物聯(lián)網(wǎng)軟件工程：物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新浪潮

2021-10-26

物聯(lián)網(wǎng)軟件工程：物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的新浪潮

物聯(lián)網(wǎng)設備使組織能夠自動(dòng)化各種業(yè)務(wù)運營(yíng)，包括日?；顒?dòng)。

設備集成可以包括將手機、電視、智能手表、筆記本電腦和傳感器（例如加速度計或陀螺儀）相互連接。物聯(lián)網(wǎng)基礎設施和設備必須有效地通信，以使設備可用于商業(yè)和消費者用例。這就是面向物聯(lián)網(wǎng)的軟件工程發(fā)揮作用的地方。

物聯(lián)網(wǎng)軟件工程是指使用混合軟件和硬件解決方案對物聯(lián)網(wǎng)基礎設施進(jìn)行系統開(kāi)發(fā)。物聯(lián)網(wǎng)軟件工程處理通過(guò)傳感器收集的數據，并對其進(jìn)行處理，使其對具有直觀(guān) UI 和視覺(jué)表示的現實(shí)世界應用程序有意義。 

物聯(lián)網(wǎng)在許多領(lǐng)域都有應用，例如用于狀態(tài)檢查和可持續活動(dòng)的航空和航空電子設備、用于發(fā)動(dòng)機參數和車(chē)輛安全的汽車(chē)工業(yè)、廣播通信甚至娛樂(lè )。一些日益流行的應用程序包括：

智慧城市

建造

智能電網(wǎng)

醫療服務(wù)

基于市場(chǎng)的智能分析

物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)

為了開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)軟件解決方案，組織需要三個(gè)組件：開(kāi)發(fā)平臺、操作系統和編程語(yǔ)言。

物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺

構建和推出基于物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品從平臺開(kāi)始。開(kāi)發(fā)人員必須考慮每個(gè)平臺提供的不同特性，以找到最合適的。這里有一些例子：

IBM 沃森?？萍季揞^ IBM 提供 Watson 作為開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)解決方案的平臺。它提供快速安全的實(shí)施、在線(xiàn)數據分析和關(guān)鍵風(fēng)險可視化。

蔚藍。Microsoft 提供具有數據收集、分析和可視化等功能的 Azure IoT 開(kāi)發(fā)平臺。開(kāi)發(fā)人員還可以在不進(jìn)行大量更改的情況下擴展 IoT 應用程序并增加更多設備之間的互操作性。

亞馬遜。選擇 AWS IoT 的好處包括 AI 集成、多層安全性和可擴展性。該開(kāi)發(fā)平臺還提供設備軟件、連接和控制以及分析服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)操作系統

通常，物聯(lián)網(wǎng)系統由低功耗處理單元、小型 RAM 和受限存儲組成。這些限制意味著(zhù)操作系統需要是輕量級的，而不是資源匱乏。以下是一些可用的操作系統：

樹(shù)莓派。Raspbian 是一種廣受歡迎的物聯(lián)網(wǎng)系統操作系統，針對 Raspberry Pi 硬件進(jìn)行了優(yōu)化。該操作系統易于使用，可編譯超過(guò) 35,000 個(gè)軟件包。

Arm Mbed 操作系統。該操作系統是一個(gè)開(kāi)源操作系統，可滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)系統的所有要求。Mbed OS 具有多層安全性以及用于藍牙連接、線(xiàn)程、6LoWPAN、以太網(wǎng)和 Wi-Fi 的驅動(dòng)程序。

物聯(lián)網(wǎng)編程語(yǔ)言

選擇正確的編程語(yǔ)言對于開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用程序也至關(guān)重要。由于手頭資源有限，代碼需要簡(jiǎn)短且易于編譯。以下是基于 IoT 的編程語(yǔ)言列表：

C 和 C++。這兩種廣為人知的語(yǔ)言都是從硬件角度編寫(xiě)的。

爪哇。Java被稱(chēng)為移動(dòng)編程語(yǔ)言，與各種外圍設備兼容，非常適合物聯(lián)網(wǎng)設備。

蟒蛇。Python 非常適合 IoT 應用程序，因為它可以處理大量數據的應用程序。

了解物聯(lián)網(wǎng)系統架構

與任何傳統的軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程相比，物聯(lián)網(wǎng)架構的過(guò)程有很大不同?；谖锫?lián)網(wǎng)的系統包括四個(gè)階段的架構。

第一階段：傳感器和執行器

在這個(gè)階段，架構由傳感器和執行器組成，它們從環(huán)境或對象中收集數據并將其轉化為有用的數據。

階段 2：數據預處理

傳感器在第 1 階段收集的數據通常是模擬和原始數據。物聯(lián)網(wǎng)應用要利用這些數據，需要將其聚合并轉換為數字數據。連接到傳感器網(wǎng)絡(luò )的數據采集系統執行模數轉換。

第 3 階段：IT 系統

轉換后的數據不能簡(jiǎn)單地傳入數據中心。工程師必須解決諸如缺乏空間和安全性等問(wèn)題。數據必須經(jīng)過(guò)預處理，只有重要的結果才會(huì )傳到云端。

階段 4：云

提取重要數據后，將其存儲在傳統數據中心或云中。從那里，IT 專(zhuān)業(yè)人員可以重塑數據并使其對最終用戶(hù)可讀。

物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的考慮

物聯(lián)網(wǎng)涉及大量的數據交換。開(kāi)發(fā)人員和 IT 團隊必須考慮數據的安全性，并不斷采取措施加以改進(jìn)。多個(gè)設備與網(wǎng)絡(luò )之間的連接使它們面臨潛在的安全威脅。

通信渠道是任何物聯(lián)網(wǎng)軟件工程的核心。為了防止出現問(wèn)題，開(kāi)發(fā)人員必須遵循嚴格的協(xié)議和既定的模式。