物(wù)联网软件工程：物(wù)联网发展的新(xīn)浪潮

2021-10-26

物(wù)联网软件工程：物(wù)联网发展的新(xīn)浪潮

物(wù)联网设备使组织能(néng)够自动化各种业務(wù)运营，包括日常活动。

设备集成可(kě)以包括将手机、電(diàn)视、智能(néng)手表、筆(bǐ)记本電(diàn)脑和传感器（例如加速度计或陀螺仪）相互连接。物(wù)联网基础设施和设备必须有(yǒu)效地通信，以使设备可(kě)用(yòng)于商(shāng)业和消费者用(yòng)例。这就是面向物(wù)联网的软件工程发挥作用(yòng)的地方。

物(wù)联网软件工程是指使用(yòng)混合软件和硬件解决方案对物(wù)联网基础设施进行系统开发。物(wù)联网软件工程处理(lǐ)通过传感器收集的数据，并对其进行处理(lǐ)，使其对具有(yǒu)直观 UI 和视觉表示的现实世界应用(yòng)程序有(yǒu)意义。 

物(wù)联网在许多(duō)领域都有(yǒu)应用(yòng)，例如用(yòng)于状态检查和可(kě)持续活动的航空和航空電(diàn)子设备、用(yòng)于发动机参数和車(chē)辆安全的汽車(chē)工业、广播通信甚至娱乐。一些日益流行的应用(yòng)程序包括：

智慧城市

建造

智能(néng)電(diàn)网

医疗服務(wù)

基于市场的智能(néng)分(fēn)析

物(wù)联网软件开发技术

為(wèi)了开发物(wù)联网软件解决方案，组织需要三个组件：开发平台、操作系统和编程语言。

物(wù)联网开发平台

构建和推出基于物(wù)联网的产品从平台开始。开发人员必须考虑每个平台提供的不同特性，以找到最合适的。这里有(yǒu)一些例子：

IBM 沃森。科(kē)技巨头 IBM 提供 Watson 作為(wèi)开发物(wù)联网解决方案的平台。它提供快速安全的实施、在線(xiàn)数据分(fēn)析和关键风险可(kě)视化。

蔚蓝。Microsoft 提供具有(yǒu)数据收集、分(fēn)析和可(kě)视化等功能(néng)的 Azure IoT 开发平台。开发人员还可(kě)以在不进行大量更改的情况下扩展 IoT 应用(yòng)程序并增加更多(duō)设备之间的互操作性。

亚马逊。选择 AWS IoT 的好处包括 AI 集成、多(duō)层安全性和可(kě)扩展性。该开发平台还提供设备软件、连接和控制以及分(fēn)析服務(wù)。

物(wù)联网操作系统

通常，物(wù)联网系统由低功耗处理(lǐ)单元、小(xiǎo)型 RAM 和受限存储组成。这些限制意味着操作系统需要是轻量级的，而不是资源匮乏。以下是一些可(kě)用(yòng)的操作系统：

树莓派。Raspbian 是一种广受欢迎的物(wù)联网系统操作系统，针对 Raspberry Pi 硬件进行了优化。该操作系统易于使用(yòng)，可(kě)编译超过 35,000 个软件包。

Arm Mbed 操作系统。该操作系统是一个开源操作系统，可(kě)满足物(wù)联网系统的所有(yǒu)要求。Mbed OS 具有(yǒu)多(duō)层安全性以及用(yòng)于蓝牙连接、線(xiàn)程、6LoWPAN、以太网和 Wi-Fi 的驱动程序。

物(wù)联网编程语言

选择正确的编程语言对于开发物(wù)联网应用(yòng)程序也至关重要。由于手头资源有(yǒu)限，代码需要简短且易于编译。以下是基于 IoT 的编程语言列表：

C 和 C++。这两种广為(wèi)人知的语言都是从硬件角度编写的。

爪哇。Java被称為(wèi)移动编程语言，与各种外围设备兼容，非常适合物(wù)联网设备。

蟒蛇。Python 非常适合 IoT 应用(yòng)程序，因為(wèi)它可(kě)以处理(lǐ)大量数据的应用(yòng)程序。

了解物(wù)联网系统架构

与任何传统的软件开发过程相比，物(wù)联网架构的过程有(yǒu)很(hěn)大不同。基于物(wù)联网的系统包括四个阶段的架构。

第一阶段：传感器和执行器

在这个阶段，架构由传感器和执行器组成，它们从环境或对象中收集数据并将其转化為(wèi)有(yǒu)用(yòng)的数据。

阶段 2：数据预处理(lǐ)

传感器在第 1 阶段收集的数据通常是模拟和原始数据。物(wù)联网应用(yòng)要利用(yòng)这些数据，需要将其聚合并转换為(wèi)数字数据。连接到传感器网络的数据采集系统执行模数转换。

第 3 阶段：IT 系统

转换后的数据不能(néng)简单地传入数据中心。工程师必须解决诸如缺乏空间和安全性等问题。数据必须经过预处理(lǐ)，只有(yǒu)重要的结果才会传到云端。

阶段 4：云

提取重要数据后，将其存储在传统数据中心或云中。从那里，IT 专业人员可(kě)以重塑数据并使其对最终用(yòng)户可(kě)读。

物(wù)联网发展的考虑

物(wù)联网涉及大量的数据交换。开发人员和 IT 团队必须考虑数据的安全性，并不断采取措施加以改进。多(duō)个设备与网络之间的连接使它们面临潜在的安全威胁。

通信渠道是任何物(wù)联网软件工程的核心。為(wèi)了防止出现问题，开发人员必须遵循严格的协议和既定的模式。