TOP1 三种智能硬件开发Wi-Fi平台解析

　　QCA4002/4004：加速万物互联

　　随着云计算、物联网技术的快速发展，特别是Wi-Fi的广泛应用，未来的家庭将会更加智能，越来越多的家用电器会通过Wi-Fi接入互联网，成为联网的终端设备。如果家里的空调可以发送当天PM2.5指数和气象信息短信;冰箱可以进行过期食物提醒，并通知最近的超市送货上门;设备出现故障后会自动联系服务商登门维修，那将为人们的生活带来很多便利。

　　智能家居领域巨大的市场前景吸引越来越多的企业投身于此。日前，Atheros创锐讯资深副总裁郑建生在接受记者专访时表示，Atheros新推出的低功耗Wi-Fi平台能较好地适用于智能家居市场。

　　据介绍，低功耗Wi-Fi平台（QCA4002/QCA4004）是Atheros专门为物联网应用推出的第一款的单芯片平台，基于Wi-Fi和蓝牙的近距离通信技术，采用AllJoyn软件架构，实现在不同的产品、应用程序和服务中提供无缝连接和通信。

　　QCA4002 IoE应用开发平台，SP140基板采用SP141 IoE模块。

　　QCA4004 IoE应用开发平台， SP140基板采用SP144 IoE模块。

　　“以前很多企业做应用时，通常会考虑Wi-Fi、电力线通信、蓝牙等底层通信机制，花很多精力去解决调制模式等问题，而对于家庭用户来说，他们所关心的只是应用层面如何操作。”郑建生说，“AllJoyn技术将物理层问题抽象到应用层，提供中间件接口，使得许多厂家开发的应用能够非常容易地在一个公共平台上实现互连互通。比如依托这个平台，海尔冰箱的应用便可以同美的空调的应用对接起来，通过手机、平板电脑等控制器实现与这些不同厂家产品间的相互通信。”郑建生认为，采用AllJoyn软件架构的4000系列平台是一个低成本的嵌入式平台，开发者可以在该平台基础上编写自己的应用，家电整机企业的精力只需集中在应用层面，而不必考虑底层细节，对于消费者来说，操作更为简洁方便。

　　TI德州仪器推出SimpleLink Wi-Fi CC3100 和 CC3200 平台

　　2014 年 6 月 17 日，北京讯 日前，德州仪器 （TI） 宣布推出其面向物联网 （IoT） 应用的新型 SimpleLink Wi-Fi CC3100 和 CC3200 平台。在 TI 针对 IoT 应用的诸多新型、简易、低功耗 SimpleLink 无线连接解决方案中，该 SimpleLink Wi-Fi 系列是率先面市的。此新型片上互联网 （Internet-on-a-chip） 系列使得客户能够轻松地为众多的家用、工业和消费类电子产品增添嵌入式 Wi-Fi 和互联网功能，所凭借的特性包括：业界最低的功耗（适用于电池供电式设备），以及低功耗射频和高级低功耗模式。高度的灵活性，可将任何微控制器 （MCU） 与 CC3100 解决方案配合使用，或者利用 CC3200 的集成型可编程 ARM Cortex®-M4 MCU，从而允许客户添加其特有的代码。可利用快速连接、云支持和片上 Wi-Fi、互联网和稳健的安全协议实现针对 IoT 的简易型开发，无需具备开发连接型产品的先前经验。能够采用某种手机或平板电脑应用程序或者一种具有多种配置选项（包括SmartConfig 技术、针对WPS 和 AP 模式的网络浏览器简单且安全地将其设备连接至 Wi-Fi。

　　CC3100 和 CC3200 采用 QFN 封装并具有全集成型射频 （RF） 及模拟功能电路，因而允许开发人员通过将器件直接布设在 PCB 上来创建一种低成本、紧凑的易用型系统。SimpleLink Wi-Fi 系列通过 TI 的 IoT 云生态系统成员拥有了云连接支持能力。另外，TI 还提供了各种套件和软件工具、一款经认证的 TI 模块（不久即将推出）、参考设计、示例应用、开发文档和 TI E2E 社区支持。

　　凭借其低成本 LaunchPad 评估套件和 BoosterPack 插入式模块的 MCU 生态系统，TI 为开发人员提供了一种设计和评估 Wi-Fi 及互联网应用的简易方法：采用 TI 的 SimpleLink Wi-Fi CC3200 解决方案及首款无线连接 LaunchPad 评估套件启动开发工作。SimpleLink Wi-Fi CC3100 BoosterPack 和高级仿真 BoosterPack 相结合，使得客户能够连接至任何 MCU，包括超低功耗 MSP430™ LaunchPad。

　　Microchip发布第四代JukeBlox Wi-Fi平台，打造流音频娱乐至尊体验

　　Microchip Technology Inc.（美国微芯科技公司）宣布推出旗下第四代JukeBlox®平台，助力各大音频品牌开发高品质、低延时产品，例如单机或多房间无线音箱、AV接收器、小型和微型系统及条形音箱等。为了提升消费者的聆听体验，Microchip新型JukeBlox 4 软件开发工具包（SDK）配备了CY920 Wi-Fi®与蓝牙®网络媒体模块，并包含新一代双频Wi-Fi技术、MultiZone（多区）/多房间功能、AirPlay®与 DLNA®连接、以及整合的音乐服务。此外，新产品成本节约显著，在大幅降低材料费用的同时，有助于打造极具价格竞争力的消费产品。

　　经认证的CY920 Wi-Fi与蓝牙网络媒体模块以Microchip低成本的新型DM920 Wi-Fi网络媒体处理器为基础，集成2.4 GHz 与 5 GHz 802.11a/b/g/n Wi-Fi连接、高速USB 2.0连接及以太网连接。采用5 GHz频段的音箱避免了2.4 GHz频段常见的RF拥塞现象，可大大减少音量下降的情况，并得以在多房间/整体家居音频系统中使用更多数量的音箱。DM 920 Wi-Fi网络媒体处理器还集成了300 MHz的DSP双内核，从而减少或消除对昂贵的独立DSP芯片的需求。同时，易于使用、基于PC的图形用户界面（GUI）也大大简化了音箱调节标准DSP 算法这一预开发套件的使用，它包含一个15频段均衡器、多频段动态范围压缩、均衡器预设以及各种滤波器类型。这样，缺乏DSP代码编写经验的工程师可以在其设计中轻松实现DSP，而经验丰富的DSP工程师也得以充分利用行业标准DSP架构。

　　有了JukeBlox 4，产品开发人员可以构建解决方案让用户可以使用移动设备作为遥控器直接通过流媒体方式享受基于云技术的音乐服务，诸如Spotify® Connect、Qobuz、Rhapsody和Deezer等。这使得移动设备可以在Wi-Fi网络范围内随意移动而不会中断音乐播放，而且它大幅延长了电池使用寿命。JukeBlox技术将继续提供适用于iOS、Android™、Windows® 8和 Mac®的无缝跨平台支持，以及种类齐全的音频编解码器和易于使用的丰富功能来简化网络设置。

　　此外，该SDK拥有整体家居音频（MultiZone多区/多房间）功能，可实现对启用JukeBlox平台的多个家用设备进行音频流的同步传输与控制。新的硬件和软件技术相结合，大大改善了同步性并降低了网络带宽利用率，从而打造出强大的音频流媒体体验。Microchip无线产品部副总裁SumitMitra表示：“JukeBlox平台的出货量迄今已超过800万个模块，是流媒体音频市场的先驱。与现有同类平台相比，更多的知名音频品牌青睐使用JukeBlox进行Wi-Fi音频连接。基于Microchip在无线音频市场无可比拟的领导地位，第四代JukeBlox SDK与CY920网络模块现已投入生产，以满足主要客户的需求。”

　　TOP2 CC2541 SensorTag 参考设计

　　TI 提供的 Bluetooth® 低功耗 SensorTag 旨在将蓝牙应用开发的设计时间从数月缩短到数小时。SensorTag 是第一款主要针对传感器应用的蓝牙低功耗开发套件，也是唯一一款同时面向智能手机应用开发人员的套件。提供可下载的 SensorTag 应用，且无需硬件或软件专业知识，此套件消除了智能手机应用开发人员的障碍，让他们可以利用日益增多的基于蓝牙低耗能技术的智能手机和平板电脑。

　　特性

　　BLE 智能开发套件 个 MEMS 传感器 够直接通过智能手机无线下载固件支持 Android、iOS 成本套件

　　原理图

　　蓝牙BLE参考设计原理图

　　相关器件

　　（1）CC2541：SimpleLink Bluetooth Smart 和专利无线 MCU

　　CC2541 是一款针对 低能耗以及私有 2.4-GHz 应用的功率优化的真正片载系统 （SoC） 解决方案。 它使得使用低总体物料清单成本建立强健网络节点成为可能。 CC2541 将领先 RF 收发器的出色性能和一个业界标准的增强型 8051 MCU、系统内可编程闪存存储器、8-KB RAM 和很多其它功能强大的特性和外设组合在一起。 CC2541 非常适合应用于需要超低能耗的系统。 这由多种不同的运行模式指定。 运行模式间较短的转换时间进一步使低能耗变为可能。

　　CC2541方框图

　　TPS62730：用于超低功耗无线应用的具有旁路模式的降压转换器

　　TPS62730 是一款高频率同步降压直流-直流转换器，此转换器针对超低功耗无线应用进行了优化。 此器件非常适合为 TI 的低功耗无线射频 （RF） 收发器 （低于 1GHz 和 2.4GHz） 和片上系统解决方案供电。 通过高效降压转换，TPS62730 减少了 TX 和 RX 模式期间对电池的流耗。 它提供高达 100mA 的输出电流并允许使用极小且低成本的芯片电感器和电容器。 借助于 1.9V 到 3.9V 的输入电压范围，此器件支持诸如 Li-SOCI2，LiSo2，Li-MnO2 等基本锂离子电池化学成分以及两节碱性电池。

　　TPS62730 应用框图

　　相关套件与技术

　　（1）CC2541 SensorTag 开发套件

　　CC2541 SensorTag 是首款蓝牙智能开发套件，专门用于无线传感器应用，同时也是唯一面向智能手机应用开发人员的开发套件。SensorTag 可用作各种智能手机附件的参考设计和开发平台。

　　TI 使用基于 CC2541 的 SensorTag 简化并加快了蓝牙低耗能应用的开发。SensorTag 将所有的常用传感器集中在一块单板上，可快速进行评估和演示。SensorTag 可与 TI 的 TPS62730（降压转换器）协同工作，包括 TI 的 TMP006 IR MEMS 温度传感器、湿度传感器、压力传感器、加速计、回转仪和磁力计。SensorTag 的多功能性意味着无限的应用可能性，其中包括健康与健身、医疗、教育工具、玩具、远程控制、移动电话附件、邻近和室内定位等领域的应用。CC2541 SensorTag 套件将蓝牙低能耗应用开发的设计时间从数月缩短到数小时，且无需嵌入式软件的设计知识。SensorTag 预编程有开始开发智能手机应用所需的 FW，并且 TI 在应用商店里提供了 SensorTag 应用，方便开发人员获取所需的工具和软件示例。

　　（2）采用 iBeacon™ 技术的 SensorTag

　　描述

　　SimpleLink Bluetooth® Smart SensorTag 消除了智能手机应用开发人员的入门障碍，让他们可以利用日益增多的支持 Bluetooth® Smart 技术的智能手机和平板电脑。iBeacon 技术是成本极低的方法，能够为手机提供“室内 GPS”定位功能：可供许多零售店、博物馆和餐厅向用户显示相关信息。新型 iBeacon SensorTag 应用和参考设计可快速实现用于资产追踪、室内定位、销售点应用的新应用和设备的上市。

　　SensorTag框图

　　基于 SimpleLink Bluetooth Smart CC2541 的 SensorTag 支持 iBeacon 技术不断扩大市场　现有的 SensorTag 可通过无线升级更新为新应用新型定位演示应用与源代码一同发布，可让应用开发人员轻松构建自己支持 iBeacon 的应用Beacon 参考设计的源代码可供从 Apple 获取到 iBeacon 授权的制造商使用。该设计包含基于 CC2541 无线 MCU 的 SensorTag、新款 iBeacon 应用和演示以及包含用户指南、应用和软件下载的 Wiki。

　　TOP3 GD32 Colibri-F150R8开发板评测

　　ARM生态圈的扩张速度用恐怖来形容一点也不为过，而早早就搭上了ARM这条船的意法半导体可谓尝尽了甜头，其STM32系列微控制器产品无论是在学生亦或是工程师群体中都有着“明星”般的效应，用户群体多而广。面对这种巨大的市场空间“诱惑”，2013年，国内专注于Flash的兆易创新也投身到ARM微控制器的浪潮中，结合自身在存储器方面的技术优势，推出了一系列基于Cortex-M3、兼容STM32的微控制器产品，而且在STM32产品的基础上，在性能和功能上都做了小幅度的提升。总体来说，兆易创新的GD32系列产品具有功能丰富、性价比高等特点，对于那些低成本的STM32系列代替方案的厂商的来说是非常合适的。

　　不过，仅仅如此似乎还不够，如今，兆易创新又重新定义了一款适合初学者入门使用的低成本开发板——GD32 Colibri-F150R8，可以帮助初次接触ARM开发板的用户从0开始学习，板卡具有丰富的扩展功能，可以兼容目前主流Arduino UNO扩展接口，实用性很强。我们先一起来了解下板卡。

　　GD32 Colibri-F150R8开发板

　　GD32 Colibri-F150R8为红色PCB板，大小跟一张信用卡差不多，至于样式的话，对ST Nucleo系列板卡熟悉的朋友一定会会心一笑，没办法，除了颜色，两者实在太像了。

　　值得一提的是，此次兆易创新的板卡终于板载了仿真器功能，这是由兆易创新自己的GD32F1系列微控制器构成的GDLINK，我们可以借助它实现下载、调试等功能，告别了必须通过第三方仿真器调试的尴尬。GD32 Colibri-F150R8板载的资源泾渭分明，如下图所示，主要由GDLINK以及基于GD32F150系列的主微控制器构成的最小系统组成。

　　GD32 Colibri-F150R 开发板在功能设计做的尽量的简洁，主要包括 LED、Key、Uart，同时又通过兼容现在非常流行的 Arduino 接口来灵活的支持更多的外设。当然，如果说GD32 Colibri-F150R8开发板最大的优势，莫过于板载的这颗GD32F1X0系列的微控制器产品，它在引脚和代码上都可以兼容STM32F1X系列的产品，这使得工程师可以无阻碍的将代码从STM32F1系列平台移植到GD32的平台上。

　　GD32F150R8T6微控制器

　　GD32 Colibri-F150R8开发板主控制器搭载的是兆易创新的GD32F150R8T6，其实，对于这颗主控我们并不陌生，这和GD32150R- EVAL开发板的微控制器是一样的，其属于GD32F150系列中配置规格最高的一款，采用了LQFP64封装，最大可支持55个GPIO扩展，如下图所示。

　　GD32F150R8T6微控制器特性：

　　基于ARM 最新版本的Cortex-M3处理器，最大支持72MHz主频，集成64KB FLASH、8KB SRAM16位通用定时器*5、32位GPTM*1、16位Adv. TM*1、16位Basic TM*1、系统时钟*1、看门狗*2、RTC*1USART*2、I2C*2、SPI*2、I2S*1、USB2.0 FS*1、HDMI CEC*1、EXTI*16最大扩展55GPIO口、18路电容感应触摸通道（TSI）、两个模拟电压比较器、1个16通道的12位 SAR ADC、1个12位DAC

　　TOP4 好用的开发板不只有Arduino

　　作为一枚小白，看到高大上的硬件产品总想自己也弄个装装逼；作为一枚创客，看到别人演示的神奇技术总想自己验证一番；作为一枚硬件创业者，脑袋里的奇思妙想总想动手试试看可否成为创业方向。大家都有动手制作的欲望，奈何硬件产品是一门非常复杂的技艺。你翻三山学会了3D打印，跨五海习得了CNC，但C/C++编程、系统/固件构建、 PCBA设计却不是几天能学会的事。Arduino开发还是挺难的，有木有什么东西，让小白能轻松做些小玩意，让大牛能节约环境搭建等时间呢？不止你一个人想到，小编接下来介绍的几款开发板，将达到类似效果。它们同时还拥有另外的专业名字——快速原型构建工具/芯片开发套件。

　　博通 WICED Sense

　　WICED Sense是博通针对物联网领域的首款开发套件，主打蓝牙连接和附带传感器。WICED Sense Kit的开发板支持蓝牙 BLE（BCM20737），带有温度计、加速器、陀螺仪、指南针、湿度传感器、压力传感器以及扬声器等。它支持苹果iBeacon技术、OTA更新，通过了FCC、CE等多国产品认证，并拥有Android、iOS App各一个。目前它售价20美刀。WICED Sense特别适合做利用蓝牙技术的可穿戴、传感器设备，比如防丢贴片。

　　TI Sensor Tag

　　TI的Sensor Tag比博通家发布的早，同样主打蓝牙连接和附带传感器。Sensor Tag支持蓝牙 BLE（CC2541），传感器支持温度、湿度、压力、加速度、磁力、陀螺仪等。它有Android、iOS App，目前售价约25美元。因为同属蓝牙，它适用范围与WICED Sense一致。

　　Marvell Kinoma Create

　　Kinoma Create有些与众不同，它最早被发布在众筹网站Indiegogo，并获得五倍超募（5万美刀）的成绩，做这个项目的Marvell工程师真是趣人。Kinoma Create主打全功能和简便开发环境。Kinoma Create的全功能体现在：800MHz CPU、Wi-Fi/蓝牙、麦克风/扬声器、LCD屏幕、电池以及各类传感器等等。这等同于一台低端手机的配置，带给Kinoma的是非常丰富的用途。作为小白，通过它的App可以让你的手机支持DLNA投影；作为开发者，Kinoma的JavaScript开发环境比起博通、TI的Linux环境要简单的多。在Indiegogo上它单独一套的售价为30美元。Kinoma Create可以适应需要强悍性能的场景，如果它的Wi-Fi芯片支持AP，你甚至可以用它充当临时路由器。

　　机智云 GoKit

　　机智云是一家国内智能硬件云服务提供商，GoKit是基于其服务的快速Demo搭建平台。

　　相比前边几款带壳，GoKit是真正的（裸露）开发板。它支持Wi-Fi（高通、庆科可选），传感相关有全彩LED、温湿度、红外光电等。GoKit对小白来说是一大利器，它的后台有一套图形化设定界面，不懂编程也能diy成功。GoKit需USB供电，目前处于公测期。GoKit适应于Wi-Fi技术的智能家居、物联网产品预演。

　　乐联 LEWEI E-KIT

　　乐联物联也是一家在国内的物联网云公司，它的乐联物联平台上运行着不少E-KIT板子。E-KIT也没有外壳，它是一块Arduino核心板，带以太网口、温湿度传感器、红外发射管。它需要USB供电，目前淘宝卖199元。乐联和国内另外一家物联平台公司Yeelink类似，都是以云服务+开发板模式。乐联平台上有不少现成的Demo，如果你想试一下，这将变得非常简单。有了idea，以上几款设备将能满足你动手的欲望，却又不至于陷入复杂多变的硬件构建中。当然，如果通过它们你进阶了，还可以尝试着将原型变为真正产品，这时的你俨然就是新一代创业家了。

　　TOP5 Atmel Xplained智能硬件原型

　　Atmel® Xplained 是一个快速原型设计和评估平台，适用于 Atmel AVR® 和 Atmel | 基于 SMART ARM® 的微控制器 （MCU）。其包含的低成本、易使用的评估工具包，是展示 Atmel MCU 及 MPU 特性和功能的理想之选，可通过多种扩展板进行定制。凭借 Atmel Software Framework （ASF） 中的大量示例项目和代码驱动程序， 以及 来自 Atmel Studio 和第三方 IDE（集成的开发环境）的支持，开发过程变得尤为简单。您可以在三种类型的 Atmel Xplained 工具包之间自由选择：

　　Xplained Pro – 支持 Atmel Studio 自动识别的专业评估板，带有板上调试器和标准化扩展连接器。Xplained Mini – 用于评估低管脚数部件的超低价平台。它支持板上调试器、对所有器件管脚的访问和 Atmel Studio 自动识别。Xplained Ultra – 一种评估平台，可访问高速数据和外部存储器接口，适用于 Atmel | SMART 微处理器或高端微控制器。 Xplained – 是一个快速原型设计和评估平台，适用于 Atmel 8 位和 32 位的基于 AVR 和 ARM 的微控制器。

　　plained Pro 工具包

　　Atmel® Xplained Pro 板会提供您所需的一切功能，使您在数分钟内便可开始设计基于微控制器的新应用。易于连接 — 通过嵌入式调试器，Xplained Pro 板使用 USB 电缆连接到计算机，以便进行编程和开发。易于开发 — Atmel Studio 6 集成开发平台 （IDP） 可以自动识别该板，因此您可以直接访问示例项目和文档。Atmel Software Framework （ASF）、Atmel Gallery 展示和 Atmel Spaces 协作式项目环境使得 Studio 6 可以统一地开发、共享和调试您的代码。易于扩展 — 通过称为 XPRO 翼的硬件扩展板，可以轻松访问所有 MCU 功能。Atmel Software Framework 提供了一套庞大的软件驱动程序和元件。

　　Xplained Pro 工具包可用作：

　　评估工具包 — 低成本工具包（从 39 美元起），用于评估 MCU 以及借助 Atmel Studio IDP 中的示例项目进行开发。初学者工具包 — 低成本的评估工具包与扩展板捆绑包（从 99 美元起），用于借助 Atmel Studio 和 Atmel Software Framework 加快应用原型设计与开发。扩展工具包 — 称为 XPRO 翼的插件板具有附加功能，可通过标准化连接器连接到 Xplained Pro 工具包。让 Xplained Pro 工具包发挥其最大潜能， Atmel Studio 6.1 或更高版本是必需的。

　　第三方插件板

　　Xplained Mini

　　Atmel Xplained Mini 评估工具包是用于评估 Atmel AVR 微控制器的硬件平台。评估工具包具有调试器芯片，可提供与 Atmel Studio 6.2 或更高版本的无缝集成。它还提供对微控制器内部功能的访问，支持对定制设计设备的简单集成。Xplained Mini 是一系列超低成本的评估和快速原型设计板，适用于低管脚数的 AVR 和 Atmel | 基于 SMART ARM 的 MCU。这些板支持板上调试连接，具有可访问所有 MCU 信号的大型原型开发区，以及容纳可选 Arduino 报头（支持扩展性）的空间。可以通过 Atmel Spaces 访问 Xplained Mini 板的 示例项目。

　　SAM D10 Xplained Mini

　　易于连接 — 通过嵌入式调试器芯片，Xplained Mini 板使用 USB 电缆连接到计算机，以便进行编程和开发。易于开发 — Atmel Studio 6 集成开发平台 （IDP） 可以自动识别该板，因此您可以直接访问示例项目和文档。评估工具包 — 低成本工具包（从 8.88 美元起），用于评估 MCU 以及借助 Atmel Studio IDP 中的示例项目进行开发。

　　Xplained Ultra

　　Atmel Xplained Ultra 板会提供您所需的一切功能，使您可使用 Atmel | SMART 微处理器或高端微控制器开始设计新应用。这些板旨在让您可以直接使用在这些部件上提供的高速数据和外部存储器接口，并且可使用标准 Xplained PRO 翼板和/或标准 Arduino DUE 类型连接器进行扩展。

　　Xplained 工具包

　　有各种各样的插件板可供选择，包括惯性、压力和温度传感器、ZigBee® 射频和加密验证。由于管脚数和存储器容量等特性的差异，部分插件板可能无法与所有 Xplained 工具包配合使用。