物联网PCB设计

在物联网的保护伞下，各种设备的远程访问和控制使用熟悉的技术。

那么，这就是未来?我的飞车呢?在开始之前，先了解一点背景知识。那是2012年进入2013年的时候，我的雇主开始把物联网作为一个流行语。没有人知道它会引向何方。一个潜在的用例是，当你牛奶快没了的时候，冰箱会给你发短信。这个梦想仍然存在于上面提到的机动汽车中。至少，我们有拼车和微型交通。

RFID，用于库存跟踪和超越的遥感

的物联网在物质世界中有很多形式。乘坐公主号游轮的人最后会得到一个追踪器“奖章”，它能准确定位他们的位置，例如，饮料可以送到他们泳池边的躺椅上。作为备用计划，我最新的跑鞋上还有一个应用程序，可以记录我的步数。

这两项有共同之处。一旦这两件物品靠近它们的主设备，就会有一圈电线激活一个远程传感器。当我离房间还有三步远的时候，我房间的门就会神奇地打开。就iPhone应用程序而言，这与鞋的互联网范围相吻合。我们的工作徽章也使用这种技术，尽管线圈小得多，减少了读卡器的范围。

射频识别(RFID)最初的用途是通过贴在包裹上的RFID标签来简化运输、接收和存储库存。物品在传送带上经过，并在被放入运输卡车时进行登记。它和条形码扫描器没有太大区别。一小段信息，基本上是一个URL，唯一地标识每个对象。这些信息被编译在某个数据库中，以便用于所需的任何目的进行分析。

近场通信:伸出手扫描某人

任何无线协议的安全性都是一个问题。因此，信用卡版本的使用范围只有几厘米。这部分交易提供的数据级别与那些依赖信用卡的旧机器相同，这些信用卡上有凸印的数字，这样它们就可以通过一种叫做复写纸的东西传输。你们这些孩子应该查一下。

近场通信(NFC)是在移动中检索我们的个人信息和其他敏感主题的首选无线电。链路的一部分是被动的，而主动的一侧则为其供电，这与无线电池充电器为手机电池充电的方式大致相同。有时候，我们并没有把手机完全放在戒指上，几乎没有充电。

了解NFC天线在设备上的位置是很有帮助的，如果我们想在销售点与阅读器对齐。它并不总是被识别出来，但在我看来应该是。虽然NFC天线可以打印在PCB上，但也有芯片天线。在任何一种情况下，匹配网络可能比传输线上简单的π垫要复杂得多。在NFC芯片的输出端为无源组件分配大约两倍的通常空间。

图1。差分NFC无线电的典型匹配网络

使用蓝牙传输数据

另一种把我们自己和我们的东西连接起来的可靠方法是蓝牙规范。它的传输范围和数据速率并不是那么令人印象深刻，但足以替代音乐播放器和耳机之间的电线。这并不是真正的互联网，但它类似于一个微型蜂窝网络。

蓝牙通常用作建立WiFi连接的网关。这将在蓝牙带宽不足以完成任务时执行。这是我在谷歌的一个项目的基础，正式名称为Chromecast Audio，但被称为(Jimi) Hendrix。当时的想法是用无线数字音频取代扬声器电线。它预设有电源扬声器，但允许通过房间和设备进行控制。这是一个非常棒的想法，但显然没有Alexa那么棒。正如你现在所知道的，这是亚马逊在Chromecast发布日期之前发布的智能音箱。

Nest的团队一直在为“家庭”系列产品研发一款监听设备，它比“亨德里克斯”项目更引人注目地进入了销售渠道。像谷歌的许多消费产品一样，Chromecast音频设备在推出几年后就退出了市场。然而，对于一部分发烧友来说，音频加密狗仍然是一件有价值的物品，而且它们的售价远远高于原价。也许这毕竟是一场胜利。

从定义上讲，要成为物联网生态系统的一部分，几乎需要它有一个我们可以下载到手机上的应用程序。如果你买了一个东西，你必须下载应用程序，并给它起一个名字，物联网就在发挥作用。我最喜欢的是我命名为真空机器人的机器人。它有一个时髦的应用程序，承诺使用人工智能来清洁地板。

当物联网变得更具互动性时的WiFi

基本上，真空机器人在开始工作之前会完成一项任务，即绘制整个楼层平面图。有了每个房间的几何形状，它可以被分配去吸尘整个房子，或者只吸尘一个满是地毯的房间。它使用激光雷达和一个包裹在前面的保险杠作为最后的手段。对人工智能的评价褒贬不一。

真空机器人第一次就卡在吉他架的一条腿上了。我不知道它在一个轮子上挣扎了多久才把它从架子上拿下来。它学会了吗?不。为了教它，我不得不在我办公室的那个地方和客厅里分别加了一个路线屏障。

真空机器人的基础是一个WiFi路由器，一个电池充电器，一个真空吸尘器，可能还有一个微控制器。激光引导真空使用电池、伺服电机、WiFi和我不情愿地称之为“机器学习”的东西来执行任务。我们还可以检查它的历史记录，并为它的工作安排时间。虽然它不需要任何灯，但我不会再让它自己走了。也许我可以弄个门铃来监视它。

至于我的冰箱，它确实知道什么时候需要为制冰机安装新的滤水器。也许我们的下一个将是连接的。在此之前，模拟和数字技术的温和混合已经在我们的产品中占据了一席之地。用于远程访问的无线连接是物联网技术的标志之一。其他的则取决于情境。流动性很普遍，但不是必然的。

GoPro相机填满了我的物联网设备名单。该系统由一些pcb和更多的flex支持。对于物联网设备来说，遇到混合信号是很常见的。图像传感器收集光子，我尽量让它们保持纯净，以获得艾美奖。