MCU多功能物联网网关方案介绍

demi 发布于：周四, 03/05/2020 - 09:51 ，关键词：

作者：Jason Tseng

网关是一个网络节点，它允许利用不同的协议来连接不同的网络。

物联网网关的兴起，主要是因为大部分传统工业用的嵌入式装置无法链接到因特网，并且绝大多数的小型连接节点因为成本或是功耗的考虑，无力提供IP层协议。

MCU多功能物联网网关是一个MCU等级的网关，它可以依据需求整合WiFi、Zigbee、BLE、NFC等协议，以及和安全模块等。
本文介绍的多功能物联网网关的硬件配置如下：

MCU：i.MX RT1050

存储器：4MB Serial Flash / 512KB Internal SRAM

WiFi：QCA4002 IoT WiFi

Zigbee：JN5189 (K32W061)

蓝牙：KW41 (optional for Thread)

NFC：MFRC630 (optional for NFC commissioning & OTA)

安全模块：A71CH (optional for secure cloud connection )

框图如下：

软件配置如下：

■ Amazon FreeRTOS 10 Kernel

■ Ethernet + Lwip and WLAN host SDK

■ BLE gateway

■ Zigbee 3.0 Coordinator and Gateway

■ Thread 1.1 Board Router

■ NFC node commissioning & OTA

■ Multiple cloud platform integration

■ Secure connection to cloud

■ Local File system & Database

■ Shell interactive interface

■ Demo Apps

软件架构如下：

以下是一个典型的应用场景：

这是APP的框图和显示截屏：

这是数据流图：

目前市面上大部分的网关几乎都是大功耗的芯片，并且是运行在Linux, OpenWRT或是Windows 10 IoT Core之上，整体成本相对较高。

而本文介绍的MCU多功能物联网网关方案有着以下优点：

1. 容易开发：
开发者有着容易上手的集成开发环境
开发者不需要具备Linux相关的知识

2. 低成本
低成本但仍旧威力强大
提供@600MHz运算能力
包含以太网络并支持WiFi

3. 简洁的架构以供二次开发
免费以及开源的软件
提供物联网应用场景完整的中间层软件，例如RTOS / IP stack / Zigbee stack / BLE stack / MQTT lib / CoAP lib /JSON lib / File system / Database / Shell / ...

4. 一站式购物
提供物联网应用完整的解决方案，包含MCU, Wireless SoC, NFC和安全模块。

本方案的开放环境如下：
① Git and SourceTree
② IAR EWARM 8.22.2 or MCUXpresso 10.2.0 (with IMXRT1050 2.4.2 SDK installed)
③ Tera Term (or Putty)
④ J-Link software 6.40

软件演示：

■ 开发板上电后后可从Tera Term或Putty上面看到如下图所示。

■ 系统会从/flash的路径加载开机脚本，并且开始shell并等待输入