如何克服物聯網硬件設計中的四大挑戰
1.延長電池壽命。
用戶希望物聯網設備的電池能使用更長的時間。如果有人計劃在偏遠地區部署物聯網設備，可能很難更換電池。假如物聯網產品是病人體內使用的醫療設備，更換電池可能需要手術，這可能會增加病人並發症的風險。
硬件設計師應該考慮物聯網產品最耗電的方面，並評估它們是否對設計至關重要。如果是這樣，則需要嘗試延長電池壽命。
一種解決物聯網設計挑戰的方法是使用具有深度睡眠模式的集成電路，消耗的電流非常小。此外，設計師還可以降低電池的電壓。目的是盡量減少產品的內部功耗。設計師可以使用低功耗的組件，以確保不使用時不會產生更多的能耗。
根據歐盟資助的一項調查，如果不采取措施延長其物聯網產品中電池的使用壽命，到2025年將丟棄7800萬元。調查人員認為，自充電電池的開發將取得重大進展。但目前，設計師在規劃和設計物聯網設備時，應盡快優先延長電池壽命。
2.防止安全漏洞。
如今，行業媒體經常報道威脅物聯網設備安全的令人擔憂的安全漏洞。從硬件的角度來看，需要采取多管齊下的方法來解決這一物聯網設計挑戰。
首先，設計師應考慮安全鑰匙的管理，以防止未經授權的訪問。他們必須設計安全地生成和存儲密鑰產品。他們還應該探索硬件的加速和加密，以節省電力，並保持設備更安全。
另一個最好的做法是使用單獨的內存域來隔離敏感和非敏感的物聯網代碼和數據。使用安全的內存訪問可以保護內存和閃存免受未經授權的訪問。硬件設計師還必須保護調試和編程。這使得黑客更難使用編程界面和調試器進行網絡攻擊。
硬件設計師還應參與應用程序設施，以披露產品中發現的網絡安全漏洞。目前只有21%的物聯網供應商采取了這樣的措施。然而，它們對於幫助設計師和所有其他關注物聯網安全的人來說都至關重要攜號轉用儲值卡。
3.開發更輕、更小的設備。
物聯網設計的另一個挑戰是滿足對越來越小、越來越輕的物聯網設備的需求。對這些特征的渴望是有意義的，因為它們能帶來更多的靈活性。
另一種可能性是檢查設備是否需要使用柔性印刷電路板(pCB)，而不是剛性印刷電路板。柔性pCB可減輕95%的重量，允許在較小的空間內安裝更多的組件。它們通常比剛性pCB更耐用，能更好地承受惡劣環境的不利影響，從而延長其工作壽命。
如果物聯網設備與人工智能技術一起使用或處理設備上的數據，硬件設計師必須理解這些要求，這也會影響外觀尺寸。研究人員最近通過在微控制器單元(MCU)上運行了數十億台物聯網設備，取得了進展。該技術將進一步減少人工智能算法所需的內存，並提高性能。
物聯網設備的組件制造商也致力於使WiFi模塊等產品越來越小，從而更適合小產品。物聯網硬件設計師應跟上這些發展步伐，了解更新選項如何支持即將到來的產品。
4.投入足夠的時間進行測試。
設計師的工作時間通常很緊。即便如此，他們還是要留出足夠的時間進行硬件測試，並在得到相應的結果後進行必要的調整。制造商需要評估從機械測試到環境阻力的領域。
現階段，設計師將確保連接性、電池壽命和用戶友好性滿足他們預期的最低要求。產品上市前的測試也可以防止與安全相關的問題。例如，在模糊試驗中，物聯網設備將接受隨機字節串，並跟蹤可能出現錯誤的異常行為。這是測試計算機應用程序最常見的方法，也是檢查物聯網設備是否正常運行的有效措施。
開發團隊之間的有效溝通對獲得有價值的測試結果至關重要。軟件開發人員可能會發現一些影響物聯網設備硬件的錯誤。在這種情況下，軟件開發人員和硬件設計人員需要共同研究解決方案。
與測試人員保持聯系也很重要。許多參與者可能不會立即意識到硬件故障造成的問題。然而，在參與測試的人員給出詳細反饋後，硬件設計師和物聯網產品的其他相關人員可以修複問題。
硬件設計師應該總是計劃花更多的時間進行測試。這樣，就不會有渴望成功的壓力，也不會影響產品的功能或安全。
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