RF技术。

图1：Microchip集成10/100 MAC的PIC32芯片框图