工业物联网网关作用是什么？

一般来说，工业网关需要具备以下能力：

    1具备对下（自动化系统）协议解析能力（通讯协议：Modbus，PPI，MPI，CNC等；总线协议：CAN,PROFIBUS等；工业无线协议：WirelessHart，433等），目前的网关以通讯协议为主，只有少部分厂家会考虑对下的总线协议以及无线协议，同时传统的总线协议转换也叫工业网关，网关分不清楚。

    2具备对上（IT系统）的协议对接能力，对上的通讯能力（以太网，WIFI，3G，4G，NB-IOT等）

    3具备对上和对下私有协议二次开发能力

    4具备数据缓存，本地计算（雾计算）的能力

    具备这样的能力才可以说是一个完善的网关，另一方面，工业现场应用非常复杂，目前数据接入的成本又非常的高，往往造成业主想要上信息化系统的时候，接入成本就占到1半以上的费用。所以，网关厂家会根据市场大小去布局相应的产品层次。不过，目前不管是国内还是国外的网关厂，都很难覆盖所有的应用，加上网关厂对IT系统的对接协议，以及对接方式并不统一。造成现在接入成本仍然居高不下。大大影响了云和大数据的应用。

 目前市面上的网关类型主要有单向型数据采集型、双向型简单版、双向增强版。

单向型数据采集型

对下具备串口或者网关，对上具备网口或者GPRS。支持协议解析，以moudus为主，对上对下协议可定制，可采用软件按需烧录的形式实现。支持数据缓存，对数据打时间戳。

双向型简单版

对上对下接口更丰富（串口，网口，3G,4G）；预置多种通讯协议（PLC,CNC,注塑机，电力）；支持二次开发

双向增强版

在简单版上增加对下的无线通讯对接能力和总线型对接能力。

其中第二种是目前需求量最大的，第一种类型和第三种类型目前市场并不明确，在某些行业已经有非常强烈的需求，但是复制性不如第二种，所以目前较少有人开发。 同时第一种和第三种在选择无线通讯协议（对上或者对下）的时候都有一定风险。工业网关的市场直接可以反映我国工业物联网发展水平，如果要看工业物联网在国内的发展，我认为当前阶段看看国内工业网关的发展即可对市场有一定的判断。

一、什么是Scratch
Scratch是一款由美国麻省理工学院（MIT）研发的少儿编程语言。2007年5月，MIT实验室向公众发布了一款全新的桌面视觉化编程工具——Scratch。Scratch将程序指令变为一个个“积木块”，使用者可以不认识英文单词、不会使用键盘，不用记住大量的编程语句，构成程序的命令和参数通过积木形状的模块来实现，只需要将积木块拖拽并连接在一起，就可以很方便的进行编程，从而快速制作出动画、游戏、交互程序。
Scratch公开发布后，在全球的各个编程兴趣社区里迅速流行开来。到目前为止，Scratch已经拥有40多种语言的 *** 作界面在超过150个国家里被使用。在Scratch官方网站上，你可以看到将近两千三百八十万的粉丝们上传作品！

二、 scratch少儿编程有哪些优点

1、Scratch少儿编程工具入门简单，无关原有编程基础，最适合中小学生初次学习编程语言时使用，尤其是没有编程基础或编程基础较少的孩子，用来进行编程启蒙最合适不过了。
2、Scratch少儿编程内容丰富，形式多样，针对有兴趣、喜爱绘画的学生，提供角色绘制设计功能。通过游戏化编程，培养孩子编程兴趣和热情，孩子有兴趣才会在后续的编程进阶之路上更加平坦。
3、Scratch少儿编程锻炼孩子的逻辑思维能力，通过使用Scratch让学生在动画、游戏设计过程中逐渐形成逻辑分析、独立思考、善于创新的思维方式，学会提出问题和解决问题。
4、Scratch少儿编程工具比其他编程软件更加直观，学生能比较容易看到自己的劳动成果，能够获得成就感，从而驱动其不断挑战越来越复杂的逻辑，形成孩子持久热爱的根本动力。

11 有哪些设备使用单片机或Linux

所有的电子产品，所用技术都可以认为要么是单片机，要么是Linux；GUI方面主要是QT/Android，它们都是运行于Linux之上的。我们说的单片机不使用 *** 作系统，但是使用单片机设备肯定远远超过Linux。很多人也是先学习单片机，从单片机进入电子工程师行业，日常生活中，有哪些产品使用单片机、Linux呢？下面举一些例子：

我们设计一个产品时，是使用单片机还是Linux，取决于成本：硬件成本、软件成本、维护成本、升级成本。而不应该根据个人偏好来选择：我喜欢单片机，所以就排斥使用Linux；我喜欢Linux，就排斥使用单片机。为了有更多的选择，我们需要既懂单片机，又懂Linux。

12 在硬件 *** 作上单片机和Linux是类似的

以点灯为例，
无论是单片机还是Linux，我们要做的事情都一样：

看原理图，确定引脚是哪一个，确定它输出什么电平才可以

看芯片手册，确定要怎么 *** 作寄存器

写程序

但是，怎么编写程序，单片机和Linux有很大不同。

13 在单片机中点灯、使用LCD

使用单片机开发程序时，我们一上来就写一个main函数，下面是一些简化的代码：

LED程序里面的init_led、led_on、led_off函数是你一个人写的，爱取什么名就取什么名，爱怎么写就怎么写。

LCD程序里的函数也是你写的，完全是自由发挥。

很多单片机项目不是很复杂，2、3个人从上到下统统搞定，里面的函数大多时间是直接去读写寄存器。

很多单片机项目严重依赖于硬件，换一个芯片后怎么办？重写一套代码呗。

在单片机程序里，没有应用程序、驱动程序的概念，很可能一个人包揽了硬件设计、模块调试(或称之为驱动)、功能开发(或称之为应用)的全部活。

14 在Linux中点灯、使用LCD

在Linux中，不允许应用开发人员直接去 *** 作硬件，比如你想点个灯，不好意思，你无法直接访问寄存器；你需要通过驱动程序来访问寄存器。

为什么？有几大原因：

Linux系统中运行着众多程序，必须保证质量差的程序无法破坏系统：假设你写的程序比较烂，那我不能让你去随便访问寄存器，把系统搞崩溃了怎么办？你本意是去点灯，但是你看错了寄存器，你把电源关了怎么办？所以这些 *** 作硬件的活，还是交给信得过的人来做吧：交给驱动工程师，他既懂硬件又懂软件。

保证程序的可移植性：编写应用程序时，大家都使用统一的函数，以后换一个芯片时，应用程序不用变；只需要根据这个接口提供驱动程序就可以了。

团队协作：使用Linux系统的项目一般比较大，术业有专攻，一个人不太可能从上到下都全部掌握。比如做人脸识别项目，有擅长做图像处理的，他可不管你要用多少种摄像头，有图像给他就可以。而多种摄像头的硬件 *** 作方法各有不同，这些交给驱动程序工程师。

所以，在Linux中应用程序和驱动程序是分开的。

以LED、LCD程序为例，简化的代码如下

也许你已经大概猜出来了，应用程序怎么调用驱动程序？通过标准的接口：

open：打开驱动程序。

read/write：读、写数据。

ioctl：传入各种参数，获得各种参数。

mmap：内存映射，比如映射之后，应用程序可以直接读写LCD的显存。

你看！从这些接口里，我们根本看不到寄存器的 *** 作。底层的程序驱动会根据这些调用，去设置寄存器、 *** 作硬件。

所以，我高大上的应用工程师，干嘛苦哈哈地去看原理图、看在片手册、读写寄存器，搞不好还要去调试硬件BUG。这些脏活、累活就交给驱动工程师吧。客户的需求千变万化，我996时间都不够用了。

我上懂软件、下懂硬件的驱动工程师，肯定不能把这么重要的活交给你去做了，把我的系统搞崩溃了怎么办。

开玩笑、开玩笑、开玩笑的，有应用工程师、驱动工程师的优劣之分，大家都是为了做出产品。现在有一个趋势，一个任务从上到下你都需要懂，这就是所谓的全栈工程师。

还是以LED为例，应用程序和驱动程序的协作如下图所示：

在Linux中，“一切皆文件”，要访问某个硬件，也是要打开文件、读写文件。应用程序要根据标准的文件接口：open/read/write/ioctl/mmap等来访问驱动程序。

既然如此，怎么写驱动程序呢？最简单的方法就是：APP要调用open来打开驱动程序，那驱动‘程序里就提供一个xxx_open函数来初始化硬件；APP要调用write来写数据，驱动程序里就提供一个xxx_write函数来接收数据并 *** 作硬件。

用xxx_open、xxx_write来构成一个驱动程序，这就是驱动框架。

怎么实现这些xxx_open、xxx_write函数？我们要做的事情跟单片机是类似的，一样要去看电路图、看芯片手册，然后在这些函数里读写寄存器：这称为硬件 *** 作。

所以，Linux驱动程序= 驱动框架 + 硬件 *** 作。

有单片机基础的人，对硬件 *** 作比较熟悉了，把重点放在驱动框架上就可以。

高能预警：驱动框架可不简单，对于LED来说是简单，但是还有更复杂的驱动程序，它要考虑“通用”，这很要命。

第2章 嵌入式Linux快速入门

这几天在群里跟学员聊天，有一位学员的学习方法很好：先观其广，再究其深。有时候要“不求甚解”，很多时候保持疑问先学下去，这些疑问就自然解决了。

比如课程中涉及汇编知识，如果你要彻底弄清楚，你需要去学习《ARM架构与编程》；当你学完这本书，你的同学搞不好已经可以上手工作了。

21 短期的目标是什么

我们先把学习目标定下来：快速了解嵌入式Linux开发的流程，知道要学什么，具备跟从业者交流的能力。

22 一个嵌入式Linux系统的组成

下面我们用类比和逻辑推导出嵌入式Linux系统的组成，没错，“推导”。
从上图可以知道：

组成：嵌入式Linux系统= bootloader + linux内核 + 根文件系统(里面含有APP)。

bootloader：它的目的是启动内核，去哪等读内核？读到哪里？去Flash等外设读内核，存到内存里去。所以需要有Flash里外设的驱动能力，为了调试方便还会有网络功能。所以，可以认为 booloader = 裸机集合，它就是一个复杂的单片机程序。

Linux内核：Linux内核的最主要目的是去启动APP，APP保存在哪里？保存在“根文件系统”里。“根文件系统”又保存在哪里？在Flash、SD卡等设备里，甚至可能在网络上。所以Linux内核要有这些Flash、SD卡里设备的驱动能力。

不仅如此，Linux内核还有进程调度能力、内存管理等功能。

所以：Linux内核 = 驱动集合 + 进程调度 + 内存管理等。

23 要学习bootloader吗

Bootloader有很多种，常用的叫u-boot。

在实际工作中，对于u-boot基本上是修修改改，甚至不改。但是u-boot本身是很复杂的，比如为了便于调试，它支持网络功能；有些内核是保存在FAT32分区里，于是它要能解析FAT32分区，读FAT32分区的文件。

花那么多精力去学习u-boot，但是工作中基本用不到，这对初学者很不友善。

所以，对于初学者，我建议：理解u-boot的作用、会使用u-boot的命令，这就可以了。

如果你的工作就是修改、完善bootloader，那么再去研究它吧。

24 要学习Linux内核、要学习驱动程序吗

之前我们说过Linux内核 = 驱动集合 + 进程调度 + 内存管理等，如果要学习Linux内核，从驱动程序入手是一个好办法。

但是人人都要学习Linux内核、人人都要学习Linux驱动吗？显然不是。

作为初学者，懂几个简单的驱动程序，有利于工作交流；理解中断、进程、线程的概念，无论是对驱动开发、应用程序开发，都是很有好处的。

所以对于初学者，建议前期只学习这几个驱动：LED、按键、中断。

LED驱动程序：这是最简单的驱动程序。

按键驱动程序：它也比较简单，从它引入“中断”。

中断：从“中断”它可以引入：休眠-唤醒、进程/线程、POLL机制、异步通知等概念。这些概念无论是对驱动开发，还是对应用开发，都很重要。

所以，对于初学者，我建议必须学习这几个驱动：LED、按键、中断。

入门之后，如果你想从事内核开发、驱动开发，那么可以去钻研几个驱动程序(输入系统、I2C总线、SPI总线等)，掌握若干个大型驱动程序后，你对内核的套路就有所了解了，再去研究其他部分(比如进程管理、文件系统)时你会发现套路是如此通用。

摄像头(VL42)、声卡ALSA驱动是Linux中比较复杂的2类驱动，它们是很难的，如果工作与此相关再去研究。

25，要学习Linux应用程序吗？先学一些基础技能

要学，即使以后你只想研究内核，一些基本的应用开发编写能力也是需要的：

基本设备的访问，比如LCD、输入设备

进程、线程、进程通信、线程同步与互斥

休眠-唤醒、POLL机制、信号

网络编程

①②③部分的知识，跟驱动有密切的关系，它们是相辅相承的。

掌握了基本驱动开发能力、基本应用开发能力之后，在工作中你就可以跟别人友好沟通了，不至于一脸懵逼。

26，应用程序是怎么启动的？要了解一下根文件系统

你辛辛苦苦写出了应用程序，怎么把它放到板子上，让它开机就自动启动？

你写的程序，它依赖于哪些库，这些库放到板子上哪个目录？

怎么做一个可升级的系统？即使升级中途断电了，也要保证程序至少还可以运行老的版本？

这些都需要我们了解一下根文件系统。

先了解一下init进程：它要读取配置文件，根据配置文件启动各个APP。

了解了init进程，你就了解了根文件系统的组成，就可以随心所欲裁剪系统，为你的项目制作出最精简的系统。

第3章 学习方法

31 先不要打破砂锅问到底

嵌入式涉及的东西太多太杂了，如果心里没有主线，碰到什么都要去研究个透彻，最终反而忘记自己要学什么了。

嵌入式涉及硬件知识、软件知识，软件里涉及汇编、ARM架构、C语言、Makefile、Shell；又分为bootloader、内核、驱动、基本的APP、GUI。

比如我们会用到Makefile，了解它的基本规则，会用我们提供的Makefile就可以。

不需要深入研究那些make函数，因为在工作中都有现成的Makefile给你使用，不需要自己去编写一套Makefile。何必花上好几天去深入研究它呢？

比如我们会用到bootloader，难道又要花上几个月来深入研究u-boot吗？工作中基本不需要改u-boot，会用那几个命令就可以。

甚至有些学员先去买本shell的书来学习shell命令，何必？我们在视频中用到什么命令，你不懂时再去百度一下这些命令就可以了。

不要脱离初学者的主线：应用基础、驱动基础。有了这2个基础后，你想深入研究某部分时，再去花时间吧。

32 思路要清晰，不怕抄代码

视频里的代码，请你一定要自己去写一次、写多次。为什么我现在写驱动那么熟？我2009年在华清远见上课时，

每次上课我都要给学生写一次那些驱动，十几次下来闭着眼睛都知道内核的套路了。

记不住那些函数？我也记不住，我都是去参考同类的驱动程序，这又不是闭卷考试。

但是要理清楚思路，你写这个程序要完成什么功能、怎么实现这些功能？这个要弄清楚。

有了思路后再写代码，不知道怎么写？没关系，看看视频，看看示例，然后关闭视频看看能否自己写出来。

33 对自己的方向很了解，我只能带你到这里了

我的专长是 *** 作系统，是快速地带领大家掌握一些项目开发的基础知识。

如果你决定深入研究某方面时，我并不能带你多久。你要去看源码，去看这方面的专业书籍。

比如想深入钻研内核的内存管理时，它有页表映射(你需要阅读ARM架构的手册)、SLAB分配器、vmalloc/malloc实现、mmap实现、缺页中断、父进程子进程之间的页面管理等等，内容非常多。有时候连书籍都没有，你需要直接啃代码。

当你想从事某个行业时，就需要深入研究行业相关的知识。

比如CAN总线，它可以写成一本书：CAN协议、CAN报文、Socket CAN、车身网络拓扑结构，CAN应用报文，CAN网络管理报文，CAN诊断报文。

想做物联网网关，需要深入研究MQTT，MQTT协议相对简单，但是MQTT英文原版协议有130多页，中文版有近100页，是一本小书了。

每个行业都有自己的业务逻辑，在掌握基本的编程能力之一，你需要结合具体的业务去深入学习。

很多人在自学和培训机构之间犹豫不定，也有很多人有这样那样的看法，下面就我眼中的编程学习之路给新手们一点建议。
很多编程行业的初学者都在犹豫一个问题：学习编程是自学好，还是培训好呢？
网上风评“培训机构出来的程序猿在IT行业中都是渣渣”。对于这点，我持保留态度：“培训，是给大家提供一个转行的平台，一个快速进入这个行业的机会，或者是快速获得某种技能的途径。”它并不能将你的所有缺点补全，毕竟培训的目的是用更短的时间帮助想学的人们改变，并不是将人打造成大神，希望大家能理解这点。

不可否认，培训机构出去工作的学生，基础都不是很扎实，和别人经过几年系统学习的人，确实有差距，这是无可避免的事实，毕竟别人多学了这么多年付出了这么多时间，我们通过短短几个月时间就能赶上吗？世上哪儿有这么的事情，告诉我，我们一起去！但是，进机构培训学习是为了改变自己，还是和各种大神们去比较呢？这点清楚，脚下的路就坚定了。当然，如果你有足够的兴趣和定力，加上有时间的话，自学也许更节省成本！ 当然，恒心和毅力占很大比重

对于新手来说，自学和培训之间，该如何选择呢？
首先，我们先做个对比，当然，因本人是java从业者，对其他语言不甚通晓；个人见解，如有不妥之处，请留言探讨。
一、自学。
       1、学习周期: 拿java来说，如果从零基础自学到能找工作，需要1到15年时间；
       2、学习资源：需要自己买书，找视频，对新手来说，初期的资源获得很不容易，出现BUG要么百度，找不到时咨询又面临无人可问的情况，特别在学深入一点之后，稍微复杂的问题很难找到人解答，或者往往几天都找不到人解答，有时会非常苦恼；

     3、个人能力：要求个人自制力非常强或者非常的感兴趣，否则大部分人都会在初学2个月左右放弃；能自学成功的人，相信这么长时间的坚持，首先对基础的掌握比培训出来的人要好一些，自学需要一个一个知识点去查的话；可以养成很好的纠错自查习惯，对一般问题的处理能力比培训生高很多；      

如果你想要学习JAVA这方面专业知识，可以来这个群，开头的的第一部分是：426，位于中间的第二部分是：396，处于最后一部分的是：284。 这个群里每天都有JAVA的免费直播课程，不懂的也可以在群里交流，不需要你付出什么，只要有一颗想学习的心就可以了。

     4、代码规范方面：由于自学大都是野路子，对代码规范和注释一般都不会引起重视，诸不知，其实很多大公司对这方面要求很严；
   5、工作方面：由于没有工作经验和漂亮的履历，一般第一份工作找到好公司的概率相对较低，但有的公司会看重你的学习能力。

三、聊聊我所接触到的培训年龄分布。

来到某机构后，我发现，我们的学员年龄段集中在16-30岁之间，下面是一点年龄分布。
1、16-20岁。
这个阶段要么是正在上高中或专科，要么已经工作了，部分同学可能是不喜欢自己的专业，或者专科毕业后出来找到的工作比较苦，或者家庭的原因，所以有想法的同学都想改变，培训可以给他们一条很好的入行道路，所以这部分学员占我们招收学员的一部分；
2、20-24岁。
这个阶段的同学：
（1）一部分是大学即将毕业的学生，因为在学校没有很好的学习编程知识或者不是与IT相关的专业，找工作时，缺乏一个系统培训，无法独立做出项目或者什么都不会，又想提高自己，所以报名可以给他们一个快速提高自己的机会。
当然，这部分同学如果基础扎实，找工作问题不大，不过初始工资一般在2-3K，多点的也就4K。
但是，有基础的同学经过培训班的系统培训之后，可以有自己的项目开发经验和作品，拿着作品去面试的话，基础薪资就可以大大提高了。
一般我们中级班学完之后第一份工作薪资在6-8K，其实是非常划算的一件事，比正常毕业的学生，2个月学费就赚回来了。
当然，在校生还可以贷款，不用为报名的资金来源发愁。
（2）一部分是刚工作的同学，拿不到满意的薪水，经过系统项目实战的培训后，补足了项目基础，又增加了实战经验，再出去找工作，那涨薪肯定是跑不了，不过这部分同学占比重较少，都觉得自己是匹北方的狼，哈哈。

3、24-30岁
这部分同学大多数都已经工作，当然有博士生除外。这些同学，在经历了一段时间的工作后，会被IT行业的高薪所吸引，或者种种原因，想转行到IT行业来，但是苦于没有基础，或者基础很差，没有实战，加上自学又没有很好的定力。
这样的同学，报名培训班就是一条非常好的路子，可以在短时间内培养出符合工作要求的技能，这部分人也不少。
4、 16岁以下以及30岁以上。
也有部分学员，但这部分学员要么是很想从事这一行，要么就是兴趣使然，所占比例不大，这里不做赘述。

四、培训是选择线上教育还是线下教育
我只谈java，其他语言情况不做说明。
线下教育
1、学费：在1-4W不等（根据学习时间及课程内容），各机构不同，课程内容安
排不同，不做赘述；
2、教学形式：与普通学校类似，适合平时在普通学校学习就很认真的同学，毕
竟面授要注意课堂环境，有问题只能课后解决，提问有人又会觉得不好意思；
3、学习时间：全天候跟班学习，时间完全被限制，适合完全没有自制力的同学；
4、课程上完之后，老师不会再上第二遍；
5、老师水平参差不齐。
线上教育
1、学费：由于有地利优势，不限制场地，会便宜些，大约1W以内，具体看机构；
2、教学形式：在线教育不受地域和时间的限制，只要有电脑就可以学习，课堂
上学员可以畅所欲言，有不懂就问，课堂有氛围；
3、学习时间：每天晚上准时授课，上班族可以晚上学习，白天正常上班，时间掌握比较自由。但适合稍有自制力的同学；
4、课后有录制视频，没掌握或漏掉的课程可以通过看视频反复学习，每天有解答老师16小时在线，有问题可以随时问；
5、一般能办在线教育的，创始人都有几把刷子，这点要相信，其余老师不做评价。