物联网与云连接技术

可穿戴和物联网：近期发展与连接解决方案

连接概念，即每一个人，都将作为一个云连接，上网功能的节点 - 访问作为一个指挥设备或者一个状态报告设备（或两者）都具有一个不少回头率。未来主义的构想的世界里，一切都被连接和微博，邮件，短信，等警报会通知你需要知道（和很多东西，那么，你可以很好地生活在没有意识到的）事情你。

其结果是，虽然许多有用的装置和设备将作出实时和“几乎”实时访问，许多其他将显示为低于有用现代技术的应用，但仍然将有吸引力之间的更容易地打动我们。然而，这是错误的解雇这些不可收拾的地步，因为我们知道，即使是愚蠢的应用程序仍然可能成为巨大的命中为公众善变和时尚的敏感。而“哎呀神童”指数仍是一个推动力。

本文探讨了可穿戴的设备，这将是物联网的组件和技术，这将使这一点互联网的重要组成部分的类型。我们将深入到创业初期的产品，以及研究正在为实现集成处理器和收音机。所有部件，数据表，教程和开发此处引用套件可在网上Digi-Key的网站上找到。

给你的（连接）的衣服脱了我的背

服装是一个平台为未来的嵌入式智能和通信。智能服装将不只是关于时尚和凉爽，但也将招待我们，与他人联系我们，并且包含整合到医疗生态系统健康监测传感器。

主动和互动的衣服是不是新的，但它仅仅是对下一代提升得益于云连接的边缘和材料科学的进步。目前，几个活跃的衣物可用;然而，这些通常需要有线电池组和控制器。即使传感器和显示器是“螺栓”，而不是真正的集成。

采取例如有源音乐乐器服装如电子吉他岩shirt1或电子鼓机器shirt2目前可用。虽然有点新奇，这些引进我们的服装嵌入式传感器的概念。在光谱的另一端是容易的功能生效，显示可用的服装项目。例如，新奇的Wi-Fi探测器shirt3改变其“上衫”显示，以反映的Wi-Fi信号强度在那里你目前的位置。

现代新颖的衣服都没有完全准备好黄金时段有几个原因。首先，模块化电子，传感器和显示器不是真正的材料的织物的一部分。他们往往是体积庞大，成本高昂的附加组件到衣服上。第二，电子，传感器和显示器不与洗涤票价以及。三是需要电源或低成本的能量收集。

这一切都可能很快会改变，这要归功于一些进展，包括印刷柔性OLED器件在织物上的能力。一些喷墨技术已经证明自己值得，这将打开大门，更积极的服装搭配变化，甚至视频式显示器。

另一项发展，将改变从被动服装活动系统是织电子传感器到面料的能力。这项技术已被证明，即使开发者们也不能确定如何利用它。例如，动作感应pants4正在开发在弗吉尼亚理工学院。这些用电线和织物传感器来检测运动交织在一起，并且可以通过无线信号发送给计算机显示器。

还是一个因素没有完全准备好（但越来越接近）是基于光纤的光伏，它提供收获，甚至室内照明提供能源的可靠来源的能力。正如早期传感器和显示器，现代的选择是模块化制造（图1）。

能量收集使用的服装图片

图1：采用服装能量采集是一个创新的概念。早期的创新者像Tommy Hilfiger的是夹克上采用了可拆卸的太阳能电池板。织光伏是不是太离谱，这意味着未来身打扮将有广阔的接入电源的物联网连接。

医疗应用

综合医疗健康/健身电子产品感兴趣的另一个重要领域。简单的应用，如具有内置计步器跑鞋，可以不需要携带一个单独的设备。配合穿戴式计算机，利用地理位置的应用程序可以让你知道当你接近的朋友，你慢跑或做运动。例如，耐克公司在其跑鞋袋的传感器，可以进行无线通信，以你的音乐播放器或智能手机。它协调你听，你运行的音乐，并提出统计像燃烧的卡路里，长跑，平均速度，持续时间和更多的（请注意，您的数据也被送到耐克）。

其他有用的例子包括血压手表和血糖监测技术，它通过无线连接现在正到在线可访问性和警觉分布是可能的地步。一个例子是极地wearlink [密码心率心率传感器和变送器，与耐克和苹果公司的iPod和ANT GPS（图2）兼容。

极地wearlink [密码心率心率传感器和变送器的图像

图2：这心脏速率传感器还传送到运动手表，音乐播放器，并运行鞋传感器。一种医疗版本可以将警报发送到紧急服务，如果检测到心脏事件可包括GPS位置数据。

研究正在顺利进行成血糖和胰岛素水平的不流血的监控和实时采样。这些设备可以使用无线链路进行实时生理响应手术植入输液泵进行本地通信。数据图也可以被提供给医务人员来监测和诊断从实时收集的通过网络的数据患者状况。

已有的心脏监视器日志，收集数据时心肺功能的事件发生，医生可以在以后的时间复习。最有能力的植入式起搏器和除颤器还允许本地节目和心脏率的控制，并可以检测到决定一个心脏重新启动的条件。虽然本地处理能力的不断扩充，在医生的办公室，提供实时的数据可能是一个有价值的预测，一个事件即将发生，并在世界上采取先发制人行动的另一边提醒病人。

物联网服装成为该信息中继系统通过作为低功率的链接继续佩戴设备，可以与云中的功率效率的方式进行通信的一部分。而不是具有多个，大功率链路持续有效，争取空域，本地数据同步流可以被输送（通常以压缩格式），在需要的时候，允许更高的可靠性和可访问性。

RFID标签

虽然研究正在进行开拓个人区域网络和体域网的新标准，许多现有的标准和技术都绰绰有余既破旧和永久放置物联网节点。

而缺乏可编程性，RFID应答器标签，尤其是第二代类，是可部署在服装一个可能的解决方案。代我最初是专为防盗，仍然是为减少库存损耗和低成本的资产跟踪的手段是有用的。第二代增加了读取距离长/写能力（高达30英尺），并有各种各样的内置能量收集。这种标签工作在被动模式中，从主机RF场收集的能量，功率的非易失性存储器和甚至低能量处理器。

一些标签和标签阅读器制造商提供的产品以及开发工具包和代码。像AMS AS3992-BQFP-50的读者可以支持成本最低的代我用于库存控制（或防盗）设备，以及更现代的读/写非易失性式II代设备。

NXP也使得低成本只读设备，包括HTRC11001T / 03EE，11，Hitag1系列，或它的MIFARE系列的成员，如MFRC50001T / 0FE，112和其相应的开发系统中，OM5592 / MF1S50,699。

是什么让这些部件如此大的吸引力是他们的低成本转发器标签，如HTSH5601ETK，118（图3）。通常，一个设计的最多的部件，它们价格便宜，完整的子系统是如此之小，他们能适应服装标签中，包括一个小型天线。

恩智浦半导体HTSH5601ETK的图，118转发器系统

图3：一个完整的转发器系统具有非易失性存储器，控制逻辑，以及RF收发器是足够小以适合的衣服标签内。

通讯选择

耐磨-RFID标签将允许互联网知道我们和我们在哪里，以及我们在做什么，因此发挥物联网的作用。他们可以触发有针对性的广告，我们走动，并存储在我们使用和购买的产品信息。达50的读者可以一平方公里的区域内被定位，以便，实际上，我们的位置和活动成为的IoT的一部分，因为该标记的主机（我们）是。但是，物联网的真正意图是要在功能性的东西谈云以某种方式活动处理器。这里是射频技术的聚集发挥作用。

虽然大多数聚合点可能会使用3G，4G甚至5G（一经面世）作为服务提供商的网关，本地的通信可能包括蓝牙，无线网络，Zigbee或ANT，作为非常本地化的通信媒介。

蓝牙低能量正在采取直接瞄准了很多这些应用程序。众多的单芯片收发器和模块可供选择，可快速设计开发。例如，ABRACON ABBTM-NVC-MDCS71（50PCS）模块，支持蓝牙4.0，其中包括传统的流式音频，以及低能量和高速模式。

TDK的SESUB-PAN-T2541单模模块的低能量的支持是可控和可通过UART或SPI。甚至像松下ENW-89835C1KF较低成本的解决方案，提供蓝牙低能量仅功能，并且可以集成到一个设计为11下美元，比一个IC不了多少。另一个好处是，这些预认证的模块试图快速进入市场时节省时间和金钱。

随着3G或4G服务，使无线网络更加普遍部署的通信链路，用于连接广泛部署的设备到云计算的潜力显著增加。

在这里，例如，部分如德州仪器WL1835MODGBMOCT结合的表面贴装的Wi-Fi和蓝牙模块，是值得细看。在这种情况下，蓝牙可以充当较低功率汇集所有本地或磨损的设备，而无线网络作为传输机制和从云。

蜂窝芯片组和模块可以允许直接连接到无线服务提供商和无需聚集或Wi-Fi热点。与手机芯片的问题是，市场是这样的IC制造商通常不会涉及中低批量客户。这使得模块作为测试和开发的技术的方式。

像多技术系统MT100EOCG-H5-SP模块可以作为蜂窝连接在你的聚合器，如果你的生产量得到足够高，这些都可以通过自己的设计所取代。然而，请注意，认证为蜂窝设备可能是昂贵和耗时的和模块的使用可以绕过此。有用的在这方面的多技术网络产品培训模块“的蜂窝设备认证概述”。

综上所述

虽然集成电子元件大多是自包含的，印刷和编织显示元件，导线的能力，并能收获到面料以自己的方式学习曲线。打印像射频芯片和微控制器的某些高度集成的功能集成到服装，但是，还没有可行的，这些都将继续作为独立的元素现在。

无论PAN对细胞和潘到无线网络连接是可能的，通过IPv6允许更多的唯一地址比以往任何时候，即使你的左手运动鞋可能很快就会有自己唯一的IP地址和云的存在。虽然傻的应用无疑将涌现，很多外设，传感器和有用的保健和医疗设计也可以预期。

其中技术和协议将出现占优势的物联网仍有待确定，但在此期间，正如本文所展示的，工程师们的工具，零件及配套材料，设计功能身打扮现在带有螺栓固定的连接。