物联网知识科普（3）——物联网技术栈

一、物联网的技术架构

物联网架构可分为三层：感知层、网络层、应用层。

感知层由各种传感器组成，将物体的数据，通过传感器收集后，由网络层传输出去。网络层包含互联网、云端、运营商网络、各种短距离局域网（如ZigBee等）。

应用层是物联网与用户的接口，一般以UI界面的形式展现。

二、物联网感知层关键技术

物品可能是电器（如洗衣机、冰箱）、物体（如门、窗）等。在物联网应用中，物品上有三项关键技术应用（一些非物联网的通用技术不作介绍，如模电、数电、射频、PCB布线等知识）：

1. 嵌入式系统技术
2. 传感器技术
3. 网络连接技术

1. 嵌入式系统技术

目前物联网行业的在嵌入式方面，arm架构是最主要的架构。对于要长期致力于嵌入式开发的同学来讲，arm是必须要学的。入门学习可以从stm32学习板开始，使用keil作为主要的开发工具。学习过程中要完全理解掌握开发板的各种用法、液晶屏和LED屏、数码管的控制使用等。一些常用的通讯，如：RS232、RS485、I2C需要学习掌握。

其它一些单片机，如51系列也可以进行学习，在物联网中也有较多应用。

如果非电子专业的，只是把物联网作为兴趣爱好，那嵌入式的学习可以选择一些简单上手的平台，如Arduino、树霉派等。

2. 传感器技术

物联网技术中，传感器应用极其广泛，学习过程中要把常用的传感器用法完全掌握，如：霍尔传感器、加速度传感器、压力传感器、人体红外感应传感器等。

3. 网络连接技术

不管是做物品端开发，还是服务器、APP等开发，网络连接技术都是必须深入学习。一般专业课都会有以太网、TCP/IP原理讲解，专业课的知识必须掌握，另外要学习一些基于TCP/IP的高级通讯协议，如HTTP协议、MQTT协议。

物联网还有一些专用的通讯协议需要学习，如：

• Zigbee
• NFC
• WiFi
• GPRS
• USB
• NB-IoT
• RFID
• 蓝牙
• Lora

这些通讯协议并不是都要完全学习掌握，根据个人学习精力可以逐步安排学习。在使用开发板学习时，通常都包含这些组件，可以直接进行实验学习。

三、物联网云端开发关键技术

1. 网络后端开发技术

网络后端技术，目前国内流行的主要是Java、PHP、Python等。学习网络后端技术，以Java为例，需要学习掌握以下内容：

• Java 常用开发框架（SSH、SpringMVC、SpringBoot等）
• Java Web开发
• Java 数据库基础操作
• Java Socket通讯技术（Netty框架等）
• 分布式开发与负载均衡
• Java MQTT 服务端技术，有开源系统可以部署使用，以上几条都是基础，这一条是物联网需要的核心技术

2. 网络安全相关技术

• 防火墙
• 防重放
• 防遇权
• 防伪造

3. 大数据存储与分析技术

由于物联网常常会产生大量的数据，现在大数据的存储与分析在物联网行业得到了普遍的应用。国内大数据通常需要掌握以下技术：

• 大数据平台的搭建与维护（如Hadoop、HBase、Cassandra等）
• 大数据分析技术，如Hive、Spark、Storm、Elasticsearch等。

四、物联网移动端开发关键技术

国内现在物联网技术的应用，主要集中在家电物联网、远程抄表类应用，这个过程中移动端往往成为重要的展示设备，如果要学习移动端开发，主要要学习以下技术：

• 安卓应用程序开发、iOS应用程序开发
• HTML5 移动端开发，如angularJS、React、Vue等
• MQTT 通讯协议