什么是物联网技术?

2023-05-28 0 595

物联网基本概念最先与1999年由美国MIT提出,2013年其间物联网在国内崩坏并开始讯猛产业发展发展,如今,大家对物联网应用领域领域基本概念文本有了一定的知觉。

什么是物联网技术?

此次撷取我们涌进在物联网的当代和核心技术两方面,操作过程中包涵了一些问题与思索。

简而言之天地万物相连接 相连接 约莫物联网的产业发展发展操作过程大体分成两个阶段,消费网络助推产业发展网络,再变异到物联网。

比如:共享单车、智能化电表、智能化云卫浴等都是物联网应用领域领域的众所周知的事例,车联网、自动驾驶、智能化工业等众多情景,蕰含着非常大发展潜力。

什么是物联网技术?

那么物联网是怎么实现的呢?如下表所示图是众所周知构架众所周知,三层构架

什么是物联网技术?

由交互、网络、因特网和应用领域这三层组成的构架是物联网众所周知构架众所周知,目前众多物联网情景均按照这个构架展开架设,如睿智垃圾箱、睿智并盖,睿智城市等。

交互层:物联网电子设备端、一般由电脑系统作为INS13ZD,用以贯穿民营企业的销售业务方法论,外置感应器,作用是数据采集。

网络层:网络层用于网络连接和数据传输,一般来说分成两类,两类是肉桂网络,如,4G Cat1、NB-loT;第二类亦然肉桂网络,如 Wi-fi/ 无线相连接、zigBee、LoRa。

二者的差别是,蜂巢网络间接透过PON间接连进internet,非蜂巢网络则需要一个交换机。

交换机会有专门针对企业展开研制,另一端能透过4G、5G、能玩游戏,另一侧能透过wi -Fi、无线相连接、ZiBee、LoRa 去相连接很多电子设备。

因特网层;分割成相连接管理因特网和销售业务CX600X因特网,解决销售业务总体规划,安全可靠,保护,以及数据如何储存、索引、使用等文本。

应用领域层;用于应用领域的部署、面向具体的销售业务,作用是数据呈现及客户交互。

另一种是自组网式的局域网构架,这种物联网情景不需要服务器,电子设备之间就可以实现互联。

如下表所示图,这种构架的众所周知事例:HarmonyOS 以手机为核心,构建的1+8+N全情景应用领域。

什么是物联网技术?
物联网的应用领域现状

我们选择比较热的智能化云卫浴和消费物联网,睿智城市与公共事业物联网,睿智城市与数字孪生、车联网与智能化汽车这四大方向来谈谈物联网的应用领域现状。

1、智能化云卫浴和消费物联网

消费物联网应用领域领域最众所周知的情景就是智能化卫浴,于国内华为、小米在智能化卫浴应用领域领域市场份额占比相对较多,华为的Hilink、HarmonyOs,小米的米粉卡,频繁出现在我们的工作和生活中。

2、睿智城市与公共事业物联网

公共事业物联网最众所周知的情景就是睿智城市,包涵睿智停车、睿智垃圾箱、城市噪音污染监测、井盖监测等。

3、睿智城市中有个基本概念叫做数字孪生,如下表所示图如是二者之间的关系

什么是物联网技术?

什么是数字孪生呢?就是在整个城市实物的基础之上,透过物联网的感应器采集必要数据,并对这些数据展开建模,之后把模型放到云端运行,形成一个数字化的城市模型,于我们的城市一一对应。

④车联网与智能化汽车

车联网早期就是把车相连接起来,透过调度系统展开通信,之后扩展了广告屏,也有安装实时监控。

现在的车联网大多是指自动驾驶,自动驾驶情景一般采用 V2X(自组网式的局域网)构架,与路基设施,人,其他车辆透过特定协议展开互动。

车联网应用领域领域涉及的文本很多,如 OTA、SOA、TBox 和智能化座舱的预控制器等。

物联网电子设备开发核心技术

物联网涉及的技术非常繁多,此次直播主要撷取物联网电子设备端的八大核心技术:

电脑系统软硬件开发感应器技术网络通信编程网络协议栈云因特网对接低功耗技术RTOS 网络安全可靠技术

①电脑系统软硬件开发

物联网电子设备开发,核心技能是电脑系统的软硬件开发,大体包涵电脑系统硬件电路设计、射频及天线部分硬件设计、电脑系统软件编程、I2C/SPI/UART 等通信总线编程、AD 转换软硬件生产部署与测试等核心开发,以及结构、散热、光学、机加工等配套开发。

②感应器技术

感应器技术,学习门槛相对较低,因为大多以数字感应器为主,都有数字接口,如温湿度感应器、烟感探头(烟雾感应器)、9 轴感应器(动力加速度、陀螺仪、地磁)、GNSS(GPS/Beidou/Glonass)等。

也有一些感应器是模拟的,需要用AD转换才行,比如电压检测、压力感应器等。

③网络通信编程

网络通信编程和网络通信相关,首先要懂网络编程基础知识,对基本原理有一定了解,这样在学习新模块时,才能比较快速的掌握到核心精髓。

当前,物联网模块编程会采用 AT 指令,也会间接用 socket 编程接口。电子设备之间相互链接采用应用领域层协议,如 HTTP、MQTT,也可以使用更底层的传输层协议 TCP、UDP。

④网络协议栈

CoAP 与 MQTT 是物联网常用协议,COAP 可以理解为 HTTP 针对物联网的移植版本,采用 UDP 而不是 TCP 是为了节约建立相连接的开销,数据包头采用的是二进制而不是文本编码,发送和接收可以异步展开。

MQTT 采用发布/订阅模式,展开云端管理主题,负责消息的转发,采用二进制编码方式,各终端透过 TCP 相连接到云端。

对于安全可靠要求比较高的应用领域领域,如国防、民航、工业控制应用领域领域,采用实时数据通信协议 DDS。

⑤云因特网对接

对于电脑系统开发的老工程师来说,是新知识点,一般成熟云因特网会提供接口,电子设备端按照指令流程展开对接,于电子设备端上下行展开数据编程,云因特网对接协议编程实现,在到云端展开开发(譬如华为 OC 因特网的 profile 和编解码插件)。

⑥低功耗技术

物联网情景中移动电子设备居多,供电方式为电池,所以低功耗是必须考虑的问题。

那么要如何实现低功耗呢?对于 MCU 部分,尽量选择低功耗、唤醒时间短的 MCU,适当降低系统工作频率,进入睡眠前,关掉内部所有外设。

如对晶振精度要求不高,尽量选用内部晶振,同时降低工作电压(不同的工作电压功耗不同)和降低工作温度。

对于外设部分,选择合适的供电方式,采用 LDO 供电或 DCDC 供电要权衡,选择低泄漏电流器件(MOS 管和电容等),选择低功耗的开关切换电路,切换外部模块,以及降低系统工作电压(根据伏安特性电压越高漏流越大)。

⑦RTOS

RTOS 是物联网电子设备端技术精华,当前很多电脑系统工程师都集中在学习 RTOS,当前也有很多热门的 RTOS,如华为 LiteOS、阿里 AliOS、RT-Thread、freeRTOS、uCOS2/uCOS3 和 ARM mbed/RTX 等。

那么,这么多 RTOS 在做项目时要如何选择呢?其实就考察其的配套组件和生态完善程度即可。

⑧网络安全可靠技术

物联网产品,非常注重网络安全可靠,在这方面防护方式有很多,如身份验证授权、入侵检测、冗余机制、异常行为检测、白盒密码(抵抗白盒攻击环境下的攻击)、FOTA 与区块链等。

学习物联网的建议

‍物联网的学习建议总结如下表所示:

①物联网并非单一技术,而是多项技术的组合:学习物联网的时候,首先要了解物联网的整体构架,确定学习物联网的电子设备开发,还是云端开发。

其次,选定一个行业深耕,毕竟车联网与农业物联网行业差别很大,涉及的技术也大相径庭。

②注重基础知识和核心技能,不着急做项目:当前,很多开发者是这个状态,物联网不是透过短暂学习,就能做出项目的。

成型的物联网项目门槛较高,周期长,也一定会用到细分行业里的基础知识。所以,非常不推荐过早考虑做项目,先把基础知识和核心技能掌握扎实为宜。

③注意更新知识体系,不要读死书:这点对于老工程来说,注意更新知识体系,尤为重要。因为物联网正处于持续不断的产业发展发展当中,每天都在发生变化,不断融入更多应用领域领域的高新科技。

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