掌握物联网开发技术，未来究竟有多吃香

「只要有人的地方，就有物联网技术。」我不清楚这句话的出处，我只知道有人的地方就有江湖~哈哈。我想说的是，「物联网技术」这个名词是一个很大很泛的概念，我可以说不存在这种技术，我也可以说这技术实际上就是当今电子、通信、计算机三大领域的基础技术。

我在这问题下的回答「物联网和互联网的区别和联系？」简单阐明了物联网和互联网之间的关系。请问，1994年中国接入互联网以来，我们作为互联网原著居民的90后，认为互联网技术又是一种怎样的技术呢？

我就奇了怪了，当初教育局怎么不开一个互联网技术专业？实际上现在也没必要开设互联网专业了，当今大学的计算机系本科所学的大部分内容，就是互联网会用到的技术。其中之一是Web建站技术。

Web 建站技术中，HTML、HTML5、XHTML、CSS、SQL、JavaScript、PHP、ASPNET、Web Services 是什么？ - 张秋怡的回答

什么？你们计算机系不是学这些？来来来，我电脑坏了，过来帮我修一下电脑吧~

总之，互联网是一个时代，物联网，也是一个时代。物联网技术是当今电子、通信、计算机、IT行业技术的大融合。如图，物联网技术的技术组成（简单版）。

# 物联网技术之一：单片机/嵌入式开发

智能硬件，哎，不就是单片机吗？说到底就是一个微控制器，现在出现的智能手表，调光LED灯，蓝牙开锁，WiFi插座等等，说到底不就是单片机开发嘛？单片机，电子和通信专业一般都会教51或AVR、计算机系接触不到。现在流行的Arduino也是单片机开发的一种。

但是要做一款智能硬件，技术上只会单片机编程还是不行的。哎呀嘛什么智能硬件，本质上就是一个电子产品！。所以你要开发一款能拿得出手的智能硬件，电子系统设计必须要会的！

电子系统设计（电子系统设计与实践 (豆瓣)），我不是指《电子系统设计》这本书里的内容，而是一个动手实验过程。要做智能硬件，广看书没用，只会单片机编程也不够的！真正有用的是一个实打实的课程设计，或者一个项目经历。一个电子系统设计流程一般是这样的：

硬件设计阶段：

MCU选择

电路设计（电路图）

验证电路（面包板、万用板）

电路板设计（PCB图）

送工厂打板或自己做板

元器件、物料管理（采购等）

拿到电路板后

焊接芯片和元器件

上电测试

烧写最后版本的代码到芯片里

如果你熟悉以上硬件设计阶段，并知道要做什么事情，已经是一个合格的单片机硬件工程师了哈~接下来就是单片机软件工程师的事情了，单片机软件一般都不会太复杂，有的还是不用上 *** 作系统的裸机开发，做过单片机课程设计的学生都懂。

软件设计流程：

确定软件架构（主循环？状态机轮询？）

编写软件

调试代码（开发板或自己搭建好的电路）

烧写最终版本的代码到电路里

这些都不算复杂了，如果你用的芯片高级一点，不是微控制器而是微处理器的话，那么就是嵌入式开发了。

如图是ARM芯片架构系列。

一般网上STM32开发板的芯片是STM32F103，也就是Cortex-M3核，还算是单片机开发，如果外设没有太多功能，单片机想用更小巧一点的，可以选用M0核的芯片，名副其实的微控制器了。如果使用Cortex-A9开发，你这是要开发手机还是机顶盒（黑人问号）？

Cortex-A系列芯片的开发，或者说这类产品，一般一个人不可能独立完成所有工作，这种嵌入式开发的技术最少分为四个层次：硬件层、驱动层、系统层和应用层。每一层次都需要有人去设计。驱动和系统可以移植，硬件电路板肯定要专门的硬件工程师去做的，应用层可以交给应用工程师，只要上了Linux系统，不也就是Linux应用开发嘛？如果去网上买回来的嵌入式开发板，能拿得出手的项目只能应用层开发，比如什么「数码相框系统」、「视频点播系统」。别告诉我学会移植uboot或Linux就可以找工作了。

# 物联网技术之二：网络通信协议

智能硬件与传统的电子产品最大的差别，就是智能硬件连上了网络。要连上网络，就需要用到网络通信模块及学习网络通信协议——TCP/IP。

TCP/IP是一个技术的总称，里面包含两种协议TCP、UDP，位于网络通信分层模型的传输层，同时也是由 *** 作系统管理。而>

为了让电子产品有联网的能力，只要在电路设计上给主控芯片连接一个通信模块，写好收发网络指令的代码，剩下的就是电子产品设计了。

到这里，基本是一个物联网产品的雏形了，以上也是物联网中基本会用到的电子和通信技术。

# 物联网技术之三：服务端开发框架

Client/Server架构，即客户端/服务器架构。智能硬件连上后台服务器后，其就是一个客户端，一个终端。由于单片机中资源受限，实际上是不太可能用>

服务端开发就比较复杂了。单片机/嵌入式软件开发还好，只要学习好C语言即可打遍天下无敌手，而服务端开发，用Java呢还是Python还是PHP？反正Java和Python选一个就好了，嵌入式出身的工程师，一般都会学Python。

Python服务器端的开发框架种类繁多，Web开发的有Django、Flask、Tornado Web Server，TCP服务器可以用Twisted，等等。MQTT有已经做好的服务器，像这样的服务器不用自己开发，直接部署即可。

如图，这是我开发一个智能硬件的服务器端的框架图。使用Redis作为>

在这个项目开发中，最少需要开发用户端的>

到了这里，服务端开发和前面两个技术可以作为一个分层，前面的单片机/嵌入式和网络通信的开发可以算作是一个电子设备的开发，后台工程师只要拿到了这个电子设备，知道这个设备提供了哪些接口（API），就可以进行后台开发了——把设备连上网络，分配给它一个IP或者什么的，配置好接口及相关 *** 作，剩下的事情就交给前端了。

## 关于前端技术

关于前端技术，我这里不好单独写一个主题，其一，我对前端技术没有那么熟悉，还处于前端技术=HTML+JavaScript+CCS的概念，以及手机端的APP开发；其二，前端技术与电子硬件技术间隔相差太远，前端更多的是和美工沟通，和后台协调，和设计师交流，甚至可能还需要有一定的美感；其三，大部分项目的最重要的是实现设备的稳定性、联网、数据的获取和控制。如果设备不稳定，数据出现差错，没法控制，再漂亮的前端页面也没用。其四，如果是做智能家居，做消费电子领域的项目，针对广大普通消费者，比如WiFi插座，一个漂亮的界面是很重要，但是大多数的物联网项目，只需要一个后台管理界面就行了。

所以，没有前端的设计，界面都是很丑咯！

# 物联网技术之四：无线自组网

无线自组网，或称无线传感网络，这肯定是物联网专业的学生要学的一门学科，属于通信领域，电子、计算机出身的人对这没有太多的概念。无线自组网最典型的技术之一是，ZigBee。

什么是自组网？做个对比，比如我们的WiFi，我们要用手机去连一个SSID，输入密码才能连上WiFi，而且你的手机，一般来说也不可能再发射Wifi出去让其他手机连接，WiFi网络拓扑成星型网。

而自组网不一样，不需要用户输入用户名和密码，直接连到最近的一个自组网设备，最后自组网设备也可以作为一个中间节点，让下一级的设备连接进来，网络拓扑可以成星型网、簇型网和网型网。那么无线自组网的数据怎么流动呢？流去哪？无线自组网一般都会有一个数据汇聚的地方，这个地方就是网关。

但是ZigBee并没有连上互联网啊，它最多只是一个局域网！——这还不简单？这是就是网关要处理的事情了。而且，ZigBee协议栈Z-Stack是有Linux网关版本的。

Z-Stack - ZigBee 协议栈

不过呢，由于各种原因，ZigBee开始走下坡路了，最新的6LoWPAN会逐渐替代。6LoWPAN，是一种低功耗的无线网状网络，其中每个节点都有自己的 IPv6 地址，允许其使用开放标准直接连接到互联网。Zigbee使用网内专用地址，互联网主机无法访问。集成 Ipv6/6LoWPAN 堆栈的开源 *** 作系统Contiki也会逐步取代Z-Stack。

如果大学开设了无线自组网的课程，不是学习ZigBee的Z-Stack就是Contiki。使用无线自组网也并不是一个单独的开发过程，其技术需要结合单片机/嵌入式开发。

## 电源问题

是的，如果要用无线自组网，电池续航的能力是一个问题。如果是类似与WiFi插座、智能饮水机、智能风扇等等，接上市电就能用，这些电源都不是问题。而对于无线自组网，往大的方向说就是所有的便携式智能设备，都受限于电池续航能力，比如智能手表，运动手环。不过呢，突破电池技术并不是物联网开发者所需要做的工作，我们能做的，只能是挑选更低功耗的芯片，设计电路功耗更低一点，让单片机休眠并使用中断唤醒机制。

图，用水果电池供电的某430单片机系统。

# 物联网技术之五：RFID

仔细观察上面那张无线技术的图，最右边，NFC/RFID。嗯，对，RFID，非接触射频识别，也是物联网技术重中之重的技术，很多物联网书籍都会介绍RFID，搞得很多人以为RFID就是物联网。

介绍RFID前先简单说一下条形码。去超市购物的时候，收银员把扫描q对准上面的条形码扫一扫，商品信息和价格就录入到电脑里了。条形码替代了收银员手动输入数据，工作效率提高了几倍。

可是，进入21世纪后，条形码已经不能满足人们的需求，存储能力小、工作距离近、穿透能力弱、不能写 *** 作等等都是条形码的缺点。这个时候就出现了RFID技术。典型应用如下图：

（。。。好像没有什么奇怪的啊？）

一二线城市早已实现了的公交卡，以及校园一卡通，用的就是RFID技术。RFID可读可写，所以公交卡、校园卡的钱能存在卡里面。

NFC，也是RFID的技术一种，目前大部分手机都支持的NFC功能，手机取代公交卡真的是迟早的事。要是手机没有NFC功能，也可以这么装逼：

上班，在地铁里碰到同事。
我看他用手机刷卡出入站挺方便，就问他怎么弄的，是不是要下载什么软件。
他告诉我：“这个很简单，只要把公交卡藏在手机套里就行了。”

同样，RFID开发也是离不开单片机开发，网上也有相关的RFID开发套件出售。

# 结语

当然，物联网技术绝对不止以上五种，物联网本身就是所有技术的大融合，做电子产品的还要考虑产品外壳，不过这是结构工程师的事情；做服务器后台的还要考虑用户帐号数据库读写等，前端也要考虑如何把设备数据和 *** 作方式优雅的展现给用户看，这些是IT程序员的事情；电池技术也需要单方面突破，超小体积、超大容量，这个还得等待多时。

与其说物联网是一种技术吧，不如说它是一个时代，物联网通过对相关技术进行整合，形成一个时代的概念，是一个建立在技术基础之上的时代。

想要抓住未来的商业趋势，就要认清商业的发展变化的规律，因为每隔10年，市场都会发生一次大的变革，能够提前觉察到趋势的人，都可以通过提前布局抢占先机。

如在PC时代流量红利期，可以靠电商平台和流量红利，颠覆实体的获客方式和销售方式，所以在15年前布局电商的都抓住了趋势。

但到了互联网下半场，流量红利消失以后，想要生存和发展，必须要提前布局，打造个人IP、通过粉丝去实现持续盈利。

从互联网的发展对商业的影响变化，可以看出、想要成功不但是靠努力、趋势也很重要。所以想要抢占未来10-30年的机会，必须要认清下一个趋势，抓住物联网时代的机遇。

1、获客入口与消费场景的变化

2、物联网时代的购物场景

3、物联网的交互场景和消费场景

一

不论是在传统商业模式中，还是在PC、移动互联网，以及物联网时代，主要是在抢占用户的入口，通过改变人的消费习惯，而颠覆整个商业生态。

以传统商业未来，想要获得更多的客户，主要看的是实体店的位置，想要让业绩倍增，最快的方式就是连锁。只有获取的客户多了，才能通过规模效应，降低供应链成本，提升品牌溢价能力。

当人们都沉浸在渠道为王的时代中，聪明的人已经开始布局互联网。就如在1990年—2000年期间，做电器起家的电商平台一样，在线下肯定是无法与当时的、线下家电零售大佬抗衡，但借助互联网的优势，就可以颠覆传统市场。

因为线上通过一个平台，就可以获取全国各地的流量，不需要开连锁，一样可以实现连锁效果，可以通过网络作为最大的入口。那么积累大量用户以后，不但可以通过卖货盈利，而且可以通过金融、物流赚钱。

在流量红利期不但平台可以颠覆传统的商业巨头，普通人一样可以借助红利，借助电商平台，实现逆袭，在15年前就布局电商的人，商人几乎都赚的盆满钵满。

那么当人们还沉浸在搜索信息流和平台电商的时代，新的商业形态又兴起了。就是以内容为王，带动商业的发展时代。

因为当市场上产品泛滥成灾，人们满足了物质需求以后，开始追求精神需求。那么这个时候消费者更多会停留在内容场景，看文章、视频，那么社交媒体平台就是最大的入口，算法就是新的机遇。

这个时期不论做电商的还是，做实体的，都需要借助内容信息流去获客引流，吸引粉丝，塑造IP，实现持续的变现。

就如近2年，大家都在做短视频、直播带货，都是在通过内容入口，改变购物场景和商业形态。但任何趋势和机遇，都并非一劳永逸，短视频直播带货，很快也会成为过去。

二

在未来最大的获客入口以及购物场景，不会局限于互联网平台，而是在物联网，未来每个可以通电、联网的机器，都将成为新的获客入口和消费场景。

那么未来的获客入口和商业形态，会出现这3种发展方向：物联网与入口，物联网与传感器，物联网与实体和后端工厂结合。

随着物联网的兴起，第一代物联网的购物场景，是通过物联网硬件为入口，通过APP作为使用平台，积累大量客户以后，可以把APP作为购物场景。

就是所有的物联网硬件电器，在使用之前都需要下载一个APP，把消费者导入APP以后除了获取用户的使用数据、以及用户反馈信息。而且可以通过APP，为消费者提供各种生活需求产品。

比如我们买了个烤箱、可以通过烤箱为入口，获取用户数据，不但可以推荐给消费者推荐其他的智能家居，而且还可以围绕消费需求，推荐和烤箱相匹配的产品。

就是通过前端引流，把产品作为入口，通过后端整合产业链，通过经营人，根据人的需求提供一系列的服务，是目前的趋势。

到了物联网购物场景的第二代，获客入口和购物场景就是智能硬件、不再需要APP，更不需要导流，智能硬件可以通过物联网和传感器、判断用户的购物需求。

在未来我们如果购买生活物资，那么最大的入口和消费场景，可能会是冰箱、冰柜而不是手机，这种购物场景会类似于现状送牛奶的一样。

就是冰箱等物体联网以后，可以通过传感器，了解到我们每个家庭或个人的消费情况，你冰箱里没有牛奶了，冰箱可以感应的到。

同时也会根据我们如此的消费和生活习惯，判断不同家庭消费数据，根据数据精准配送，匹配需求。

那么在未来物联网也会直接与实体结合，打破传统的电商购物场景，因为未来大多数厂家会直接与终端店合作，做个性化定制、个性化服务。

实体是获客入口和体验场景、物联网是数据收集的端口，工厂可实现智能化个性化生产。

比如我们想要购买一双鞋子，可以直接在同城的实体店，依托智能硬件，通过物联网和传感器，收集数据，可以把尺码和需求，通过物联网把大数据传输给智能工厂。

智能工厂可以根据人的需求，做个性的话定制，产品制造生产出来以后，会根据数据直接匹配配送给消费者，先有需求再做生产，让需求和供给精准匹配。

不会像现在的电商一样，需要在平台烧钱，打价格战，抢占有限的市场资源，而是从消费需求到智能工厂，让数据去解决销售环节中的痛点和问题。

三

在过去的20年，入口的竞争主要是电脑屏和手机屏，在未来30年的竞争入口将是 汽车 屏。这是因为车联网（物联网）和人工智能的兴起，未来不需要驾驶 汽车 ，那么在车上的时间人们就会去社交、去获取信息。

从移动互联网时代就可以看出这一点，人们有了智能手机以后，社交和获取信息的方式变了，直接会颠覆商业的精准格局。

因为当人们的时间都停留在手机上、消费内容、社交互动的时候、视频电商、内容电商、直播电商、社交电商就兴起了。

那么在物流网时代也是如此，如果人们的大量空闲时间不需要驾驶 汽车 ，那么 汽车 屏就是未来的社交平台、获取信息的渠道。就像现在人们坐地铁、不需要开车的时候，都会玩手机一样。

由此可见，在物联网时代，家庭消费将与智能家居入口结合、定制消费将与实体店结合，户外消费将与 汽车 屏结合。

今天我们讲一下5G，其实我们也不是搞这方面研究的，所以说得可能不太全面，希望对大家有一定的帮助。
一、5G是什么？
5G即为第五代移动电话行动通信标准，也称第五代移动通信技术，根据5G的设计理念，5G关键技术向着自动、智能、灵活、高效、稳定的方向发展。

二、5G有多快？
5G峰值网络速率将达到10Gbps，4G理论速率只有150Mbps，网络传输速度比4G快10-100倍。
三、5G在未来的应用：
一是加速普及物联网。
未来数年，5G的更高速率、更短时延、更大规模、更低功耗，将能够有效满足物联网的特殊应用需求。从而实现自动化和交通运输等领域的物联网新用例，加快物联网的落地和普及，如智慧医疗、车联网、智能家居、环境监测等。


二是提升智能交互。
VR直播、无人机阵列、无人驾驶汽车、人工智能、远程医疗的数据交换等技术需要的数据吞吐量比较大，5G可以有效的解决这个瓶颈，并具有极短的延迟时间。在多平台开发应用的基础上实现5G网络超高速数据传输、低延时用户感知，未来全新多方位的用户体验将呈现在使用者面前，例如虚拟导航将通过超高速数据用户体验实时访问城市街道及大型场景建筑地图数据库。移动远程医疗的用户可以根据5G低延时、高速特性在没有医疗室的高速行驶的列车上通过视频通信获取远端医生的协助，及时运用人工智能手段解决用户医疗难题，城市交通、市民生活、医疗健康、生活治理将迈入新的时代。


三是普及云端化生活。
如果5G时代到来，4K视频甚至是8K视频将能够流畅实时播放，云技术将会更好的被利用，生活、工作、娱乐将都将有“云”的身影。极高的网络速率也意味着硬盘将被云盘所取缔，随时随地可以将大文件上传到云端，如现在的百度云盘，网盘等。
综上所述，在新时代发展的背景下，5G技术已然成为了未来社会现代通讯领域发展的必然趋势。在这一趋势背景下，技术人员就应结合用户群体对5G技术发展的切实需求入手，针对性的改良原有5G技术运行过程中可能会存在的不足。以此逐步推动未来城市、社会建设中5G技术的发展和应用，以此逐步实现我国建设智能化社会的发展目标。

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