物联网开发(物联网开发技术主要学什么)

工欲善其事，必先利其器。要快速系统地掌握物联网知识，你需要有优秀的学习工具和有效的学习方法。

物联网开发平台是根据教育部最新教学要求，并结合国内高校的教学需求开发的一套初学者与专业开发者都能使用的物联网教学开发工具。通过物联网开发平台，可以学习物联网基础知识，搭建物联网综合应用平台。物联网开发平台由以下四个部分组成：

（1）硬件平台：物联网教学/开发套件。

（2）软件平台：Arduino集成开发环境。

（3）维基平台：物联网教学套件维基知识库。

（4）配套教材：物联网教学套件配套教材。

图1 物联网开发平台的设计思路

正如图1中展示的那样，物联网开发平台的设计思路结合了初学者对新事物的一般学习路线，由浅入深，循序渐进。在初识阶段，从一个个有趣的小实验开始，通过物联网开发平台带你进入物联网世界；在进阶阶段，你可以跟着本书的脚步，实现一个物联网的小应用，例如用手机控制一盏台灯的亮灭，或者将语音转换为文字发送到手机备忘录；在实战阶段，你可以自己设计一个物联网综合应用系统。

一、硬件平台设计

物联网开发平台的硬件平台分为三部分：主控模块、扩展板模块和底板。

主控模块使用AVR mega328P芯片作为信息处理中心，负责处理扩展板接收到的信息，并做出相应的响应。

扩展板模块由不同传输距离的通信模块与多种传感器结合，负责采集与传输数据，并做出相应的简单显示效果。

底板是主控模块和扩展板模块连接的底座。底板已经提前定义好主控模块与扩展板模块连接的接口，免去了用户连接通信接口的烦琐操作。

物联网开发平台如图2所示。

图2 物联网开发平台

其开发过程如下：

（1）将主控与扩展板模块拼接在底板上。

（2）通过串口线将主控模块与计算机相连。

（3）根据教材和Wiki平台上的实验说明将对应的程序写入主控中。

（4）通过不断修改调试代码以获得预期效果。

1.人性化的拼接设计

物联网开发平台的设计兼顾初学者与专业开发者。

对于初学者而言，接触物联网底层技术时，硬件开发板与复杂的接口定义总是令初学者望而却步。为了降低初学者的入门门槛，物联网套件采用类似积木的硬件设计，初学者无须处理繁杂的接口，操作简单便捷。例如，初学者想要学习与Bluetooth相关的技术，不需要了解Bluetooth的接口定义，可以直接将Bluetooth扩展板与主控模块拼接在底板上，烧写Bluetooth扩展板的相关示例程序，就能获得-些显示效果。图3所示为物联网套件的整体展示效果。

图3 物联网套件整体展示

对于专业开发者而言，物联网套件将功能集中化，每个扩展板以一种物联网的通信模块为核心，并适配多种传感器与显示器件。同时预留了SPLI2C等多种通信接口，开发者可以根据自身需要连接其他器件，为专业开发者提供充足的开发空间。

互联网小常识：路由器的可靠性与可用性表现在：设备冗余、热拔插组件、无故障工作时间、内部时钟精度等方面。路由器的冗余表现在：接口冗余、电源冗余、系统板冗余、时钟板冗余、整机设备冗余等方面。

2.物联网技术的结合

物联网的架构分为三层：感知层、网络层、应用层。

（1）感知层是物联网的皮肤和五官，其作用为识别物体、感知物体、采集信息、自动控制。感知层主要包括各种传感器、RFID电子标签技术和二维码，用于替代或者延展人类的感官完成对物理世界的感知。

（2）网络层是物联网的循环系统，其作用为实现信息的传递。信息的传输技术分为近距离、中长距离与超远距离，有些通信技术已经在互联网中使用，有些则是根据物联网新创建的。

（3）应用层是物联网的大脑。各种物联网在通信协议与传输技术的支持下，实现任何物体在任何时间、任何地点的连接。

物联网的三层架构如图4所示的设计。

图4 物联网开发平台硬件平台规划

在每块功能扩展板上都适配了对应于感知层的传感器或电子标签与对应于网络层的通信模块。其中感知层传感器负责采集信息与传输信息，网络层通信模块负责发送与接收数据，实现物与物之间的信息传送框架。通过对物联网开发平台硬件平台的学习，你可以在潜移默化中了解物联网的三层架构，完成相应的开发。

3.易上手的开发平台

物联网的开发平台为Arduino集成开发环境（后简称Arduino IDE）。Arduino IDE是目前主流的开发平台，便捷灵活、方便上手。Arduino IDE有以下三个特点：

（1）跨平台。Arduino IDE可以在Windows、Macintosh OS X、Linux三大主流操作系统上运行，适合不同需求的人群。

（2）开放性。Arduino IDE的软件及核心库文件都是开源的，在开源协议范围内里可以任意修改原始设计及相应代码。

（3）简单清晰。Arduino IDE的开发语言易于理解，没有太多开发基础的初学者也能快速上手。

Arduino IDE丰富的函数库与高效的开发效率，使Arduino IDE不仅受到初学者的欢迎，也获得了专业开发者的青睐（也颇受专业开发者的欢迎）。因此，Arduino IDE是物联网套件软件开发平台的最佳选择。

二、Wiki平台设计

Wiki平台是一种供多人协同写作的系统，是Web 2.0时代的典型应用。它打破了网站由网站雇员主导生成内容的传统，建立了一种人人编辑的，由用户主导而生成内容的互联网产品模式。

物联网套件Wiki平台有以下三个方面的特点：

（1）海量例程。Wiki平台上有几十个由易到难的物联网套件的使用例程，其中包括视频讲解与详细的文字教程。

（2）维护方便。社群成员可以快速创建、更改网站各个页面内容；基础内容通过文本编辑方式就可以完成，使用少量简单的控制符还可以加强文章显示效果。

（3）强开放性。社群内的成员可以任意创建、修改或删除页面；系统内页面的变动也可以被来访者清楚观察得到。

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我叫老梁。一个从业12年的弱电爱好者。

互联网小常识：防火墙的系统结构分为包过滤路由器结构、双宿主主机结构、屏蔽主机结构和屏蔽子网结构。

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