今天的設(shè)計團(tuán)隊無法承擔(dān)全部工作所需的時間。幸運(yùn)的是，高度集成和經(jīng)過審查的參考設(shè)計提供了一個解決方案。

好消息是，今天的組件和軟件使解決和解決各種問題的極其復(fù)雜、小型、低功耗和低成本的產(chǎn)品成為可能。但這也是個壞消息，至少對設(shè)計團(tuán)隊來說是這樣。

為什么？今天的精益團(tuán)隊負(fù)責(zé)以越來越短的設(shè)計周期和更少的資源來開發(fā)、原型設(shè)計、調(diào)試和驗證產(chǎn)品。它會變得激烈，甚至可能有點難看。

回想一下：不久前，與傳感器相關(guān)的產(chǎn)品有傳感器（當(dāng)然）、用于信號調(diào)節(jié)的模擬前端和 A/D 轉(zhuǎn)換器，以及管理這些功能并使這些模塊協(xié)同工作的軟件。 可能還有一些基本的數(shù)據(jù)分析例程，可能還有一個適度的有線/無線鏈接到“其他地方”。

但是現(xiàn)在我們已經(jīng)進(jìn)入 21世紀(jì)了 15 年，我們擁有云和互聯(lián)網(wǎng)，再加上黑客/欺騙者的誘惑存在，需要保護(hù)數(shù)據(jù)免受數(shù)據(jù)鏈路上的攻擊，或者云端。大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)攻擊摧毀了包括 Twitter、Etsy、Spotify 和 Netflix 在內(nèi)的網(wǎng)站，這只是說明安全性及其實施方式應(yīng)該始終是關(guān)鍵設(shè)計考慮因素的最新例子。

但是你怎么知道基本的傳感器數(shù)據(jù)是安全的呢？什么是防止黑客將無效數(shù)據(jù)植入流或前端內(nèi)部，并造成各種破壞（這種黑客可以采取多種形式：看看 GPS 黑客，它讓你認(rèn)為你在某個地方，而不是你所在的地方： “保護(hù) GPS 免受欺騙對導(dǎo)航的未來至關(guān)重要”）。

保護(hù)從傳感器到 Web 服務(wù)器的數(shù)據(jù)是一項重大挑戰(zhàn)。它需要比數(shù)據(jù)采集、數(shù)字化和連接所需的更多樣化的工程技能。即使團(tuán)隊可以做到這一點，也存在驗證安全性和滿足復(fù)雜標(biāo)準(zhǔn)的主要問題。當(dāng)然，他們可以將所需的軟件作為單獨的實體購買，然后在模塊不相互鏈接時花時間嘗試集成它們，或者嘗試讓第三方供應(yīng)商解決問題。

這是壞消息，但也有好消息。模擬和混合信號組件的供應(yīng)商知道，僅提供這些 IC 和基本參考設(shè)計是不夠的。相反，他們必須超越硬件和基本的軟件驅(qū)動程序，并將他們的產(chǎn)品提升到一個新的水平。

一個說明性示例是MAXREFDES143#，這是一種物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 嵌入式安全參考設(shè)計，旨在通過使用傳感器和 Web 服務(wù)器之間的身份驗證和通知來保護(hù)工業(yè)傳感節(jié)點。硬件包括一個模塊，該模塊充當(dāng)受保護(hù)的傳感器節(jié)點，監(jiān)控工作溫度（最常測量的實際參數(shù)）以及過濾器的剩余壽命（此處，通過使用環(huán)境光感應(yīng)進(jìn)行模擬）；當(dāng)然，用戶可以替換自己的傳感器，例如振動或壓力。該參考設(shè)計還有一個“mbed shield”，代表一個控制器節(jié)點，負(fù)責(zé)監(jiān)控一個或多個傳感器節(jié)點。

該設(shè)計是徹底的和分層的，每個控制器節(jié)點將數(shù)據(jù)從連接的傳感器節(jié)點傳輸?shù)?Web 服務(wù)器，該服務(wù)器維護(hù)集中式日志并根據(jù)需要發(fā)送通知。這種設(shè)計可以在星形拓?fù)湮锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中快速集成，同時具備 SHA-256 對稱密鑰算法設(shè)置的安全性。由于不需要將安全密鑰存儲在處理器存儲器中，因此進(jìn)一步增強(qiáng)了高級別的安全性。

這不是一個簡單的或部分的參考設(shè)計（見 圖表）。受保護(hù)的傳感器節(jié)點包含一個DS28E15認(rèn)證器、一個DS7505溫度傳感器和一個MAX44009光傳感器。其 mbed 擴(kuò)展板包括一個 Wi-Fi 模塊、一個具有 1-Wire? 主控功能的DS2465協(xié)處理器、一個 LCD、LED 和按鈕。mbed shield 通過板載 Wi-Fi 模塊與 Web 服務(wù)器通信，并通過 I2C 和 1-Wire 接口與受保護(hù)的傳感器節(jié)點通信，連接到 mbed 板，例如MAX32600MBED#或 Arduino 外形尺寸平臺。

通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備節(jié)點的身份驗證以及從傳感器節(jié)點到 Web 服務(wù)器的所有級別的數(shù)據(jù)身份驗證來實現(xiàn)此設(shè)計，以及使不安全的工業(yè)傳感器節(jié)點失效的能力是一項重大任務(wù)。它需要與傳感器、傳感器接口和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相關(guān)的專業(yè)知識。毫無疑問：自己做這一切是一個雄心勃勃的項目，而 MAXREFDES143# 使它成為一個相對輕松的項目。

審核編輯：郭婷