物聯(lián)網(wǎng)工程基礎導論知識點(diǎn)(物聯(lián)網(wǎng))
1.物聯(lián)網(wǎng)基礎知識
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分。
其英文名稱(chēng)是“The Internet of things”。由此，顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。
這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò )；第二，其用戶(hù)端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過(guò)射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網(wǎng)絡(luò )。
2.物聯(lián)網(wǎng)工程需要哪些基礎
物聯(lián)網(wǎng)工程的工程師有很多方向，不同方向所需要的基礎也不一樣。
如果以具體從業(yè)方向定的話(huà)，硬件設計師、嵌入式固件開(kāi)發(fā)人員、無(wú)線(xiàn)通訊專(zhuān)家 、后端開(kāi)發(fā)人員 、前端開(kāi)發(fā)人員 、應用開(kāi)發(fā)人員 、自動(dòng)化與系統集成工程師 、數據科學(xué)家等。1.硬件設計師：大多數物聯(lián)網(wǎng)項目都涉及某種形式的定制硬件設計。
硬件的復雜度因項目而異。在某些情況下，使用硬件模塊和參考設計，基礎知識和電氣工程知識就足夠了。
而有些更復雜的項目則需要更多的經(jīng)驗和專(zhuān)業(yè)知識。常見(jiàn)的技術(shù)基礎需要印刷電路板（PCB）設計、無(wú)線(xiàn)電頻率與天線(xiàn)設計、時(shí)鐘，信號路由相關(guān)的經(jīng)驗、低功耗設計和功耗優(yōu)化等 2.嵌入式固件開(kāi)發(fā)人員：讓硬件發(fā)揮作用，你就需要嵌入式開(kāi)發(fā)人員。
他們是從事最底層、最接近裸機硬件的軟件開(kāi)發(fā)人員。這樣的軟件稱(chēng)為固件（介于軟件和硬件之間的固件）。
一般這些開(kāi)發(fā)人員的背景結合了電氣工程、計算機體系結構和軟件開(kāi)發(fā)。嵌入式開(kāi)發(fā)人員的工作需要與最終硬件的原型版本打交道，因此通常他們的辦公桌看起來(lái)都很凌亂。
常見(jiàn)的技術(shù)基礎需要有編程語(yǔ)言（C、匯編語(yǔ)言、C++）、實(shí)時(shí)操作系統（RTOS）經(jīng)驗（FreeRTOS、Contiki、Zephyr）、嵌入式Linux、源代碼版本控制、物理和信息安全等 3.無(wú)線(xiàn)通訊專(zhuān)家：大多數物聯(lián)網(wǎng)項目都是無(wú)線(xiàn)的，但無(wú)線(xiàn)技術(shù)都很難，因為無(wú)線(xiàn)集物理與軟件的雙重復雜度于一身。通常無(wú)線(xiàn)通信專(zhuān)家都來(lái)自無(wú)線(xiàn)通信、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議和軟件開(kāi)發(fā)。
對于大型物聯(lián)網(wǎng)系統來(lái)說(shuō)，擁有無(wú)線(xiàn)通信的專(zhuān)長(cháng)才能適當地確定網(wǎng)絡(luò )與通信模式。而消費級物聯(lián)網(wǎng)系統則需要無(wú)線(xiàn)通信專(zhuān)長(cháng)來(lái)確保通過(guò)藍牙順利地將設備連接到用戶(hù)的智能手機。
常見(jiàn)的技術(shù)基礎需要有網(wǎng)絡(luò )模擬、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)格網(wǎng)絡(luò )、對無(wú)線(xiàn)傳播技術(shù)的掌握、對功耗的掌握、協(xié)議（TCP/IP、IPv4、IPv6、RPL、TLS、WiFi、藍牙、6lowpan、ZigBee、LoRA、MQTT、CoAP） 4.后端開(kāi)發(fā)人員：在物聯(lián)網(wǎng)系統中，后端需要處理數據庫和應用程序邏輯。通常，后端都部署在云主機中，并負責存儲來(lái)自物聯(lián)網(wǎng)設備的數據、對用戶(hù)進(jìn)行身份驗證、為前端以及與其他系統的集成提供API。
常見(jiàn)的技術(shù)基礎需要有編程語(yǔ)言（JavaScript、Go、Python、Ruby）、數據庫（MySQL、MongoDB、Redis）、開(kāi)發(fā)運維經(jīng)驗、云平臺（亞馬遜的AWS、Heroku、微軟的Azure） 5.前端開(kāi)發(fā)人員：大多數物聯(lián)網(wǎng)項目都有網(wǎng)頁(yè)形式的前端。用戶(hù)可以通過(guò)這類(lèi)網(wǎng)頁(yè)與系統交互。
因此，這些網(wǎng)頁(yè)需要做到易于使用、安全、可在最常見(jiàn)的Web瀏覽器中運行并保持最新?tīng)顟B(tài)。這些前端是用HTML開(kāi)發(fā)的，而且通常都會(huì )采用某些現有的JavaScript前端框架。
前端開(kāi)發(fā)人員需要通過(guò)大量輸出到網(wǎng)頁(yè)上的文本來(lái)創(chuàng )建視覺(jué)體驗。 常見(jiàn)的技術(shù)基礎需要UI/UX設計、用戶(hù)訪(fǎng)談與人機交互的經(jīng)驗、HTML、CSS、Javascript、Web開(kāi)發(fā)框架（Vue.js、React、Bootstrap） 6.應用開(kāi)發(fā)人員：許多面向用戶(hù)的物聯(lián)網(wǎng)項目都需要使用移動(dòng)應用作為用戶(hù)界面。
隨著(zhù)項目的推進(jìn)，移動(dòng)應用體驗的重要性越來(lái)越突出。通常，我們需要開(kāi)發(fā)和維護兩個(gè)版本：iOS和Android。
有時(shí)也可以開(kāi)發(fā)混合原生應用（通常用HTML開(kāi)發(fā)）。大多數應用開(kāi)發(fā)人員都清楚原生與混合框架的優(yōu)缺點(diǎn)。
常見(jiàn)的技術(shù)基礎需要Android、iOS開(kāi)發(fā)原生/混合框架（Phonegap/Cordova、Ionic、Angular、React、Vue）、編程語(yǔ)言（Java、Swift、Objective C、JavaScript） 7.自動(dòng)化與系統集成工程師：許多物聯(lián)網(wǎng)項目都需要與現有軟件集成。軟件集成是一項經(jīng)常被低估的任務(wù)，我們常常需要花費大量精力，運用一套特定的技術(shù)才能取得成功。
此外，一旦軟件集成開(kāi)始，你就必須確保集成保持正常運行。這時(shí)我們就需要采用自動(dòng)測試。
系統集成和自動(dòng)化工程師需要擁有大量實(shí)踐經(jīng)驗和勇氣，因為這是一項艱巨的工作。 常見(jiàn)的技術(shù)基礎需要自動(dòng)測試框架（Jenkins、Mocha、Travis）、REST API、編程語(yǔ)言（Javascript、Java、Python、Bash） 8.數據科學(xué)家：物聯(lián)網(wǎng)項目都需要圍繞數據展開(kāi)，而且你需要充分利用這些數據。
在項目的早期階段，這部分的工作可能很簡(jiǎn)單，只需將關(guān)鍵績(jì)效指標放入Excel工作表中進(jìn)行比較即可。但是隨著(zhù)項目的發(fā)展，你需要針對數據展開(kāi)更深入的分析。
這時(shí)就需要數據科學(xué)家的幫忙。數據科學(xué)家可以通過(guò)復雜的數據，尋找模式以及可付諸行動(dòng)的信息，而這才是數據的最終價(jià)值。
常見(jiàn)的技術(shù)基礎需要統計、人工智能、機器學(xué)習、數據挖掘、編程語(yǔ)言（Matlab、R、Python）。
3.物聯(lián)網(wǎng)工程,學(xué)的有哪些方面,都有哪些知識
要想成為系統的的物聯(lián)網(wǎng)工程師需要系統學(xué)習。由淺入深地對嵌入式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及Linux平臺全面掌握，能夠獨立勝任物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)、嵌入式Linux應用開(kāi)發(fā)、5G周邊產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、底層系統開(kāi)發(fā)、設備驅動(dòng)開(kāi)發(fā)、從終端到云技術(shù)開(kāi)發(fā)以及Linux衍生產(chǎn)品等多方面工作。可以更加系統的了解嵌入式物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)行業(yè)知識。
具體所學(xué)知識包括：
1.嵌入式C語(yǔ)言高級編程及行業(yè)應用
2.各常用數據結構與算法相關(guān)知識，以及面向接口的編程
3.GUI圖形庫應用開(kāi)發(fā)技術(shù)
4.Linux操作系統使用
5.Linux系統編程
6.Linux系統網(wǎng)絡(luò )編程
7.Linux網(wǎng)絡(luò )路由及數據交換技術(shù)
8.嵌入式數據庫
9.嵌入式C++語(yǔ)言編程，以及面向模板庫的應用開(kāi)發(fā)
10.OpenCV、OpenGL等圖像處理
11.AI模型訓練及場(chǎng)景定位識別應用
12.RFID場(chǎng)景應用
13.zigbee低功耗網(wǎng)絡(luò )技術(shù)
14.Bluebooth組網(wǎng)技術(shù)
15.MQTT云平臺搭建技術(shù)
16.NB-IOT各大云平臺通信技術(shù)
17.基于5G技術(shù)的嵌入式物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應用
18.ARM體系結構
19.Bootloader啟動(dòng)過(guò)程
20.常見(jiàn)Bootloader源碼及平臺移植
21.嵌入式Linux內核裁減以及移植
22.嵌入式Linux平臺搭建技術(shù)及技巧
23.Android ROM包制作流程
24.Android底層驅動(dòng)開(kāi)發(fā)
25.嵌入式從8位到64位硬件底層開(kāi)發(fā)
26.嵌入式Linux設備驅動(dòng)移植以及開(kāi)發(fā)
如果有機會(huì )通過(guò)十個(gè)左右的大項目實(shí)踐，掌握物聯(lián)網(wǎng)+嵌入式實(shí)際項目案例開(kāi)發(fā)流程，提高研發(fā)技能。
4.物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識
物聯(lián)網(wǎng)架構可分為三層：感知層、網(wǎng)絡(luò )層和應用層。
感知層由各種傳感器構成，包括溫濕度傳感器、二維碼標簽、RFID標簽和讀寫(xiě)器、攝像頭、紅外線(xiàn)、GPS等感知終端。感知層是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來(lái)源。
網(wǎng)絡(luò )層由各種網(wǎng)絡(luò )，包括互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò )管理系統和云計算平臺等組成，是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)的中樞，負責傳遞和處理感知層獲取的信息。應用層是物聯(lián)網(wǎng)和用戶(hù)的接口，它與行業(yè)需求結合，實(shí)現物聯(lián)網(wǎng)的智能應用。
其核心技術(shù)又可以細分為六層，如右圖： 和傳統的互聯(lián)網(wǎng)相比，物聯(lián)網(wǎng)有其鮮明的特征。首先，它是各種感知技術(shù)的廣泛應用。
物聯(lián)網(wǎng)上部署了海量的多種類(lèi)型傳感器，每個(gè)傳感器都是一個(gè)信息源，不同類(lèi)別的傳感器所捕獲的信息內容和信息格式不同。傳感器獲得的數據具有實(shí)時(shí)性，按一定的頻率周期性的采集環(huán)境信息，不斷更新數據。
其次，它是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò )。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要基礎和核心仍舊是互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)各種有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )與互聯(lián)網(wǎng)融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準確地傳遞出去。
在物聯(lián)網(wǎng)上的傳感器定時(shí)采集的信息需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò )傳輸，由于其數量極其龐大，形成了海量信息，在傳輸過(guò)程中，為了保障數據的正確性和及時(shí)性，必須適應各種異構網(wǎng)絡(luò )和協(xié)議。還有，物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接，其本身也具有智能處理的能力，能夠對物體實(shí)施智能控制。
物聯(lián)網(wǎng)將傳感器和智能處理相結合，利用云計算、模式識別等各種智能技術(shù)，擴充其應用領(lǐng)域。從傳感器獲得的海量信息中分析、加工和處理出有意義的數據，以適應不同用戶(hù)的不同需求，發(fā)現新的應用領(lǐng)域和應用模式。
此外，物聯(lián)網(wǎng)的精神實(shí)質(zhì)是提供不拘泥于任何場(chǎng)合，任何時(shí)間的應用場(chǎng)景與用戶(hù)的自由互動(dòng)，它依托云服務(wù)平臺和互通互聯(lián)的嵌入式處理軟件，弱化技術(shù)色彩，強化與用戶(hù)之間的良性互動(dòng)，更佳的用戶(hù)體驗，更及時(shí)的數據采集和分析建議，更自如的工作和生活，是通往智能生活的物理支撐。 這里的“物”要滿(mǎn)足以下條件才能夠被納入“物聯(lián)網(wǎng)”的范圍：1、要有數據傳輸通路；2、要有一定的存儲功能；3、要有CPU;4、要有操作系統；5、要有專(zhuān)門(mén)的應用程序；6、遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議；7、在世界網(wǎng)絡(luò )中有可被識別的唯一編號。
物聯(lián)網(wǎng)概念這幾年可謂是炙手可熱，物聯(lián)網(wǎng)家電也是風(fēng)生水起，從狹義上講，物聯(lián)網(wǎng)家電是指應用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家電產(chǎn)品。從廣義上講，是指能夠與互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對其進(jìn)行控制、管理的家電產(chǎn)品，并且家電產(chǎn)品本身與電網(wǎng)、使用者、處置的物品等能夠實(shí)現物物相聯(lián)，通過(guò)智慧的方式，達成人們追求的低碳、健康、舒適、便捷的生活方式。
物聯(lián)網(wǎng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)的基礎上，利用RFID、無(wú)線(xiàn)數據通信等技術(shù)，構造一個(gè)覆蓋世界上萬(wàn)事萬(wàn)物的“Internet of Things”。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò )中，物品（商品）能夠彼此進(jìn)行“交流”，而無(wú)需人的干預。
其實(shí)質(zhì)是利用射頻自動(dòng)識別（RFID）技術(shù)，通過(guò)計算機互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現物品（商品）的自動(dòng)識別和信息的互聯(lián)與共享。而RFID，正是能夠讓物品“開(kāi)口說(shuō)話(huà)”的一種技術(shù)。
在“物聯(lián)網(wǎng)”的構想中，RFID標簽中存儲著(zhù)規范而具有互用性的信息，通過(guò)無(wú)線(xiàn)數據通信網(wǎng)絡(luò )把它們自動(dòng)采集到中央信息系統，實(shí)現物品（商品）的識別，進(jìn)而通過(guò)開(kāi)放性的計算機網(wǎng)絡(luò )實(shí)現信息交換和共享，實(shí)現對物品的“透明”管理。物聯(lián)網(wǎng)的含義 從兩化融合這個(gè)角度分析物聯(lián)網(wǎng)的涵義：其一：工業(yè)化的基礎是自動(dòng)化，自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展了近百年，理論、實(shí)踐都已經(jīng)非常完善了。
特別是隨著(zhù)現代大型工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的不斷興起和過(guò)程控制要求的日益復雜營(yíng)運而生的DCS控制系統，更是計算機技術(shù)，系統控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)和多媒體技術(shù)結合的產(chǎn)物。DCS的理念是分散控制，集中管理。
雖然自動(dòng)設備全部聯(lián)網(wǎng)，并能在控制中心監控 信息而通過(guò)操作員來(lái)集中管理。但操作員的水平?jīng)Q定了整個(gè)系統的優(yōu)化程度。
有經(jīng)驗的操作員可以使生產(chǎn)最優(yōu)，而缺乏經(jīng)驗的操作員只是保證了生產(chǎn)的安全性。是否有辦法做到分散控制，集中優(yōu)化管理？需要通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)根據所有監控信息，通過(guò)分析與優(yōu)化技術(shù)，找到最優(yōu)的控制方法，是物聯(lián)網(wǎng)可以帶給DCS控制系統的。
其二：IT信息發(fā)展的前期其信息服務(wù)對象主要是人，其主要解決的問(wèn)題是解決信息孤島問(wèn)題。當為人服務(wù)的信息孤島問(wèn)題解決后，是要在更大范圍解決信息孤島問(wèn)題。
就是要將物與人的信息打通。人獲取了信息之后，可以根據信息判斷，做出決策，從而觸發(fā)下一步操作；但由于人存在個(gè)體差異，對于同樣的信息，不同的人做出的決策是不同的，如何從信息中獲得最優(yōu)的決策？另外物獲得了信息是不能做出決策的 ，如何讓物在獲得了信息之后具有決策能力？智能分析與優(yōu)化技術(shù)是解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)手段，在獲得信息后，依據歷史經(jīng)驗以及理論模型，快速做出最優(yōu)決策。
數據的分析與優(yōu)化技術(shù)在兩化融合的工業(yè)化與信息化方面都有旺盛的需求。物聯(lián)網(wǎng)智庫認為物聯(lián)網(wǎng)的定義源于IBM的智慧地球方案，十二五規劃中九大試點(diǎn)行業(yè)全部都是行業(yè)的智能化。
無(wú)論智慧方案，還是智能行業(yè)，智能的根本離不開(kāi)數據分析與優(yōu)化技術(shù)。數據的分析與優(yōu)化是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是。
5.簡(jiǎn)述物聯(lián)網(wǎng)涉及知識~
物聯(lián)網(wǎng)（The Internet of things）的定義是：通過(guò)射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網(wǎng)絡(luò )。物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡(luò )；第二，其用戶(hù)端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。
EPC網(wǎng)絡(luò )的關(guān)鍵技術(shù)包括：
EPC編碼：長(cháng)度為64位、96位和256位的ID編碼，出于成本的考慮現在主要采用64位和96位兩種編碼。EPC編碼分為四個(gè)字段，分別為：①頭部，標識編碼的版本號，這樣就可使電子產(chǎn)品編碼采用不同的長(cháng)度和類(lèi)型；②產(chǎn)品管理者，如產(chǎn)品的生產(chǎn)商；③產(chǎn)品所屬的商品類(lèi)別；④單品的唯一編號。
Savant，介于閱讀器與企業(yè)應用之間的中間件，為企業(yè)應用提供一系列計算功能。它首要任務(wù)是減少從閱讀器傳往企業(yè)應用的數據量，對閱讀器讀取的標簽數據進(jìn)行過(guò)濾、匯集、計算等操作，同時(shí)Savant還提供與ONS、PML服務(wù)器、其他Savant互操作功能。
對象名字服務(wù)，類(lèi)似于域名服務(wù)器DNS,ONS提供將EPC編碼解析為一個(gè)或一組URLs的服務(wù)，通過(guò)URLs可獲得與EPC相關(guān)產(chǎn)品的進(jìn)一步信息。
信息服務(wù)，以PML格式存儲產(chǎn)品相關(guān)信息，可供其他的應用進(jìn)行檢索，并以PML的格式返回。存儲的信息可分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是與時(shí)間相關(guān)的歷史事件記錄，如原始的RFID閱讀事件（記錄標簽在什么時(shí)間，被哪個(gè)閱讀器閱讀），高層次的活動(dòng)記錄如交易事件（記錄交易涉及的標簽）等；另一類(lèi)是產(chǎn)品固有屬性信息，如產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間、過(guò)期時(shí)間、體積、顏色等。
物理標示語(yǔ)言，PML是在XML的基礎上擴展而來(lái)，被視為描述所有自然物體、過(guò)程和環(huán)境的統一標準。在EPC網(wǎng)絡(luò )中，所有有關(guān)商品的信息都以物理標示語(yǔ)言PML來(lái)描述，是EPC網(wǎng)絡(luò )信息存儲和交換的標準格式。
