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2019前端战略规划之物联网IOT

2019-04-04 12:48:59   来源:IT运维网>

 
 
物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。华云数据“智汇华云”专栏将为您奉上“2019前端战略规划”系列文章,本期将为您讲解2019前端战略规划之物联网IOT。
 
基础:物联网的三个层级
 
开始之前, 先让我们简单地介绍点物联网的基础知识。如果你有点Web开发经验的话,都知道下图是CS架构:
 
 
相比于一个物联网系统,无非就是多了一层硬件层以及可选的协调层。
 
 
这个硬件层决定了物联网应用比Web应用更加复杂。对于大部分的Web应用来说 ,客户端都是手机、电脑、平板这些设备,都有着强大的处理能力,不需要考虑一些额外的因素。
 
对于物联网应用来说,我们需要考虑设备上的MCU的处理能力,根据其处理能力和使用环境使用不同的通信协议,如我们在一些设备上需要使用CoAP协议。在一些设备上不具备网络功能,需要考虑借助于可以联网的协助层,并且还需要使用一些短距离的无线传输协议,如低功耗蓝牙、红外、Zigbee等等。
 
JavaScript在物联网领域的发展
 
两年前,NodeJS已经有了实现物联网应用的可能性。当时,已经有了物联网协议MQTT和CoAP协议的库,由于当时缺乏一些大型应用的开发经典,所以做得并不是很好,但是已经可以看到JavaScript在这方面的远景。
 
 
一年多以前,Ionic还没推出正式版的时候,但是这个框架真的很棒——它自带了一系列的UI,还用NgCordova集成了Cordova的一系列插件。使用这个框架进行物联网应用开发,还需要一些原生的插件,如BLE、MQTT。
 
后来我们不再需要编译Node.js,就可以在ARM处理器上运行Node.js。并且我们已经有Tessel、Espruino、Kinoma Create、Ruff这些可以直接运行JavaScript的开发板。三星还推出iot.js,可以让更多的嵌入式设备可以使用JavaScript语言作为开发语言。
 
 
人们开始在硬件上使用JavaScript的原因有很多,如Web的开发人员是最多的、JavaScript很容易上手。
 
现在,这次我们在这三个层级上都可以使用JavaScript,只需要一种语言。
 
使用一种语言开发物联网应用:JavaScript
 
使用Node.js + Node-CoAP + MQTT.js + MongoDB + Express搭建了一个支持多协议的物联网:
 
 
不过,上图是完善版的物联网,代码自然是在GitHub上啦:Lan。作为服务端来说,Node.js的能力已经是经过验证的。而在混合应用上,仍然也可以经受住考验,混合应用在手机上做个图表是轻轻松松的事(只需要获取数据,然后显示)。
Demo
 
树莓派上是通过串口接收pm2.5传感器数据,通过IO来控制蜂鸣器和电机,通过MQTT与云服务器交互依赖。依赖wiring-pi、serialpor和MQTT这几个库。
 
const COM = require(‘serialport’);
const port = new COM(‘/dev/ttyAMAO’, { baudRate: 9600 });
 
port.on(‘data’, function(data) {
  dataHandler(data);
}
 
这个代码非常简单,只要把串口的库拿进来和串口绑定,波特率两边匹配一致就行。然后port会有一个事件,有数据进来的时候进行数据处理。并且要考虑数据丢失的问题,现实中这个问题时有发生,可能做硬件的人深有体会。
 
const wpi = require(‘wiring-pi’)
const BUZZER = 7;
wpi.setup(‘wpi’)
 
wpi.pinMode(BUZZER, wpi.OUTPUT);
wpi.digitalWrite(BUZZER, wpi.HIGH);
wpi.digitalWrite(BUZZER, wpi.LOW);
wpi.digitalRead(BUZZER);
 
上面的代码通常是硬件开发者写代码的方式。先设置工作模式,然后进行数字的写入和读取。用js来写设备端的代码还是需要懂一些硬件,否则效率不会高。
 
const mqtt = require(‘mqtt’)
const client = mqtt.connect(‘mqtt://<ip:port>’);
 
client.subscibe(‘/car’);
client.on(‘message’, function(topic, message){
  if(topic === ’/car’) {
MessageHandler(message.toString());
}
});
 
MQTT的部分只要把包引进来,把MQTT的代理地址和ip port之后,要知道小车的控制指令,只需注册一下所有和小车相关的事件,如果有人发了指令给代理,代理就会自动转发给你。
 
云服务器用的是ECS,多了一个公网IP更加方便。数据传输有MQTT。数据存储可以根据数据的类型选择不同的数据库,比如mysql、mongoDB和redis。前端展现是express。主要依赖mosca、mysql、mongo、redis和express,根据不同类型选择不同的数据库进行存储。
 
Tip
 
要做一个硬件产品,如果这是一个合格的产品,需要的周期很长。首先要去市场上选型,之后的采购周期要根据订货量大小决定。传感器的供应商并不多,要做比较的话需要采购过来并花费很多时间进行验证测试,这个过程会很长。产品完成后还要评测认证检测,反反复复又需要很久。整个过程就导致硬件的开发周期很长。
 
MagicLight是一个在亚马逊上销量很好的,用wifi控制的灯。但是我觉得这个灯有一个缺点,就是只能通过手机控制,无法使用墙面开关控制,这是用户体验的一个很大问题。如果要做到开关和手机都能控制,就要做一个联动。
 
于是有人做了一个开关,可以用手机控制同时也能保持物理结构。但还要保持wifi部分工作的话,就需要有电流通过,要有一个回路。就是在灯即使关闭的时候仍然有电流可通过,wifi的控制电路才能通过,这就是单火线开关的问题,目前还无法解决。
 
做物联网应用还有很重要的一点就是要满足用户的需求,无论是解决体验问题还是带来一些收益,解决行业内的痛点才是有意义的。

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