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学习物联网专业以后出去干什么?

硬件攻城狮 2021-06-25 16:09 次阅读

物联网的概念已经被炒了好多年了,奇怪的是:市场中对这个概念的反应总是不愠不火。

随着5G 的迅速普及,不知道是否能够再次把这个领域带火起来。

但是不管怎样,很多大学已经把物联网这个专业给坐实了。

前几天,一位大一的小伙伴私信我:进入物联网专业已经快一年时间了,却不知道以后出去干什么?

这篇文章,我们就从开发者的角度,来简单看一下物联网这个领域使用了哪些技术栈、有哪些开发工作。

物联网系统

如果从软件开发岗位的角度来对这几个模块进行划分的话,这个系统中主要包括:

前端、后端开发:负责物联网平台和业务应用的开发;

嵌入式软件:主要是设备端的开发,这部分根据使用的不同技术(或者说硬件模块),又可以分为很多不同的子领域;

移动端开发:Android APP, iOS APP, H5 小程序,还有目前的鸿蒙系统APP。

设备端的开发

这里描述的设备,还是属于比较狭隘的范畴,仅仅包含了具有通信功能的物理硬件实体。

如果从广义的物联网来看,任何物品,只要能够接入网络,都可以称之为设备,或者称之为 thing。

比如:把一件衣服附上一个电子标签,也是物联网的一个小分子。

我们这里,仍旧以传统意义上的设备来讲解,比如:智慧路灯,智能手表,智能家居里的门磁、报警器等等。

对设备端的开发进行分类的话,从通信方式这个角度来进行划分比较清晰。

一个设备要想接入到网络,肯定需要通信功能,包括:有线通信,无线通信

在一些传统行业,或者对通信质量要求比较高的场景下,部署有线网络还是比较常见的,例如一些工业场景中。

对于一些民用领域,大部分还是以无线通信为主。

1. 不需要网关的设备

这一类设备,利用 2G/3G/4G 基站来进行数据的传输,

也就是 单片机+通信模块的方式。

通信模块包括:GPRS 模块、4G 模块、NB-IoT 等等。

在开发这一类产品的时候,单片机负责产品的功能部分;通信模块负责通信部分。

单片机与通信模块之间,在硬件上通过 UART 口通信居多,在协议上可以通过 AT 指令,或者其他的一些专有协议。

近几年,在传统的消费类电子产品上,添加一个通信模块,让产品达到连网的功能,还是比较流行的。

这一类的产品的软件开发工作,与一般的单片机开发并无两样。无非是增加了一些通过网络来上报数据,或者从网络接收控制指令。

只要熟悉所使用的通信协议即可。

上面的这种产品形态,需要对硬件进行重新设计,比较适合从零开始的产品开发。

那么对于那些已有的产品,如果想连接到物联网平台上,但是又不想重新设计,又该怎么办呢?

有需求就有供给!

比如:一些扫地机、吸尘器的厂商,由于找不到其他可以创新、突破的点,于是就开始内卷,纷纷加上连网的功能。

他们直接在产品中,添加一个 ESP8266 或者 ESP32 模组,就立刻升级成一个智能产品,多么高大上。当然了, 价格也同样高大上起来了!

ESP8266 或者 ESP32 与一般的通信模组有一点不一样:它是一个完整的单片机,只不过它们的主要用途就是专门用来解决通信问题,而不是一般的功能控制。

2. 需要网关的设备

如果提到智能家居,可能大部分的人会想到一个词语 ZigBee,这是一个局域网的无线通信协议,大概在 2005 年左右就开始在智能家居中崭露头角了。

与 ZigBee 类似的无线通信协议还有:ZWave、RF433、BLE 等等。

它们的作用都是类似的:都是为了让多个设备能够组网,节点之间以多跳的方式传输数据,达到通信的目的。

这些数据最终会汇总到一个叫做网关的设备,然后与云端的服务器进行通信。

这一类产品的开发,包括:网关开发 和 设备开发这两种。

网关的开发稍微复杂一些。从功能上来说,网关需要实现:

设备的管理(与物联网平台的设备管理不是一个概念);

规则引擎(在断网的状态下实现场景联动等功能);

通信协议转换(把物理网平台的通信协议转成设备私有协议);

有些网关中,还会集成不同的无线通信协议模块,比如:把 ZigBee、BLE、红外等功能,集成在一个网关中,这样的话,不同通信方式的设备就可以在一个系统中共存了。

此时,网关就要做更多的工作:

上行链路(连接到云平台):需要做到协议的统一,也就是说云平台才不关系下面到底是什么样的无线通信技术,云平台只会以统一的数据格式来表示每个设备;

下行链路(连接到设备):协议转换,把云平台发来的统一的数据格式,转换成不同的无线通信协议特有的数据格式;

设备的开发工作就相对纯粹一点了,它只需要处理某一种无线协议即可。

这一类设备的开发,一般都是使用相应的通信模组,底层的协议栈都是提供好的。

开发者需要做的工作主要就是熟悉应用层的通信协议,完成指令的解析和数据上报工作。

3. WiFi 类设备

这一类产品最常见的就是各种品牌的网络摄像头(IPCamera),比如:小米、360、萤石等等。

摄像头如果作为一个单品来使用,只要把家中的 WiFi SSID 和 密码配置到摄像头中,就可以使用官方的 APP 来远程查看实时画面了。

如果把摄像头集成在一个智能家居的系统中,就需要二次开发。

摄像头厂家一般都会提供 SDK,作为开发者需要做的事情就是:调用 SDK 中的 API 函数,获取实时画面、发送指令控制摄像头云台转动。

这里有一个底层的技术很有意思:P2P 网络穿透。

我们买来一个网络摄像机,是不可能有一个独立的 IP 地址的。也就是说:其他设备(手机)是没办法通过 IP:PORT 的编程方式,直接连接到摄像头的。

但是为了实时画面的传输质量,为了减轻服务器的转发压力,手机最好可以直接与摄像头建立 TCP 通信。

此时,P2P 网络穿透给这种需求提供了可能。

在早期的时候,深圳有大批的摄像头厂商使用的都是 TUTK 这家公司的 P2P 网络穿透服务。

在 P2P Master(就是一台服务器)的协助下,实现移动端与摄像头之间的网络穿透,直接建立 TCP 连接。

物联网平台开发

物联网平台,作为连接业务应用和设备的中间层,屏蔽了各种复杂的设备接口,实现设备的快速接入。

目前,做的比较大的就是那么几家巨头:亚马逊的 AWS 平台,阿里云、腾讯、华为的物联网平台。

以上这几家的物联网平台,仅仅是他们的云平台中的一个组成部分。

它们的目标就是提供一个通用的通信标准和 SDK,快速的接入各种硬件设备,通过设备接入数量、通信数据的流量,以及提供各种业务层的服务来赚钱。

另外,还有一些下一梯队的公司,开发了自己的、专门针对物联网领域的平台。由于知名度不高,只能以合作开发项目的形式来吸引硬件设备的接入。

从开发的角度来看,物联网平台的开发技术栈主要是后台开发。由于这部分技术栈我不太熟悉,就不去深入讨论了。

物联网平台最宝贵的就是数据,如何利用这些数据,这就是业务应用的事情了。

业务应用开发

所谓的业务应用,简单来说,就是通过调用物联网平台提供的 API,实现设备管理、数据上报、命令下发等业务场景。

设备管理是在设备接入基础上,提供了更丰富完备的设备管理能力,简化海量设备管理复杂性,提升管理效率。

从物联网平台的设备和数据中,可以衍生出各种不同的业务应用场景,这就要根据实际的系统功能来进行按需开发了。

比如:智慧城市、智慧照明、智慧工业、车联网等行业应用。

涉及到的技术栈是:前端和后端开发。

责任编辑:haq

原文标题:从程序员的角度,来拆解物联网系统中的开发工作

文章出处:【微信号:mcu168,微信公众号:硬件攻城狮】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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NCP176 LDO稳压器 500 mA 超低压降 高PSRR 带使能

是一款超低压差稳压器,可提供高达0.5 A的负载电流,并在25°C时保持0.8%的出色输出电压精度。工作输入电压范围为1.4 V至5.5 V,使该器件适用于锂离子电池供电产品以及后调节应用。该产品提供3.3 V固定输出电压选项,其他电压选项可根据要求提供,范围为0.7 V至3.6 V.NCP176具有完全的过热保护和输出短路保护。小型6引脚XDFN6 1.2 mm x 1.2 mm封装使该设备特别适用于空间受限的应用程序。 特性 优势 1.4 V至5.5 V工作输入电压范围 适用于锂离子电池或后调节应用 几种固定输出电压可根据要求提供的选项和其他选项范围为0.7 V至3.6 V 设计灵活性 Typ的低静态电流。 60μA 延长电池寿命 极低压降:130 mV典型值。在Iout = 0.5 A(2.5V版本) 扩展电池范围 1 kHz PSRR时高75 dB 适用于噪声敏感电路 内部软启动 限制浪涌电流 室温下±0.8%精度 高输出电压精度 热关断和限流保护 保护产品和系统免受损坏 使用小型1μF陶瓷电容器稳定 节省PCB空间和系统成本 应用 终端产品 电池供电设备 便携式通信设备 相机,...
发表于 07-29 22:02 2814次 阅读

PEX 9781 81通道,21端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

Broadcom通过其ExpressFabric计划和硬件与软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。   业界首创的ExpressFabric平台可实现高性能,低延迟,可扩展,基于Gen3 PCI Express的经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并使用标准PCIe枚举–使多个主机能够驻留在单个基于PCIe的网络上。以前PCIe设备上没有的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:19 376次 阅读
PEX 9781 81通道,21端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

PEX 9716 16通道,5端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

Broadcom通过其ExpressFabric计划和硬件与软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。   业界首创的ExpressFabric平台可实现高性能,低延迟,可扩展,基于Gen3 PCI Express的经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并使用标准PCIe枚举–使多个主机能够驻留在单个基于PCIe的网络上。以前PCIe设备上没有的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 128次 阅读
PEX 9716 16通道,5端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

PEX 9765 65通道,17端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

Broadcom通过ExpressFabric计划和硬件和软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。业界首款ExpressFabric平台可实现基于Gen3 PCI Express的高性能,低延迟,可扩展,经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并允许多个主机使用标准PCIe枚举驻留在单个基于PCIe的网络上 - 这是PCIe设备以前无法提供的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 278次 阅读
PEX 9765 65通道,17端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

PEX 9749 49通道,13端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

Broadcom通过ExpressFabric计划和硬件和软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。业界首款ExpressFabric平台可实现基于Gen3 PCI Express的高性能,低延迟,可扩展,经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并允许多个主机使用标准PCIe枚举驻留在单个基于PCIe的网络上 - 这是PCIe设备以前无法提供的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 187次 阅读
PEX 9749 49通道,13端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

PEX 8311 x1 Lane PCI Express Bridge,21 x 21mm PBGA

ExpressLane™ PEX 8311单通道PCI Express(PCIe)至32位,66MHz通用本地总线桥接器提供这两种标准之间的完整协议转换。该设备使用户能够为各种应用添加可扩展的高带宽互连,包括通信线卡,监控系统,工业控制,IP媒体服务器和医疗成像。许多嵌入式系统设计,Root Complex或基于EndPoint,现在利用PCI现在可以轻松迁移到PCIe。 PCIe接口符合PCI Express规范r1.0a。此外,该桥具有双独立的全功能DMA引擎,可从本地处理器卸载将数据从桥的一侧移动到另一侧所涉及的开销任务。吞吐量增强功能(如预读模式,可编程读取预取计数器和深度FIFO缓冲器)允许零等待状态突发速率高达264MB /秒。其他增强功能,如即时端接交换,多个GPIO和邮箱/门铃寄存器,增强了设计的易用性。 PEX 8311采用21 x 21mm 337引脚PBGA封装。该器件采用无铅封装。...
发表于 07-04 10:18 485次 阅读
PEX 8311 x1 Lane PCI Express Bridge,21 x 21mm PBGA

PEX 9733 33通道,9端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

Broadcom通过其ExpressFabric计划和硬件与软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。   业界首创的ExpressFabric平台可实现高性能,低延迟,可扩展,基于Gen3 PCI Express的经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并使用标准PCIe枚举–使多个主机能够驻留在单个基于PCIe的网络上。以前PCIe设备上没有的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:18 302次 阅读
PEX 9733 33通道,9端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

PEX 9797 97通道,25端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

Broadcom通过其ExpressFabric计划和硬件与软件平台扩展了PCIe的范围,用作数据中心和云计算的结构。 ExpressFabric可以消除机架内昂贵的桥接设备,例如将本机PCIe转换为以太网并返回PCIe的适配卡。然而,ExpressFabric可与机架内使用的其他标准以及机架到机架的连接无缝协作。   业界首创的ExpressFabric平台可实现高性能,低延迟,可扩展,基于Gen3 PCI Express的经济高效的结构功能。该平台提供了与标准SR-IOV或多功能设备共享I / O的能力,并使用标准PCIe枚举–使多个主机能够驻留在单个基于PCIe的网络上。以前PCIe设备上没有的功能。主机通过类似以太网的DMA进行通信,并使用标准主机,端点和应用软件进行通信。...
发表于 07-04 10:17 471次 阅读
PEX 9797 97通道,25端口,PCI Express Gen3 ExpressFabric平台

BCM89559 采用集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的安全汽车以太网交换机

Broadcom BCM89559是一款高度集成的BroadR-Reach®多层开关设备,专为车载网络应用而设计。该设备内置BroadR-Reach®支持100BASE-T1和千兆位MAC接口的PHY。该设备具有安全启动和安全功能。除了所有Broadcom汽车以太网交换机中的高级安全功能外,还具有安全的通信功能。 功能 功能齐全的汽车以太网交换机,集成了100BASE-T1和100 -TX PHY IEEE AVB协议栈(IEEE 802.1AS时间同步和IEEE 802.1Qat SRP) 用于高级安全性的线速数据包过滤 固件损坏是通过支持安全启动和信任圈来防止。 小心控制从外部访问设备,以防止未经身份验证的配置更改。 符合汽车AEC-Q100认证 应用程序 汽车ADAS,信息娱乐,网关...
发表于 07-04 10:14 1718次 阅读
BCM89559 采用集成BroadR-Reach®100BASE-T1 PHY的安全汽车以太网交换机

BCM5862X-SERIES StrataGX™通信处理器,具有可编程加速,安全和存储接口

旨在优化5G WiFi,IEEE 802.11ac标准,基于ARM®的StrataGX™ BCM58522系列将高达10倍的处理能力与先进的架构功能相结合,可实现安全,应用感知的统一有线和无线企业网络。    连接到云的设备数量的增加导致对高效企业和中小型企业(SMB)网络的需求增加,以结合各种功能来保护企业免受恶意软件和盗窃。支持个人云服务(如远程访问文件或媒体内容)的网络附加存储(NAS)设备要求这些设备支持存储以及高速5G WiFi接入。每个设备的中心是一个高性能的1.2GHz ARM®的Cortex-A9和贸易;双核处理器。 StrataGX™ BCM5862x系列包括: 高达1.2GHz的单核和双核Cortex-A9 CPU,每个CPU具有32KB的指令和数据缓存,512KB的L2缓存,支持ECC,集成开关和GPHY ,以及高速I / O和存储器接口 BCM5862x系列中的所有产品都包含一个可编程数据包加速器,用于卸载主CPU内核。该加速器由第三个ARM内核Cortex-R5™组成,具有自己的本地内存,可用于RAID / XOR加速,CAPWAP / DTLS和其他网络协议 StrataGX BCM58622和BCM58623支持16位宽存储器接口,最...
发表于 07-04 10:12 201次 阅读
BCM5862X-SERIES StrataGX™通信处理器,具有可编程加速,安全和存储接口

XLP800 SERIES XLP832和XLP816多核,多线程处理器系列

Broadcom业界领先的多核,多线程XLR ® 处理器系列的第三代架构增强。 Broadcom XLP ® 800系列处理器是高度可扩展的设备,包含高端通信系统的关键功能,包括有线和无线安全,网络,存储,数据中心加速,负载平衡和其他加速引擎。 XLP 800系列处理器采用40 nm技术制造,处理器内核频率从500 MHz到1.5 GHz以上,与之前的XLR ® 相比,每瓦性能提高3倍。 XLP800系列软件向后兼容XLR和XLS ® 处理器系列。 XLP800系列包括:带有32个虚拟CPU的XLP832 带有16个虚拟CPU的XLP816 功能 带有多达8个EC4400处理器核心供电XLP800系列处理器为数据平面和控制平面应用提供最佳性能。 EC4400核心架构保持了经过现场验证的多线程功能,可为面向吞吐量的数据平面处理提供最高性能。 XLP800系列处理器包含MOESI +连贯的三级缓存架构。每个EC4400内核都包含一个专用的64 KB指令缓存,一个32 KB L1数据缓存和一个512 KB 8路组关联二级缓存 XLP800系列处理器包含一个高性能内存子系统带有四个片上72位DDR3内存控制器,带宽为51.2 GBps(每秒千兆字节) 低延迟,高速快速消息网络(FMN)允许...
发表于 07-04 10:11 186次 阅读
XLP800 SERIES XLP832和XLP816多核,多线程处理器系列

XLP400 SERIES XLP432和XLP416多核,多线程处理器系列

采用40 nm技术制造,处理器内核频率从500 MHz到1.5 GHz以上,与XLR ®相比,每瓦性能提升3倍。 前身。 Broadcom XLP400系列处理器是高度可扩展的设备,集成了高端通信系统的关键功能,包括有线和无线安全,网络,存储,数据中心加速,负载平衡和其他加速引擎。 XLP400系列软件向后兼容XLR ® 和XLS ® 处理器系列。 XLP400系列包括:带有32个虚拟CPU的XLP432 带有16个虚拟CPU的XLP416< 功能 最多有8个EC4400处理器内核该处理器为XLP® 400系列供电,可为数据平面和控制平面应用提供最佳性能。 EC4400核心架构保持了经过现场验证的多线程功能,可为面向吞吐量的数据平面处理提供最高性能。 XLP400系列处理器包含MOESI +连贯的三级缓存架构。每个EC4400内核都包含一个专用的64 KB指令高速缓存,一个32 KB L1数据高速缓存和一个512 KB 8路组关联二级高速缓存 XLP400系列处理器包含一个高性能内存子系统带有四个片上72位DDR3内存控制器,带宽为51.2 GBps(每秒千兆字节) 低延迟,高速快速消息网络(FMN)允许非侵入式通信和控制VirtuCores,加速引擎和I / O之间的消息传递 ...
发表于 07-04 10:11 271次 阅读
XLP400 SERIES XLP432和XLP416多核,多线程处理器系列

PEX 8750 48通道,12端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA

ExpressLane™ PEX8750是采用40nm技术开发的48通道,12端口,PCIe Gen3交换机设备。 PEX8750提供多主机PCI Express交换功能,使用户能够通过可扩展,高带宽,无阻塞的互连将多个主机连接到各自的端​​点,以实现各种应用,包括服务器,存储,通信和图形平台。除了高通道数/通道数,该器件还提供两个NT端口和时钟隔离功能。由于它们具有向后兼容性,在混合(Gen1,Gen2和Gen3)系统中使用PCIe Gen3交换机进行设计,使设计人员能够在迁移到下一代端点时为其完整的Gen3启用设计提供面向未来的设计。 PEX8750非常适合扇出,聚合和点对点流量模式。其中包括PLX专有的visionPAK调试软件,该软件允许在均衡后进行内部接收眼观察,并可访问器件的内部调试寄存器,从而加快产品上市速度。...
发表于 07-04 09:50 614次 阅读
PEX 8750 48通道,12端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA

PEX 8749 48通道,18端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA

ExpressLane™ PEX 8749是一款采用40纳米技术开发的48通道18端口PCIe Gen 3交换设备。 PEX 8749提供多主机PCI Express交换功能,使用户能够通过可扩展,高带宽,无阻塞的互连将多个主机连接到各自的端​​点,以连接各种应用,包括服务器,存储,通信和图形平台。除了高端口数,该器件还提供片上DMA引擎,两个NT端口和时钟隔离功能。由于它们具有向后兼容性,在混合(Gen1,Gen2和Gen3)系统中使用PCIe Gen3交换机进行设计,使设计人员能够在迁移到下一代端点时为其完整的Gen3启用设计提供面向未来的设计。 PEX 8749非常适合扇出,聚合和点对点流量模式。其中包括PLX专有的visionPAK调试软件,该软件允许在均衡后进行内部接收眼观察,并可访问器件的内部调试寄存器,从而加快产品上市速度。...
发表于 07-04 09:50 527次 阅读
PEX 8749 48通道,18端口PCI Express Gen 3(8 GT / s)开关,27 x 27mm FCBGA