单板计算机单板计算机 (SBC) 比微控制器更进一步，因为它们允许连接键盘、鼠标和屏幕等外围设备，并提供了更多内存和更强的处理能力（例如，表 2 提供了 1.2 GHz 32 位 ARM 微处理器，而 表 1 仅提供了 8 位 16KHz 微控制器）。表 2列出了 3 种 SBC 的技术规格：Raspberry Pi 3 Model B ()、BeagleBone Black () 和 DragonBoard 410c ()。
图 2. Raspberry Pi 单板计算机
微控制器与单板计算机之间的区别没有固定标准。一些设备介于二者之间，比如 Onion Omega 2 () 的电路板存储器和处理能力与低端 SBC 相当。还有一些混合设备，比如 UDOO Quad ()，它将一个基于 ARM 的 Linux 系统与一个兼容 Arduino 的微控制器相集成。
表 2. Raspberry Pi 3、BeagleBone Black 和 DragonBoard 3 种 SBC 的技术规格 特征 功能 Raspberry Pi 3 Model B BeagleBone Black Qualcomm DragonBoard 410c 数据获取和控制
GPIO 引脚 40 个 I/O 引脚，包括 29 个数字引脚 65 个数字引脚 - 8 PWM
7 个模拟输入引脚 12 个数字引脚
逻辑电平电压 3.3V 5V 1.8V 数据处理和存储
处理器 ARM Cortex A53 AM335X ARM Cortex A8 ARM Cortex A53
处理器速度 1.2GHz 1 GHz 1.2 GHz
内存 1 Gb 4 Gb 1Gb、8Gb 闪存 连接性
网络接口 Wifi、以太网、蓝牙 以太网，
USB 端口支持外部 WiFi/蓝牙适配器 Wifi、蓝牙、GPS 电源
推荐电源 5V 2.5A micro USB 端口 5V 1.2A - 2A 孔壁 6.5 - 18V 2A 孔壁 其他
尺寸 3.4 英寸 x 2.2 英寸 3.4 英寸 x 2.1 英寸 3.3 英寸 x 2.1 英寸
典型成本 35 美元 55 美元 75 美元 与微控制器一样，SBC 设备功能也可通过增加可堆叠的开发板来扩展，这些开发板在 Raspberry Pi 上被称为 hat，在 BeagleBone Black 上被称为 cape，还可以通过增加电动机控制器或模数转换器等外部模块来扩展开发板，减轻设备内置功能的限制。
许多 SBC 设备更像一台微型 PC，而且运行着嵌入式操作系统（通常是简化的 Linux 发行版）。因此，与微控制器开发板相比，对于这些设备上连接的传感器和执行器，要开发用于它们的嵌入式应用程序，有更多开发工具和语言可供选择。但是，SBC 的设置更复杂、更大、能耗更高，而且更容易出现一些问题，比如存储应用程序的 SD 卡或闪存损坏。
在微控制器开发板与单板计算机之间进行选择要实现完整的 IoT 解决方案，尽管现有的微控制器开发板和单板计算机仅能发挥部分作用，但它们非常适合初始开发。
一种入门方式是根据应用程序的需求来考虑关键的 IoT 设备特征，然后制定以下设计决策：
- 确定您需要的外围传感器和输出组件的类型和数量，如有必要，还需要确定这些组件的设计电路
- 选择一个微控制器或单板设备来协同控制外围组件并从中读取数据
- 确定您用于设备内通信的数据通信协议（例如，对微控制器与任何附加传感器之间的通信使用 I2C）
- 选择需要用来与云服务和应用程序进行通信的网络硬件和协议
例如，为了在预算内设置一个家庭自动化系统，我选择了 Raspberry Pi Zero W，因为它是一个成本很低（约 10 美元）的小巧的 SBC 设备，而且拥有充足的处理能力和内存（1GHz ARM6 处理器和 512 MB RAM）来在设备上执行对数据处理和分析。它支持采用最高 64GB 的 microSD 闪存扩展卡来存储程序和数据。而且像 Raspberry Pi 3 一样，它配备了一个完整的 40 引脚 GPIO 端板，允许连接多个传感器，同时还支持 SPI 和 I2C 协议。它拥有板载 WiFi，可用于连接家庭网络，而且可以通过 micro-USB 从移动电源或墙插式电源供电。
随着您进一步为 IoT 设备、嵌入式软件，以及上游服务和应用程序设计原型，可以针对您的功能和非功能需求（包括性能、可靠性和安全性）来定期评估这些原型，并在必要时重新考虑这些选择。 |
