物联网(IoT)这几年特别火,智能家电、工业物联网、智慧城市,到处都在提。但很多想入门的朋友面对一堆技术名词不知道从哪下手。今天就聊聊物联网开发的技术栈,帮你理清学习路径。
物联网系统一般分四层:感知层、网络层、平台层、应用层。感知层就是各种传感器和执行器,采集温度、湿度、位置这些数据,或者控制开关、电机。网络层负责把数据传出去,有线的有以太网、RS485,无线的有WiFi、蓝牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT。平台层是云端,负责数据存储、处理、设备管理。应用层是给用户看的界面,手机APP、Web页面这些。
做物联网开发,最核心的是嵌入式开发,也就是写单片机或者Linux开发板的程序。单片机这边常用的有STM32、ESP32,开发语言是C,需要会用GPIO、UART、SPI、I2C这些外设接口,还要会接传感器和写通信协议。如果是跑Linux的开发板,比如树莓派、全志、瑞芯微的板子,就要会Linux应用开发、驱动开发,语言用C/C++或者Python。
通信协议是物联网开发的重点。设备跟设备之间、设备跟云端之间怎么通信,要根据场景选协议。近距离低功耗用BLE或者ZigBee,中距离用LoRa,远距离大范围用NB-IoT或者4G。跟云端通信的应用层协议常用MQTT,它是轻量级的发布订阅协议,适合设备上报数据和接收指令。HTTP也能用,但开销大,适合数据量少、实时性要求不高的场景。
云端开发现在有成熟的平台可以用,不用自己从零搭。阿里云IoT、腾讯云IoT、华为云IoT这些平台提供了设备接入、数据存储、规则引擎、可视化这些功能,开发者只要把设备接上去,写点规则和应用就行。如果要自己搭,常用的技术栈是MQTT Broker(比如EMQX)加时序数据库(比如InfluxDB)加Web后端(Node.js或Python)。
入门建议从简单的项目开始,比如用ESP32做一个温湿度上报到云平台的小项目,跑通设备、网络、云端、APP整条链路,然后再逐步深入。物联网是个交叉领域,要懂点硬件、懂点嵌入式、懂点网络、懂点后端,知识面要广,但不用每个方向都精通,根据项目需要重点突破就行。