#我最精彩的时刻#
物联网的概念最早由麻省理工学院在1999年提出。2013年左右在中国萌芽，开始快速发展。今天大家对物联网的概念内容有了一定的了解。
在这次分享中，我们重点介绍了物联网的现状和关键技术，过程中也包含了一些问题和思考。
物联网的发展过程大致可以分为两个阶段：消费互联网带动产业互联网，然后演变为物联网。
自行车共享、智能电表、智能家居等。都是物联网领域的典型案例，车联网、自动驾驶、智能工业等很多场景都蕴含着巨大的潜力。
那么物联网是如何实现的呢？下图是典型的架构之一，四层架构：
由感知、网络、平台和应用组成的架构是物联网的典型架构之一。目前物联网的很多场景都是按照这个架构来布局的，比如智能垃圾桶、智能井盖、智能城市。
感知层：物联网的设备端，一般由单片机控制，用于承载企业的业务逻辑，连接传感器进行数据采集。
网络层：网络层用于访问和传输数据，通常分为两类。一种是蜂窝网络，比如4Cat1和n b-IoT；另一种是非蜂窝网络，如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等。
两者的区别在于蜂窝网通过核心网直接连接互联网，而非蜂窝网需要网关。
该网关将由专业企业研发。一端可以通过4G、5G上网，另一端可以通过Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa连接很多设备。
平台层：分为连接管理平台和服务使能平台，解决业务规划、安全、维护，以及如何存储、检索和使用数据。
应用层：用于部署应用，面向具体业务，用于数据展现和客户交互。
另一种是自组织局域网架构。在这种物联网场景中，设备可以在没有服务器的情况下互连。
如下图，这种架构的典型案例：鸿蒙系统是一个以手机为核心的1 8 N全场景应用。
物联网的应用现状
我们选择智能家居与消费物联网、智慧城市与公共事业物联网、智慧城市与数字双胞胎、车联网与智能汽车四个热点方向来谈谈物联网的应用现状。
智能家居和消费物联网
消费物联网领域最典型的场景就是智能家居。在国内，华为和小米在智能家居领域占有比较大的市场份额。华为的Hilink、鸿蒙系统、小米的米粉卡频繁出现在我们的工作和生活中。
智慧城市和公用事业物联网
公用事业物联网最典型的场景是智慧城市，包括智慧停车、智慧垃圾桶、城市噪声污染监控、井盖监控等等。
智慧城市和数字孪生
智慧城市有个概念叫数字双胞胎，如下图所示，是两者的关系：
什么是数字结对？它是以整个城市的物理对象为基础，通过物联网的传感器采集必要的数据，对这些数据进行建模，然后将模型放入云端，形成数字城市模型，与我们的城市一一对应。
车联网和智能汽车
在车联网早期，汽车是通过调度系统连接和沟通的。后来扩大了广告屏幕，安装了实时监控。
现在的车联网多指自动驾驶，自动驾驶场景一般采用V2X(自组织局域网)架构，通过特定协议与路基设施、人和其他车辆进行交互。
车联网领域涉及的内容很多，比如OTA、SOA、TBox、智能驾驶舱前置控制器等。
物联网设备开发的核心技术
物联网涉及的技术很多。本次直播主要分享了物联网设备端的八大核心技术：
单片机se的软硬件开发
物联网设备开发的核心技能是单片机软硬件开发，一般包括单片机硬件电路设计、射频和天线硬件设计、单片机软件编程、I2C/SPI/UART等通信总线编程、AD转换软硬件生产部署和测试等核心开发，以及结构、散热、光学、机械加工等配套开发。
传感器技术
传感器技术，学习门槛比较低，因为大部分都是数字接口的数字传感器，比如温湿度传感器、烟雾传感器(烟雾传感器)、9轴传感器(动态加速度、陀螺仪、地磁)、GNSS(GPS/北斗/Glonass)等等。
还有一些传感器是模拟的，需要AD转换，比如电压检测，压力传感器。
网络通信编程
网络通信编程与互联网通信相关。首先要了解网络编程的基础知识和基本原理，这样在学习新模块的时候才能快速掌握核心精髓。
目前物联网的模块编程会采用AT指令，也直接使用socket编程接口。设备之间的互联采用应用层协议，如HTTP、MQTT，也可以使用TCP、UDP等更低层的传输层协议。
网络协议栈
CoAP和MQTT是物联网中常用的协议。COAP可以理解为物联网HTTP的移植版。使用UDP而不是TCP来节省建立连接的开销。数据包报头以二进制编码，而不是文本编码，发送和接收可以异步完成。
MQTT采用发布/订阅模式，进行云管理主题，负责消息转发，采用二进制编码方式，各个终端通过TCP连接到云端。
对于国防、民航、工业控制等安全性要求高的领域，采用实时数据通信协议DDS。
云平台对接
对于开发单片机的老工程师来说是一个新的知识点。一般成熟的云平台都会提供接口，按照指令流对接设备，数据编程在设备的上下行。云平台的对接协议会在云端编程开发(比如华为OC平台的profile和编解码插件)。
低功耗技术
在物联网的场景下，大部分移动设备都是由电池供电的，所以低功耗是必须考虑的问题。
那么如何实现低功耗呢？对于MCU，尽量选择功耗低、唤醒时间短的MCU，适当降低系统工作频率，睡觉前关闭所有内部外设。
如果晶振精度不高，尽量选择内置晶振，降低工作电压(工作电压和功耗不同)和工作温度。
对于外围部分，选择合适的供电方式，选择低漏电流器件(MOS晶体管和电容等。)，选择小功率开关电路，开关外部模块，降低系统工作电压(根据伏安特性电压，漏电流越高)。
RTOS
RTOS是物联网设备的技术精髓。目前很多单片机工程师重点学习RTOS，也有很多热门的RTOS，比如华为LiteOS，阿里AliOS，RT-Thread，freeRTOS，uCOS2/uCOS3，ARM mbed/RTX。
那么，这么多RTOS在做项目的时候是怎么选择的呢？其实只需要考察它的配套成分和生态完善程度就可以了。
网络安全技术
物联网产品非常注重网络安全，这方面的保护手段有很多，比如认证授权、入侵检测、冗余机制、异常行为检测、白盒密码(针对白盒攻击环境下的攻击)、FOTA、区块链等。
关于学习物联网的建议
物联网的学习建议总结如下：
物联网不是单一的技术，而是多种技术的组合：学习物联网，首先要了解物联网的整体架构，决定是学习物联网的设备开发还是云开发。
其次，选择一个行业深耕。毕竟，车联网和农业
形成的物联网项目门槛高，周期长，肯定会用到细分行业的基础知识。所以不建议过早考虑做项目，先掌握基础知识和核心技能为宜。
(3)注意更新知识体系，不要读死书：这一点对于老项目尤为重要。因为物联网是在不断发展的，每天都在变化，不断融入更多的高科技领域。
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