以下是与物联网硬件相关的一些主要问题以及如何解决这些问题。1.延长电池寿命用户希望物联网设备的电池寿命更长。如果计划在更换电池很困难的偏远地区部署物联网设备，这一点尤为重要。如果物联网产品是患者在体内使用的医疗设备，更换电池可能需要手术，这可能会增加患者出现并发症的风险。硬件设计人员应考虑IoT产品在哪里消耗的功率最大，并且需要评估它们是否对设计至关重要。如果是这样，您需要找到延长电池寿命的方法。应对这一物联网设计挑战的一种方法是使用具有深度睡眠模式的集成电路，该模式消耗的电流非常少。此外，设计人员还可以降低电池的电压。这样做的目的是尽量减少产品内部的功耗。设计人员可以使用低功耗组件来确保部件在不使用时不会消耗更多能量。欧盟资助的一项调查表明，如果不采取措施延长其物联网产品中电池的使用寿命，到2025年将有7800万块电池被丢弃。调查人员认为，开发可自行充电的电池将取得重大进展。然而，目前，设计人员在规划和设计IoT设备时应尽早优先考虑电池寿命。2.防止安全漏洞如今，行业媒体定期报道威胁物联网设备安全的令人担忧的安全漏洞。从硬件角度来看，解决这一物联网设计挑战需要多管齐下。首先，设计人员应考虑安全密钥的管理，以防止未经授权的人员访问。他们必须设计能够安全生成和存储密钥的产品。他们还应该探索硬件加速和加密，以确保设备更安全，同时节省电量。另一个最佳实践是使用单独的内存域来隔离敏感和非敏感的物联网代码和数据。使用安全内存访问保护内存和闪存免受未经授权的访问。硬件设计人员还必须为调试和编程实施保护。这样做会使黑客更难使用编程接口和调试器发起网络攻击。硬件设计人员还应参与应用程序的设施，以披露在产品中发现的网络安全漏洞。一项研究发现，目前只有21%的物联网供应商有这样的举措。然而，它们对于帮助设计师和其他关注物联网安全的人意识到可能被忽视的问题至关重要。3.开发更轻、更小的设备物联网设计的另一个挑战是需要满足对越来越小、更轻的物联网设备的需求。对这些功能的渴望是有道理的，因为它允许更大的灵活性。另一种可能性是查看该设备是否需要使用柔性印刷电路板(PCB)而不是刚性印刷电路板。柔性PCB可以减轻95%的重量，并允许在更小的空间内安装更多组件。它们通常也比刚性PCB更耐用，能够更好地承受恶劣环境的不利影响，从而使它们的使用寿命更长。如果物联网设备要与人工智能技术一起使用或在设备上处理数据，硬件设计人员必须了解这些要求也会影响外形尺寸。研究人员最近通过在已用于数十亿物联网设备的微控制器单元(MCU)上运行算法取得了进展。他们表示，开发的技术将进一步减少运行AI算法所需的内存，同时提高性能。物联网设备的组件制造商也在努力使WiFi模块等产品更小，更适合小型化。物联网硬件设计人员应及时了解这些发展并了解更新的选项将如何支持他们即将推出的产品。4.投入足够的时间进行测试设计师通常时间紧迫。即便如此，他们也必须留出足够的时间来测试硬件，并在结果可用时进行任何必要的调整。制造商需要评估从机械测试到环境耐受性的各个领域。在此阶段，设计人员将确保连接性、电池寿命和用户友好性等方面满足他们的最低期望。在产品投放市场之前进行测试也可以防止与安全相关的问题。例如，在模糊测试中，物联网设备会接受随机字节字符串并跟踪可能表明存在错误的异常行为。这在测试计算机应用程序时最常见，是检查物联网设备是否正常运行的有效措施。开发团队之间的有效沟通对于获得有价值的测试结果至关重要。软件开发人员可能会发现影响物联网设备硬件部分的错误。在这种情况下，软件开发人员和硬件设计人员需要共同研究解决方案。与测试人员保持联系也很重要。许多参与者可能不会立即意识到硬件故障引起的问题。但是，在参与测试的人员提供详细反馈后，硬件设计人员和物联网产品相关人员可以对出现的问题进行修复。硬件设计人员应始终计划花费比预期更多的时间进行测试。这样一来，就没有匆忙的压力，也没有可能因错过而影响产品功能或安全性的问题。远见可防止许多物联网设计挑战尽管没有一种万能的方法可以避免您可能遇到的每一个物联网设计挑战。但是，正如这些示例所表明的，考虑每个设计决策的好坏后果至关重要。这样做将有助于设计人员在每个阶段做出明智的选择，并避免出现代价高昂且耗时的问题。文章链接：HowtoOvercome4ChallengesinIoTHardwareDesign，作者：EmilyNewton
