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不懂嵌入式,何談物聯網?

時間:2019年04月26日 10:47:53 來源:csdn官網 作者:admin

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百花齊放的物聯網領域,國內的真實現狀


提及物聯網領域,在過去幾年間,YoPlayGames見證了諸多物聯網平台的誕生、終端設備和產品的普及、以及資本和媒體的熱烈追捧,不過,在繁華的表麵背後,國內物聯網的真實現狀究竟什麽樣?

對此,羅曉巍和陳麗娜皆表示,當前國內的物聯網產業還在發展的初級階段。

其中,從全局來看,羅曉巍認為,國內的物聯網處於:

  1. 起步階段,碎片化問題不容忽視。物聯網本身就是碎片化、多場景的應用,各個細分行業都有自己的物聯網規劃和發展思路。這可以類似早期互聯網一樣,百家發展,但各有所長。

  2. 基礎網絡建設階段,如 NB-IoT 和 Lora 技術。在國內,因為 NB-IoT 有運營商的加持,所以會更有希望成為標準和主流。

  3. 物聯網雲建設階段。目前阿裏、亞馬遜、微軟、Google 等科技巨頭都開始發力該平台的構建,2B 市場前景較為明朗。同時,國內大型企業的需求已經在電網、石油石化、物流行業、傳統製造等行業中有所體現。

然而技術發展從初步往成熟過渡的期間,必然需要麵臨無數的問題和挑戰,物聯網領域也不例外。陳麗娜表示,當前物聯網在發展初期,有很多因素製約了其快速發展,譬如行業間的分割情況明顯、資源共享不足、缺乏統籌規劃、缺乏核心技術、信息安全方麵沒有保障、產業鏈不夠完善等等。

不過幸運的是,目前,隨著各部門的不懈努力,國內物聯網已初步形成了完整的產業體係,具備了一定的技術、產業和應用基礎,市場環境與場景化日趨成熟。


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新技術對物聯網帶來的影響


在此趨勢之下,隨著雲計算、人工智能、大數據等技術的崛起與發展,物聯網也開始進入加速演變階段。其中,以雲計算為例,從最早的 IaaS 架構演變到 PaaS、SaaS 和當下非常火爆的 Serverless、Devops,雲計算的統一管理、虛擬化技術使得整個互聯網架構和開發效率得到了極大提升。且從組網、雲資源和雲安全到管控、數據存儲和數據分析、數據展示等方麵,雲計算也做到相當完美的統一。

羅曉巍解釋道,整體來講,雲計算加速了物聯網的發展,提供物聯網更為便捷和高效的管理、部署和運維模式,並充分發揮數據共享、數據融合的特點,提供更為詳盡的物聯監控、數據分析和決策實施手段。同時物聯網自身的發展也能帶動雲計算二次革命,使得多雲融合、數據融合、數據共享等成為可能。下一代雲計算和物聯網必定是融合為一個整體,融合設備接入、Web 服務、數據共享和數據治理等維度。通過雲平台粘合人與設備,設備與設備的互聯。


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4G 無法滿足物聯網的網絡需求,5G 是否可以?


除此之外,今年與往年相比,物聯網領域或將迎來新的變革,即 5G 的建設與部署正在進行中。

至於為何這麽講?

在此,羅曉巍從技術角度剖析了 4G 在物聯網時代存在的諸多缺陷:

  1. 容量:4G 網絡,一個小區 FDD 最多隻支持 1200 個用戶,TDD 約 400,同時接入業務隻有二三百個。

  2. 時延:4G 的時延約 30-50 毫秒,很多情景下太高了。

  3. 速率:最高 300M 的傳輸速率,麵對未來的音視頻還是不夠的。

  4. 功耗:5G (4G 的 100 倍或更高)具有低時延(1ms)大連接(支持每平方公裏百萬連接)的特性。

因此,4G 雖幾乎滿足了YoPlayGames對於移動互聯網的所有需求,但是在萬物互聯的場景下,機器類通信、大規模通信、關鍵性任務的通信對網絡的速率、穩定性、時延等提出更高的要求,包括自動駕駛、AR、VR、觸覺互聯網等新應用對 5G 的需求十分迫切。對此,陳麗娜表示,麵向未來,人們對移動互聯網大流量應用的需求及萬物互聯的需求十分巨大,現有 4G 網絡性能根本無法滿足這些需求。

那麽為什麽 5G 就可以滿足?

對此,羅曉巍表示,首先 5G 新技術的提出就包含了對下一代移動網絡的升級和改造,在接入設備數量、接入和傳輸速率、接入安全性等技術指標大大領先於目前的 3G/4G 移動網絡。隨著通信技術的發展,電波頻率不斷升高、波長不斷縮短,因此在頻率資源有限、不同的無線通信都需要使用頻率的窘境之下,5G 帶著更強的優勢誕生了:

  • 毫米波:波長短,傳輸距離大幅縮短,覆蓋能力大幅減弱。因此同一範圍內,5G 需要的基站數量更多。

  • 微基站:基站數量變多,原有的大型基站成本巨大。因此,微基站誕生,優勢明顯,低功耗微基站使得未來城市中的電線杆、廣告牌、路燈等接入設施,都將成為微基站掛靠的地方。

  • 大規模 MIMO 天線技術:意味著一個基站能夠同時向更多用戶發送和接收信號,從而增加移動網絡的容量 22 倍或更多。

  • 波束成型:將信號傳送給特定的用戶,減少附近其他用戶的幹擾。在大規模 MIMO 基站上信號處理算法規劃出最佳的路徑到達用戶,通過規劃信號傳播和抵達時間,波束成型允許多用戶和天線在天線陣列上同時交換更多的信息。

  • D2D 設備到設備:同一基站下的用戶,如果互相通信,他們的數據將不會基站轉發,而是設備和設備直接互聯,既節約了大量的空中資源,又減輕了基站的壓力。

相比於上一代 4G 網絡,5G 組網便捷,可在工業、生活等領域降低建網成本。同時 5G 速度快、延時低,可為經濟效益帶來巨大改變。根據 Ericsson 主導的一項研究發現,網速每增加一倍,就能帶來 0.3% 的經濟增長。

由此,單從物聯網領域看,羅曉巍表示,以下的這些 5G 特性可以為更多的物聯網應用賦能:

  • 數據速率高達 10Gbps,比 4G 和 4.5G 網絡提高 10 至 100 倍;

  • 延遲低至 1 毫秒;

  • 每單位麵積 1000x 帶寬;

  • 與 4G LTE 相比,5G 每單位麵積的聯網設備數量高達 100x;

  • 可用性達 99.999%;

  • 覆蓋率達 100%;

  • 網絡能源消耗減少 90%;

  • 低功耗 IoT 設備電池壽命長達 10 年。

基於此,陳麗娜總結道,5G 的優點就是高速、低延時、廣連接。而物聯網和上述的雲計算一樣,都是速率和容量的大戶,5G 擁有更高的容量和更快的數據處理速度,那麽 5G 標準對於物聯網就提供了更充分的支持,必然會催進物聯網的發展進程。有利於產業互聯全麵推進,進一步促進移動互聯網和物聯網的整合,這樣大量的可穿戴設備可以走進人們的日常生活,同時會促進智能家居、車聯網領域的發展。


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走在風口浪尖的物聯網,5G 將為其帶來什麽?


就細分領域而言,如智能音箱與智能鎖為代表的智能家居、自動駕駛的車聯網等物聯網應用在YoPlayGames日常生活中均已很常見了。但是對於大多數消費者而言,這些產品仍尚未達到必需品的層麵,因此,YoPlayGames也不禁發問,究竟什麽樣的產品才能成為物聯網的風口?對此,羅曉巍認為,想要讓物聯網深入生活主要取決於其商業應用場景。以下幾個方麵會隨著 5G 的到來有著很好的發展趨勢:

  • 車聯網,即車與車、車與 4S 店、車與人、車與停車場的互聯和數據共享會帶來更多的機會。

  • 遠程醫療,目前的移動帶寬還是滿足不了遠程醫療,遠程會診的場景,所以 5G 的提速能夠對醫療產業起到極大的推動。包括醫療可穿戴設備的接入和數據共享,對整個產業的推動是巨大的。

  • 智慧城市的發展,大量的數據需要收集和監控和預測,包括城市的人群分布、軌跡預測、交通狀況、城市氣候等,需要大量的物聯終端設備,部署在城市各個角落。5G 的到來提供了網絡基礎設施,和數據通道對建設智慧城市的發展起到了決定性作用。

相較而言,陳麗娜則更看好智能家居,如智能音響、智能門鎖、智能浴霸、智能馬桶、智能電視、智能洗衣機等。其表示,如此一來,家裏的電器都可以聯通,實現遠程控製,無論人在哪裏,都可以對家中的情況了如指掌。由此,那些曾在科幻片裏看到的場景都可以成為現實。普通家庭中的聯網終端數量遠超YoPlayGames的想象,可能有幾十個之多,具有感知能力的智能家居,給人們的生活提供便捷及安全。隨著技術不斷的發展完善,以及對於消費者的各種需的不斷了解和掌握,智能家居一定會出現品類及數量的爆發式增長。


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物聯網安全不容忽視


如果說上麵是物聯網即將或已經迎來的機遇,那麽接下來的挑戰,YoPlayGames則需要更加正視。其中,每年隨著物聯網連接設備的不斷增加和海量數據的產出,安全問題成為重中之重。

在這方麵,陳麗娜和羅曉巍從軟件層麵和設備端為YoPlayGames詳解了中科創達的解決方案,其表示,中科創達的安全技術方向,依托高通芯片安全解決方案,提升整個物聯網的安全。其中,對設備端和邊緣計算節點,中科創達主要采取措施如下:

  • 代碼級別的保護,保證設備的中的所有代碼在設備出廠、更新和升級過程中可控,不會被篡改。

  • 傳輸層的加密保證數據不會被劫持和篡改。

  • 口令和敏感數據例如(密鑰)等保存一致性、私密性。通過可信硬件設備保證安全性。

  • 通過對固件升級和固件生命周期管理,保證設備安全性。

對雲端管理上,羅曉巍表示,:

  • 在雲端通過軟件或者硬件服務器,存儲敏感數據信息。

  • 雲端數據進行加密保護,防止敏感信息泄露。

  • 通過雲端監控和日誌等,對所有操作留痕、保留現場操作日誌等。

  • 設備端接入雲端的認證識別,和權限開放等操作保證用戶合法性和權限可操縱。


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物聯網的入門,嵌入式才是關鍵!


事實上,安全僅是物聯網當前麵臨的諸多挑戰之一,此外,人才缺失的問題也亟待解決。在本月初,我國人力資源社會保障部、市場監管總局、統計局正式向社會發布了 13 個新職業,其中就包括了物聯網工程技術人員、人工智能工程技術人員、大數據工程技術人員等等。

入門物聯網,嵌入式是關鍵但不是唯一

那麽對於想要成為物聯網工程師,麵對碎片化極為嚴重的物聯網,YoPlayGames首先要掌握哪些方麵?且想要從事物聯網開發,是否要必須嵌入式知識基礎?

對此,陳麗娜解釋道,物聯網是新一代信息技術的重要組成部分,傳統的嵌入式係統與互聯網的發展衍生出了物聯網,物聯網應用開發是典型的嵌入式開發,因此嵌入式是物聯網開發的基礎。

不過,對於初級入門者,或許會存在一定的誤解,其可能認為掌握了嵌入式開發的技術就等於已經懂了物聯網,但事實並未如此。

物聯網技術不是單獨的一個技術,它是多種技術的融合。物聯網涉及感知、控製、網絡通信、微電子、軟件、嵌入式係統、微機電等技術領域,因此物聯網涵蓋的關鍵技術也非常多,大致劃分為感知關鍵技術、網絡通信關鍵技術、應用關鍵技術、共性技術和支撐技術。所以,對於開發者而言,首先要對物聯網有整體的認識,圍繞著未來的發展方向來找準自己的方向,學習精通其中的一個或幾個關鍵技術,理論和實踐項目配合,才能在未來的工作中有好的發展。

物聯網的實戰技能

當然以上僅是進入物聯的第一步,至於如何進階?在此,羅曉巍以自身從 Linux 開發工程師轉變成物聯網軟件架構師為例,分享了他的多年的成長心得,其表示:

  1. 首先要跟上時代的趨勢,不能坐以待斃,要主動去發現機會並不斷地嚐試。同時,對最新的商業模式和新技術保持開放的心態,要學會接納並分析其是否能成長為新的趨勢;

  2. 從 Linux 底層驅動開發到上層雲計算,Java 應用開發的轉換是需要時間和技術積累;

  3. 技術棧需要重新建立。思考問題的方式也要隨之轉變,從麵對硬件和機器語言轉換為麵向客戶需求、麵向用戶體驗。這種轉變過程從心理上要做準備。

  4. 多參加技術交流,保持學習的態度,通過獨立實現一個規模比較小的網站係統、小程序等項目開始,發展成為全棧,繼而提升為軟件架構師。

此外,由於物聯網範疇之廣,決定了其上手的路途充滿荊棘。基於此,羅曉巍從物聯網 BU 的軟件架構師角度出發,表示需要具備以下實戰技能:

  1. 深入掌握 2-3 門編程語言,如 Java、C 或 Python;

  2. 對操作係統要有深入的了解,包括進程、線程、存儲、內存管理、鎖機製等知識點;

  3. 對 Linux 操作係統需要有深入了解,譬如從 shell 到內核的運行機製等;

  4. 有終端設備驅動開發經驗和匯編經驗;

  5. 對軟件算法的理解越深越好;

  6. 在網絡層麵,要對 TCP/IP、HTTP 和組網等技術有一定的了解;

  7. 數據庫 MySQL、NoSQL 等持久化技術;

  8. 雲計算 IaaS、PAAS、SaaS 和 Devops 技術;

  9. 持久熱愛互聯網技術,並堅信技術的力量。

高效的工具助力進階

其實結合高效的開發工具,開發者在學習物聯網的過程中也可以事半功倍。

對此,羅曉巍分享道,通過使用 Qualcomm IoT 工具、編譯器、調試工具、性能測試工具等,方便了開發者對係統運行能夠有更深入的了解,並且在以後的設計和編碼中能夠快速規避問題,解決問題等起到了很大的幫助。同時,陳麗娜也表示,高通開發者工具覆蓋了從編碼到產品部署的各個階段,能夠極大提升開發者的開發效率,提高產品質量、縮短開發時間。也有利於標準化解決方案的形成,簡化繁複的開發流程,節省開發成本,助力產品快速入局市場。不過,陳麗娜在此也提醒諸多的物聯網開發者們,具體的工具學習,還是要大家根據實際應用情況來確定,不同階段選擇不同的開發工具,並且要善於多工具的聯合使用,提高工作效率。

特別提示:

Qualcomm 榮譽技術大使所發表的內容及觀點均屬原作者個人意見,並不必然代表 Qualcomm 或其分支機構的立場。這些內容僅供信息參考,並非獲得 Qualcomm 或其他任何一方的認可或代表其觀點。


System.out.println("點個在看吧!");
console.log("點個看吧!");
print("點個看吧!");
printf("點個看吧!\n");
cout << "點個看吧!" << endl;
Console.WriteLine("點個看吧!");
Response.Write("點個看吧!");
alert("點個看吧!")
echo "點個看吧!"


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