物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目的最佳大腦- Raspberry Pi Zero W， Arduino和NodeMCU比較!

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展迅猛，英特爾、谷歌和三星等公司都想分一杯羹。像樹莓派和NodeMCU這樣的設(shè)備的存在也導(dǎo)致了一個(gè)重要的愛(ài)好者社區(qū)的存在。由于所使用的傳感器類型幾乎是標(biāo)準(zhǔn)化的，微控制器(或者在樹莓派的情況下處理器)在易用性、功耗、硬件和軟件支持等因素方面起著重要作用。本文將介紹一些最常用的開(kāi)發(fā)板，以使您的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目啟動(dòng)和運(yùn)行。

Raspberry Pi Zero vs Arduino Nano vs NodeMCU的概述和引腳

樹莓派零W

Raspberry Pi Zero W是三塊板中最大的，這并不奇怪，因?yàn)樗且粋€(gè)完整的芯片上的計(jì)算機(jī)。乍一看，Pi的40個(gè)GPIO引腳似乎很多，但這被Pi沒(méi)有任何模擬引腳的事實(shí)所抵消。對(duì)于需要模擬I/O的傳感器，必須與Pi一起使用外部ADC，或者可以使用GPIO引腳作為PWM。引腳是3.3V容限，這排除了5V傳感器被使用，除非使用邏輯電平移位器。雖然3.3V傳感器越來(lái)越普遍，但仍然有很多5V傳感器。5美元的價(jià)格也具有誤導(dǎo)性，因?yàn)楹茈y找到零售價(jià)為5美元的電路板，而且如果沒(méi)有microSD卡，電路板實(shí)際上是無(wú)用的。

我們之前做過(guò)很多基于物聯(lián)網(wǎng)的樹莓派項(xiàng)目。

Arduino納米

由于幾乎所有Arduino板都使用相同的微控制器(ATMEGA 328P)并以相同的方式編程，因此這里以Arduino Nano進(jìn)行比較。它是一堆棋盤中最小的。Nano有22個(gè)引腳，包括14個(gè)數(shù)字引腳(其中6個(gè)提供PWM)和8個(gè)模擬引腳。引腳為5V，因此3.3V傳感器可能無(wú)法工作，具體取決于傳感器。官方板的價(jià)格為22美元，而中國(guó)的克隆/仿冒產(chǎn)品的價(jià)格僅為4美元。Arduino對(duì)幾乎所有傳感器都有非常廣泛的庫(kù)支持，所以連接任何東西都只是在網(wǎng)上查找的問(wèn)題。

NodeMCU

NodeMCU有11個(gè)可用的數(shù)字(如果兩個(gè)引腳用作TX/RX，則為9個(gè))和1個(gè)模擬引腳，盡管這里值得注意的是，單個(gè)模擬引腳可以多路復(fù)用，并且可以連接多個(gè)傳感器。零售價(jià)在8到10美元之間。

所有三塊板都支持SPI(串行外設(shè)接口)和I2C (Inter IC)總線。SPI總線允許傳感器的簡(jiǎn)單，高速接口，而I2C允許僅使用兩根線連接100個(gè)傳感器!

NodeMCU ESP8266是用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的最流行的Wi-Fi模塊，這里有一些基于NodeMCU的實(shí)際應(yīng)用。

Raspberry Pi Zero， Arduino Nano和NodeMCU的硬件規(guī)格

樹莓派Zero W采用Broadcom BCM2835 SoC，運(yùn)行頻率為1ghz，內(nèi)存為512mb。不用說(shuō)，對(duì)于大多數(shù)基于物聯(lián)網(wǎng)的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這可能是多余的。如果數(shù)據(jù)需要在本地“處理”，而不是僅僅發(fā)送到云端，那么Pi Zero的處理能力就可以得到很好的利用。Zero W可以運(yùn)行完整版的Linux，擴(kuò)展后還可以運(yùn)行Python。它甚至可以以有限的方式運(yùn)行實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)。所有這些都是有代價(jià)的，然而，Pi Zero W需要5V， 2A的電源，這意味著它可以很快地吞噬一塊大電池。它在約170兆瓦的功率下空轉(zhuǎn)，不能立即啟動(dòng)(它必須啟動(dòng)，這可能需要大約30秒)。它內(nèi)置了藍(lán)牙和Wifi。

Arduino Nano默認(rèn)沒(méi)有藍(lán)牙或Wifi。但由于它在空閑狀態(tài)下的功耗很低，為0.17兆瓦，滿載時(shí)約為1.4瓦，再加上通過(guò)編程使其進(jìn)入“深度睡眠”模式，并使其只在特定的時(shí)間間隔“醒來(lái)”，它可以用一個(gè)硬幣電池供電一年多。網(wǎng)絡(luò)可以由HC-05藍(lán)牙模塊或獨(dú)立的ESP8266EX模塊提供(注意：ESP模塊也可以單獨(dú)用作微控制器，但沒(méi)有開(kāi)發(fā)板的好處，它需要相當(dāng)多的努力來(lái)設(shè)置)。

與其他微控制器相比，NodeMCU是一個(gè)名副其實(shí)的野獸。它運(yùn)行在80-160 MHz的股票時(shí)鐘速度，可以運(yùn)行在時(shí)鐘速度高達(dá)160 MHz。它默認(rèn)包含Wifi。該模塊通常消耗約170兆瓦的功率，并有三種“睡眠模式”，即輕度睡眠、中度睡眠和深度睡眠。通過(guò)一些技巧，一些用戶已經(jīng)能夠?qū)odeMCU的空閑功耗降低到1兆瓦以下。

社區(qū)支援及閉幕詞

樹莓派是最流行的sbc之一，但是它沒(méi)有Arduino或NodeMCU那么廣泛的硬件文檔。更有經(jīng)驗(yàn)的開(kāi)發(fā)人員可以利用它提供的功能，但是對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，處理Python可能會(huì)令人望而生畏，盡管樹莓派基金會(huì)一直在努力逐漸縮小差距。Magpi雜志是使用Pi Zero W開(kāi)始硬件項(xiàng)目的一個(gè)很好的資源。相機(jī)也可以與Pi Zero W接口，這是Arduino和NodeMCU無(wú)法做到的。該板還得到了My devices Cayenne和Blynk等在線物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的支持，這使得將項(xiàng)目轉(zhuǎn)移到云端變得輕而易舉。Pi還可以在本地進(jìn)行大量的處理，而且價(jià)格低廉，沒(méi)有其他產(chǎn)品可以與之媲美。

Arduino Nano是Arduino設(shè)備大家庭的一部分，這個(gè)大家庭已經(jīng)存在很長(zhǎng)時(shí)間了。社區(qū)支持是廣泛的，每個(gè)傳感器都有庫(kù)，這使得初學(xué)者很容易上手。Arduino是一個(gè)罕見(jiàn)的copyleft硬件的例子。開(kāi)源軟件項(xiàng)目眾多且蓬勃發(fā)展，但開(kāi)源硬件項(xiàng)目非常罕見(jiàn)，很少，以至于Arduino可能是唯一一個(gè)起飛的。即使是樹莓派，盡管它一直在談?wù)撻_(kāi)放，但它也不是完全開(kāi)源的——處理器有二進(jìn)制blobs，因?yàn)樗鼈兪懿┩ǖ闹?，博通拒絕公開(kāi)這些細(xì)節(jié)。Arduino已經(jīng)推出了許多板，其中一些具有內(nèi)置無(wú)線電和網(wǎng)絡(luò)功能，可以快速接入云。截至2019年2月，Arduino也推出了自己的云平臺(tái)。Arduino IDE有自己的怪癖，但使用C很容易，也可以使用Circuitpython。

NodeMCU功能強(qiáng)大，價(jià)格便宜，具有獨(dú)特的價(jià)值主張。它可以通過(guò)一些小的修改在Arduino IDE上運(yùn)行，也可以為那些更有技術(shù)傾向的人在LUA中編程。內(nèi)置的Wifi模塊可以很容易地連接到MQTT服務(wù)器和云。社區(qū)支持正在迅速增長(zhǎng)，并且有幾個(gè)不同的模塊構(gòu)建在ESP8266及其更強(qiáng)大的后繼產(chǎn)品ESP32上。就像Pi和Arduino一樣，它也與所有物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)兼容。

這三種平臺(tái)各有優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)用戶的優(yōu)先考慮——速度、功耗或連接的便利性，它們中的任何一種都可以使用。樹莓派更擅長(zhǎng)與網(wǎng)絡(luò)“對(duì)話”，而Arduino和NodeMCU更擅長(zhǎng)“實(shí)時(shí)”應(yīng)用。此外，也可以使用樹莓派和Arduino來(lái)獲得兩全其美的效果——Arduino可以喚醒/休眠樹莓派來(lái)節(jié)省電力和驅(qū)動(dòng)低級(jí)別硬件，而樹莓派可以用于需要更多電力的任務(wù)?？赡苄允菬o(wú)限的!

本文編譯自iotdesignpro