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江蘇省常州市新北區(qū)富強(qiáng)路1號(hào)
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我們現(xiàn)在身邊越來(lái)越多的硬件設(shè)備正在被嵌入芯片、軟件,從而實(shí)現(xiàn)更多的功能和更緊密的聯(lián)系。 物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)是借助互聯(lián)網(wǎng)的力量,實(shí)現(xiàn)萬(wàn)物互聯(lián)。如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)是聯(lián)系你我,讓信息的交換更加自如,物聯(lián)網(wǎng)是讓人體自身、身邊的各種自身、人所處的環(huán)境的各種鏈接,互聯(lián)網(wǎng)鏈接了信息,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的趨勢(shì),鏈接了整個(gè)物質(zhì)世界。
物聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)涉及的知識(shí)面非常廣,包括通訊技術(shù)、嵌入式、人工智能、大數(shù)據(jù),所以學(xué)起來(lái)的層次多、范圍大、分工比較細(xì)。物聯(lián)網(wǎng)從整個(gè)體系可以分為三個(gè)層:設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。
一.設(shè)備層–硬件設(shè)備
設(shè)備組件有傳感器,比如測(cè)量溫度、濕度、光照強(qiáng)度等參數(shù)的設(shè)備;也有執(zhí)行器,比如控制電路通斷的繼電器、實(shí)現(xiàn)物體移動(dòng)的馬達(dá)等。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,不僅涉及傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),而且也需要考慮通信技術(shù),比如 Wi-Fi、藍(lán)牙和蜂窩網(wǎng)絡(luò)等。
二.網(wǎng)絡(luò)層–設(shè)備與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的通信協(xié)議。
物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信仍然是基于互聯(lián)網(wǎng)的,所以底層還是 TCP/IP 協(xié)議。應(yīng)用中需要了解、掌握一些具體的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,比如 HTTP、MQTT 和 AMQP 等。在做物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候,得明確這些那些場(chǎng)景適合使用哪些協(xié)議。
三.應(yīng)用層–實(shí)現(xiàn)具體業(yè)務(wù)邏輯的地方。
除了像普通互聯(lián)網(wǎng)后臺(tái)一樣,要面對(duì)服務(wù)器框架、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、消息隊(duì)列等問(wèn)題外,物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)首先需要處理的就是海量的數(shù)據(jù)。這又可以分為三個(gè)方面:
1.數(shù)據(jù)存儲(chǔ),比如 NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)和時(shí)序數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇。
2.數(shù)據(jù)處理,比如 Spark、Flink 等大數(shù)據(jù)處理框架的不同特點(diǎn),批處理和流處理的適用場(chǎng)景等。
3.數(shù)據(jù)分析,如各類(lèi)機(jī)器學(xué)習(xí)算法,甚至 AI 的應(yīng)用。
設(shè)備層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層這三個(gè)層面的知識(shí),都是我們?cè)谠O(shè)計(jì)和實(shí)施一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的過(guò)程中需要掌握的。另外,現(xiàn)在數(shù)據(jù)隱私和系統(tǒng)安全越來(lái)越重要,它們貫穿系統(tǒng)的整個(gè)生命周期,也是需要通盤(pán)考慮的事情。
物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)有什么關(guān)系?
互聯(lián)網(wǎng)是連接人,連接人與信息。人和信息的關(guān)系就像下面這張圖所展示的:
那么,物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相比,最本質(zhì)的區(qū)別是什么呢?答案就是,設(shè)備(物)成了另一個(gè)重要的參與主體。設(shè)備跟人一樣,也是信息的生產(chǎn)者和消費(fèi)者。
這種情況下,人、信息和設(shè)備的關(guān)系可以參見(jiàn)下圖:
物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)現(xiàn)實(shí)的一套設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)交ヂ?lián)網(wǎng)的云服務(wù)器上經(jīng)過(guò)一系列的處理轉(zhuǎn)化成強(qiáng)大的生產(chǎn)力。信息的交換從人到人,擴(kuò)展成了人、物和環(huán)境。所以,物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)并不是完全割裂的,物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和延伸。
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