IoT 开发工具包是专为快速开发 IoT 解决方案而设计的硬件工具包。开发工具包将一个微控制器或单板计算机和兼容的组件捆绑在一起,您可以使用它们设计 IoT 设备的原型。IoT 开发工具包通常包含电路试验板、跳线、扩展板、电源、电池、传感器和执行器等组件。

但是,这些 IoT 开发工具包不仅包含各种各样的硬件组件,还提供了开发资源、样本项目、工具和服务来支持使用这些硬件开发应用程序。一些工具包被设计为特定于平台的 starter 工具包,所以它们提供了多个简单样本项目的操作说明,以及一个或多个 IoT 平台的入门指南。更高级的工具包提供了对广泛适用于各种应用的传感器和执行器的更大范围选择,您可以利用它们来快速开发您的概念证明 IoT 解决方案。

在本博客中,我选择了 5 个流行的 IoT 开发工具包进行讨论,并帮助您开始为 IoT 应用程序设计原型:

  • Texas Instruments SimpleLink SensorTag Kit
  • Adafruit Feather HUZZAH ESP8266 IoT Starter Kit
  • Seeed Studio BeagleBone Green Wireless IOT Developer Prototyping Kit
  • Raspberry Pi 3 IoT Learner Kit
  • Avnet AT&T Cellular IoT Starter Kit

Texas Instruments SimpleLink SensorTag kit 和 Debugger DevPack kit

 

这个蓝牙低功耗 (BLE) 多标准 Texas Instruments SimpleLink SensorTag Kit 基于他们的 CC2650 无线微控制器,采用了含板载传感器的低功耗无线标签的形式。SensorTag 在一种开源(硬件和软件)设计中捆绑了温度、运动、湿度、气压、加速计、陀螺仪、磁力计/罗盘和电池/电压传感器。

默认情况下,该标签通过低功耗蓝牙 (BLE) 连接到在 50 – 100 米范围内的 iOS 或安卓智能手机上运行的应用程序,以便将传感器数据发送到云端。但是,通过无线将新图像加载到标签上,并允许试验任何这些网络标准,也可以配置该标签来使用其他符合 IEEE 802.15.4 的 2.4GHz 网络协议(比如 Zigbee 或 6LoWPAN),以便通过 IoT 网关设备来传输数据。

该标签具有很长的电池寿命。即使以每秒一次的频率发送数据,一颗纽扣电池也可供该标签持续运行约 1 年。

Debug DevPack Kit 通过 Code Composer Studio 开发环境和 Grove 端口扩展添加了调试功能,所以您可以添加更多自定义传感器或执行器。内置于 SensorTag 中的各种嵌入式传感器,以及通过 DevPack 扩展这些传感器的能力,使它成为了为涉及无线传感器和标签的应用设计原型的理想选择,这些应用包括智慧城市、健康和健身,以及工业资产跟踪。

 

Adafruit Feather HUZZAH ESP8266 IoT Starter Kit

 

Adafruit 基于他们的 Feather 平台开发了许多 IoT 开发人员工具包,Feather 是一个轻量型平台,包含兼容 Arduino 的微控制器开发板和称为 FeatherWings 的扩展板。Feather 产品线包含带蓝牙、蜂窝、Wifi 和 LoRa 连接选项的开发板。

Feather HUZZAH ESP8266 是最流行的开发板之一,它基于 Espressif 的 ESP8266 微控制器平台,内置了 Wifi 无线连接模块。Feather HUZZAH 包含一个 80MHz 处理器和 4MB 闪存,还包含一个适合电路试验板的带 9 个 GPIO 引脚(包括 I2C 和 SPI 引脚)的 GPIO 接线板,而且有一个集成式 100mA 锂电池接头和充电器,这使得在有线(通过 microUSB)供电和电池供电之间切换变得很容易。

这些开发板最适合需要传输大量数据或与现有网络集成的场景,比如在一个家庭自动化应用中,设备能连接到有线电源,而且需要连接到现有的家庭 Wifi 网络。

Adafruit 的 IoT 开发工具包捆绑了一个电路试验板和用于设计电路原型的跳线,以及一些传感器和执行器。一些工具包是与 Microsoft Azure 合作开发的;但是 ESP8266 微控制器可以使用 Arduino/C++、Lua、JavaScript 或 Python 进行编程,而且可以使用库来通过 HTTP 或 MQTT 进行通信,所以这些工具包中的硬件兼容各种各样的 IoT 平台。  

例如,Azure IoT Starter Kit 包含一个 Feather Huzzah ESP8266 和 USB 电源线、PIR 传感器、DHT22 温度和湿度传感器、震动开关、磁吸开关、LED、按钮、滑动开关、电位计、电阻器、压电式蜂鸣器、光电池和微型伺服器,以及电路试验板和跳线。Adafruit 和 Arrow 电子公司开发的 Advanced Internet of Things 工具包包含一个 Feather Huzzah ESP8266,以及比 starter 工具包更全面的组件选择,包括带 OLED 显示屏的扩展板。

 

Seeed Studio BeagleBone Green Wireless IOT Developer Prototyping Kit

 

微控制器的内存量和处理能力有限,所以对于需要在收集点处理、过滤和聚合数据的应用,基于单板计算机 (SBC) 的开发工具包可能是更好的选择。

BeagleBone Green Wireless (BBGW) 开发板是一个内置 Wifi 和 BLE 的低功耗开源硬件 SBC。BBGW 附带了 512MB RAM、1 个 1GHz ARM Cortex-A8 处理器,以及用于存储操作系统(比如 Linux 或 Windows)和程序的 4GB 闪存,还可以选择通过 microSD 卡进行扩展。因为它运行着一个完整的操作系统,所以开发选项很丰富:支持通过 Cloud9 IDE 或 Code Composer Studio 开发 BBGW 应用程序,还支持使用包含 IoT 平台 SDK 的通用编程语言和 Node-RED 等工具进行开发。

BBGW 开发板有两个板载 Grove 接头。适用于传感器和其他组件的 Grove 模块化系统,使得使用标准接头和电缆连接模块变得很轻松,而不需要使用电路试验板和接线或焊接。

还可以通过 65 个数字 GPIO 引脚连接传统组件,BBGW 也支持通过 BeagleBone Capes(扩展板)进行扩展。BBGW 非常适合工业应用,因为它集成了实时协处理器,而且还可以作为 IoT 网关设备,与其他 IoT 设备结合使用。

Seeed Studio 工具包包含一个 BeagleBone Green Wireless SBC 和 microUSB 电源线,一个 Grove 扩展板 (cape) 和电缆,以及一系列传感器和执行器(包括一个加速计、温度传感器、角度传感器、光线传感器、PIR 传感器、按钮、蜂鸣器、LED、OLED 显示屏)。这个工具包是 Seeed Studio 与 BeagleBoard.org 和 Google 联合开发的,为 Google Cloud Platform 量身定制,但是 Seeed 也开发了一个 AWS 版本,而且许多主要 IoT 平台也支持 BeagleBoards。

 

Raspberry Pi 3 IoT Learner Kit

 

谈及用于 IoT 原型开发的单板计算机,Raspberry Pi 是最流行的选择之一。得益于它在社区中的广泛采用,网上有许多指南、开发人员资源和工具可供使用。

Raspberry Pi 3 目前是 Raspberry Pi 系列产品中的旗舰产品,拥有 1GB RAM 和一个四核 1.2GHz CPU。BBGW 和 Raspberry Pi 3 拥有类似的功能,二者都内置了 Wifi 和 BLE。Raspberry Pi 3 运行 Linux 或 Windows,包含一个有 40 个引脚的大型 GPIO 接线板,以便允许通过覆盖在这些引脚上的引脚帽来进行扩展,还支持广泛的 IDE 和 IoT 平台。

element14 IoT Learner Kit 是为用于 IBM Watson IoT 平台而量身定制的。这个工具包包含一个 Raspberry Pi 3、电源、外壳、SD 卡,以及一个 SenseHat 扩展板,该扩展板包含一个加速计、气压传感器、陀螺仪、温度传感器、湿度传感器、LED 矩阵和一个操纵杆。

 

Avnet AT&T Cellular IoT Starter Kit

 

对于需要蜂窝连接的应用,Avnet 的 AT&T 蜂窝 IoT Starter Kit 为原型设计提供了可靠基础。这个工具包基于 NXP K64F Freedom 微控制器开发板,该开发板包含一个 120MHz 处理器、1MB 闪存和 256Kb RAM。MCU 嵌入了内置的输入和输出组件,包括一个加速计、磁力计、湿度传感器、LED 和按钮。GPIO 输出引脚兼容 Arduino,包含用于连接其他硬件模块的 I2C 引脚。

该工具包还包含一个蜂窝保护罩,以及 USB 线、天线和电源等附件。该工具包包含一张支持 LTE 的 SIM 卡和一个新手套餐,您可以直接使用它。除了硬件之外,这个开发工具包还提供了使用 AT&T Flow 和 M2X 时间序列数据存储来设计应用原型的教程和指南。

 

一些有关 IoT 开发工具包的最后的思考

这些工具包提供了 IoT 开发工具包的共同功能。如果您计划对您的应用使用IoT 平台 ,可以选择一个兼容您选择的平台的开发工具包 – 许多通用 IoT 平台供应商(包括 AWS IoTGoogle Cloud IoTMicrosoft Azure IoTIBM Watson IoT)都已与硬件制造商和电子设备供应商开展合作,为该平台定制生产开发工具包。

现在市场上有许多优秀的 IoT 开发工具包,您可以利用它们来加速 IoT 开发。

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本文翻译自:5 Popular IoT developer kits to help you speed up your IoT development(2017-08-09)

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