單片機和無線連接構成AIoT系統的核心

過去幾年的物聯網設備和無線連接產品出現了爆炸式增長。傳感器和處理器等電子器件的成本逐漸降低，同時無線連接功能和AI性能的加持讓許多產品變得更加“智能”起來，無需人工干預即可相互通信。當然成功的AIoT產品必須滿足特定應用的要求，比如需具備低功耗、長無線連接范圍，以及更高的計算處理能力等。

下面以一個典型的無線智能電表為例，其網絡拓撲由多個簡單的傳感器節點（比如冰箱、空調和微波爐等）組成，這些節點通過傳感器收集電量使用數據并將其傳輸到中央控制器或網關（Collector），從而保持與互聯網和云服務平臺的網絡通信。這些節點和網關的設計必須最大限度地降低功耗、提供穩定可靠的網絡連接，并盡可能擴展無線連接范圍。

這一物聯網系統的核心是微控制器 (MCU)，負責處理數據并運行與無線收發器件接口的軟件堆棧以實現無線連接和數據傳輸。MCU和無線器件的功能特性視特定的應用和系統要求不同，智能化的傳感器節點集成傳感器功能，并使用8位或32位單片機來運行小型的射頻 (RF) 協議棧。這些物聯網設備通常由電池供電，并通過無線連接到網關，由網關進行更繁重的處理和數據傳輸。

傳感器節點通常傳輸少量的數據，一般使用電池供電，需要正常運行長達10年。這些設備還必須具有可靠的連接，并且能夠在各種環境條件下運行，而不受射頻干擾或物理障礙的影響。此外，這些設備都是網絡的一部分，還必須考慮網絡的設置、傳感器數據聚合和信息的顯示等。因此為這類設備選擇合適的MCU和無線連接，以及應用開發工具和軟件堆棧，對于IoT系統的成功設計至關重要。

傳統MCU的主要應用場景包括消費電子、家用電器、電腦及周邊、汽車和工業領域，沒有無線通信功能的“純粹”MCU只要滿足功能特性、性能和質量安全要求，仍然大有用武之地，特別是在全球性的芯片短缺問題短時間內無法解決的情況下。然而新興的物聯網應用對MCU提出了更高的要求。MCU廠商可以通過增加高精度ADC或AI功能來提升其產品的競爭力，但集成無線連接功能及對各種無線協議的支持將是決定MCU芯片在物聯網應用市場能否成功的關鍵。