MCU多功能物联网网关方案介绍

NXP管管

MCU多功能物联网网关方案介绍

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:


1.开发板上电后后可从Tera Term或Putty上面看到如下图所示。
2.系统会从/flash的路径加载开机脚本，并且开始shell并等待输入

用户可以输入下列指令开始网关的流程

在Tera Term或Putty上面，用户可以看到系统日志

如需要更多信息可以输入’help’来得知所有支持的指令

下图是本方案与以NXP的i.MX 6UL实现的网关的比较以供参考:

作者：Jason Tseng        文章出处：恩智浦MCU加油站

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