如何自学嵌入式?

如何自学嵌入式?,第1张

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嵌入式Linux学习路线图

我是1999年上的大学,物理专业。在大一时,我们班里普遍弥漫着对未来的不安,不知道学习了物理后出去能做什么。你当下的经历、当下的学习,在未来的一天肯定会影响到你。毕业后我们也各自找到了自己的职业:出国深造转行做金融、留校任教做科研、设计芯片、写程序、创办公司等等,这一切都离不开在校时学到的基础技能(数学、IT、电子电路)、受过煅炼的自学能力。

所以,各位正在迷茫的在校生,各位正在尝试转行的程序员,未来一定有你的位置,是好是坏取决于你当下的努力与积累。

我不能预言几年后什么行业会热门,也不能保证你照着本文学习可以发财。我只是一个有十几年经验的程序员,给对编程有兴趣的你,提供一些建议。

1程序员的三大方向

程序员的方向,一般可以分为3类:专业领域、业务领域、 *** 作系统领域。你了解它们后,按兴趣选择吧。

对于专业领域,我提供不了建议。

业务,也就是应用程序,它跟 *** 作系统并不是截然分开的:

①开发实体产品时,应用程序写得好的人,有时候需要 *** 作系统的知识,比如调度优先级的设置、知道某些函数可能会令进程休眠。

②写应用程序的人进阶为系统工程师时,他需要从上到下都了解,这时候就需要有 *** 作系统领域的知识了,否则,你怎么设计整个系统的方案呢?

③做应用程序的人,需要了解行业的需求,理解业务的逻辑。所以,当领导的人,多是做应用的。一旦钻入了某个行业,很难换行业。

④而 *** 作系统领域,做好了这是通杀各行业:他只负责底层系统,在上面开发什么业务跟他没关系。这行很多是技术宅,行业专家。

⑤ *** 作系统和业务之间并没有一个界线。有 *** 作系统经验,再去做应用,你会对系统知根知底,碰到问题时都有解决思路。有了业务经验,你再了解一下 *** 作系统,很快就可以组成一个团队自立门户,至少做个CTO没问题。

11 专业领域

它又可以分为下面2类。

111 学术研究

比如语音、图像处理、人工智能,这类工作需要你有比较强的理论知识,我倾向于认为这类人是“科学家”,他们钻研多年,很多时候是在做学术研究。

在嵌入式领域,需要把他们的成果用某种算法表达出来,针对某种芯片进行优化,这部分工作也许有专人来做。

112 工程实现

也有这样一类人,他们懂得这些专业领域的概念,但是没有深入钻研。可以使用各类开源资料实现某个目标,做出产品。比如图像处理,他懂得用opencv里几百个复杂函数来实现头像识别。有时候还可以根据具体芯片来优化这些函数。

“专业领域”不是我的菜,如果你要做这一块,我想最好的入门方法是在学校学习研究生、博士课程。

12 业务领域

换句话说,就是应用程序,这又可以分为下面2类。

121 界面显示

做产品当然需要好的界面,但是,不是说它不重要,是没什么发展后劲。

现在的热门词是Android APP和IOS APP开发。你不要被Android、IOS两个词骗了,它们跟以前的VC、VB是同一路货色,只是、仅仅是一套GUI控件的实现。

希望没有冒犯到你,我有理由。

一个程序需要有GUI界面,但是程序的内在逻辑才是核心。Android、IOS的开发工具给我们简化了GUI的开发,并提供了这些控件的交互机制,封装并提供了一些服务(比如网络传输)。但是程序内部的业务逻辑、对视频图像声音的处理等等,这才是核心。另外别忘了服务器那边的后台程序:怎样更安全地保存数据、保护客户的隐私,怎样处理成千上万上百万的并发访问,等等,这也是核心。

但是,从Android、IOS APP入门入行,这很快!如果你是大四,急于找到一份工作,那么花上1、2个月去学习Android或IOS,应该容易找到工作,毕竟APP的需求永远是最大的,现在这两门技术还算热门。在2011、2012年左右,Android程序员的起薪挺高,然后开始下滑。Android APP的入门基本只要1个月,所以懂的人也越来越多。2013、2014年,IOS开发的工资明显比Android高了,于是各类IOS培训也火曝起来。中华大地向来不缺速成人才,估计再过一阵子IOS工程师也是白菜价了。

会Android、IOS只是基本要求,不信去51job搜搜Android或IOS,职位要求里肯定其他要求。

122 业务逻辑

举个简单例子,做一个打卡软件,你需要考虑这些东西:

①正常流程是上班下班时都要打卡

②有人忘记了怎么办?作为异常记录在案,推送给管理员

③请假时怎么处理?

④加班怎么处理?

对于更复杂的例子,视频会议系统里,各个模块怎么对接,各类协议怎么兼容,你不深入这个行业,你根本搞不清楚。

应用开发的职位永远是最多的,入门门槛也低。基本上只要你会C语言,面试时表现比较得体,一般公司都会给你机会。因为:

①你进公司后,还需要重新培训你:熟悉它们的业务逻辑。

②你要做的,基本也就是一个个模块,框架都有人给你定好了,你去填代码就可以了。

说点让你高兴的事:软件公司里,做领导的基本都是写应用程序的(当然还有做市场的)。写应用程序的人,对外可以研究市场接待客户,对内可以管理程序员完成开发,不让他做领导让谁做?

如果你的志向是写应用程序,那么我建议你先练好基本功:数据结构、算法是必备,然后凭兴趣选择数据库、网络编程等等进行深入钻研。

最后,选择你看好的、感兴趣的行业深耕个10年吧。做应用开发的人选择了某个行业,后面是很难换行业的,选行很重要!

13 *** 作系统领域

UCOS太简单,VxWorks太贵太专业,Windows不玩嵌入式了,IOS不开源,所以对于 *** 作系统领域我们也只能玩Linux了。

在嵌入式领域Linux一家独大!

Android呢?Android跟QT一样,都是一套GUI系统。只是Google的实力太强了,现在Android无处不在,所以很多时候Linux+Android成了标配。注意,在这里我们关心的是Android的整个系统、里面的机制,而不是学习几个API然后开发界面程序。 *** 作系统领域所包含的内容,简单地说,就是制作出一台装好系统的专用“电脑”,可以分为:

①为产品规划硬件:

按需求、性能、成本选择主芯片,搭配周边外设,交由硬件开发人员设计。

②给单板制作、安装 *** 作系统、编写驱动

③定制维护、升级等系统方案

④还可能要配置、安装Android等GUI系统:

⑤为应用开发人员配置开发环境

⑥从系统角度解决疑难问题

这个领域,通常被称为“底层系统”或是“驱动开发”。

先解决2个常见误区:

①这份工作是写驱动程序吗?

看看上面罗列的6点,应该说,它包含驱动开发,但远远不只有驱动开发。

②我们还需要写驱动吗?不是有原厂吗?或者只需要改改就可以?

经常有人说,芯片原厂都做好驱动了,拿过来改改就可以了。如果,你的硬件跟原厂的公板完全一样,原厂源码毫无BUG,不想优化性能、削减成本,不想做一些有特色的产品,那这话是正确的。

但是在这个不创新就是找死的年代,可能吗?!原因有二:

①即使只是修改代码,能修改的前提是能理解;能理解的最好煅炼方法是从零写出若干驱动程序。

②很多时候,需要你深度定制系统。

以前做联发科手机只需要改改界面就可以出货了,现在山寨厂一批批倒下。大家都使用原厂的方案而不加修改时,最后只能拼成本。

举个例子,深圳有2家做交通摄像头、监控摄像头的厂家,他们曾经找我做过4个项目:

①改进厂家给的SD卡驱动性能,使用DMA。

②换了Flash型号后,系统经常出问题,需要修改驱动BUG。

③触摸屏点击不准,找原因,后来发现是旁路电容导致的。

④裁减成本,把4片DDR换为2片DDR,需要改bootloader对DDR的初始化。

这些项目都很急,搞不定就无法出货,这时候找原厂?除非你是中兴华为等大客户,否则谁理你?

我在中兴公司上班时,写驱动的时间其实是很少的,大部分时间是调试:系统调优,上帮APP工程师、下帮硬件工程师查找问题。我们从厂家、网上得到的源码,很多都是标准的,当然可以直接用。但是在你的产品上也许优化一下更好。比如我们可以把摄像头驱动和DMA驱动揉合起来,让摄像头的数据直接通过DMA发到DSP去。我们可以在软件和硬件之间起桥梁作用,对于实体产品,有可能是软件出问题也可能是硬件出问题,一般是底层系统工程师比较容易找出问题。

当硬件、软件应用出现问题,他们解决不了时,从底层软件角度给他们出主意,给他们提供工具。再比如方案选择:芯片性能能否达标、可用的BSP是否完善等等,这只能由负责整个方案的人来考虑,他必须懂底层。

在 *** 作系统领域,对知识的要求很多:

①懂硬件知识才能看懂电路图

②英文好会看芯片手册

③有编写、移植驱动程序的能力

④对 *** 作系统本身有一定的理解,才能解决各类疑难问题

⑤理解Android内部机制

⑥懂汇编、C语言、C++、JAVA

它绝对是一个大坑,没有兴趣、没有毅力的人慎选。

①这行的入门,绝对需要半年以上,即使全天学习也要半年。

②它的职位,绝对比APP的职位少

③并且你没有1、2年经验,招你到公司后一开始你做的还是APP。

优点就是:

①学好后,行业通杀,想换行就换行;想自己做产品就自己做产品。

②相比做应用程序的人,不会被经常变动的需求搞得天天加班。

③门槛高,当然薪水相对就高。

*** 作系统领域,我认为适合于这些人:

①硬件工程师想转软件工程师,从底层软件入门会比较好

②单片机工程师,想升级一下。会Linux底层的人肯定会单片机,会单片机的人不一定会Linux。

③时间充足的学生:如果你正读大二大三,那么花上半年学习嵌入式Linux底层多有益处。

④想掌握整个系统的人,比如你正在公司里写APP,但是想升为系统工程师,那么底层不得不学。

⑤想自己创业做实体产品的工程师,你有钱的话什么技术都不用学,但是如果没钱又想做产品,那么Linux底层不得不学。

⑥做Linux APP的人,没错,他们也要学习。

这部分人不需要深入,了解个大概就可以:bootloader是用来启动内核,Linux的文件系统(第1个程序是什么、做什么、各目录干嘛用)、APP跟驱动程序的调用关系、工具链,有这些概念就可以了

本文中,就把 *** 作系统默认为Linux,讲讲怎么学习嵌入式Linux+Android系统。

14 嵌入式Linux+Android系统包含哪些内容

嵌入式Linux系统包含哪些东西?不要急,举一个例子你就知道了。

①电脑一开机,那些界面是谁显示的?

是BIOS,它做什么?一些自检,然后从硬盘上读入windows,并启动它。

类似的,这个BIOS对应于嵌入式Linux里的bootloader。这个bootloader要去Flash上读入Linux内核,并启动它。

②启动windows的目的是什么?

当然运行应用程序以便上网、聊天什么的了。

这些上网程序、聊天程序在哪?

在C盘、D盘上。

所以,windows要先识别出C盘、D盘。在Linux下我们称之为根文件系统。

③windows能识别出C盘、D盘,那么肯定有读写硬盘的能力。

这个能力我们称之为驱动程序。当然不仅仅是 *** 作硬盘,还有网卡、USB等等其他硬件。嵌入式Linux能从Flash上读出并执行应用程序,肯定也得有Flash的驱动程序啊,当然也不仅仅是Flash。

简单地说,嵌入式LINUX系统里含有bootloader、内核、驱动程序、根文件系统、应用程序这5大块。而应用程序,我们又可以分为:C/C++、Android。

所以,嵌入式Linux+Android系统包含以下6部分内容:

①bootloader

②Linux内核

③驱动程序

④使用C/C++编写的应用程序

⑤Android系统本身

⑥Android应用程序

Android跟Linux的联系实在太大了,它的应用是如此广泛,学习了Linux之后没有理由停下来不学习Android。在大多数智能设备中,运行的是Linux *** 作系统;它上面要么安装有Android,要么可以跟Android手机互联。现在,Linux+Android已成标配。

2 怎么学习嵌入式Linux *** 作系统

本文假设您是零基础,以实用为主,用最快的时间让你入门;后面也会附上想深入学习时可以参考的资料。

在实际工作中,我们从事的是“ *** 作系统”周边的开发,并不会太深入学习、修改 *** 作系统本身。

① *** 作系统具有进程管理、存储管理、文件管理和设备管理等功能,这些核心功能非常稳定可靠,基本上不需要我们修改代码。我们只需要针对自己的硬件完善驱动程序

②学习驱动时必定会涉及其他知识,比如存储管理、进程调度。当你深入理解了驱动程序后,也会加深对 *** 作系统其他部分的理解

③Linux内核中大部分代码都是设备驱动程序,可以认为Linux内核由各类驱动构成

但是,要成为该领域的高手,一定要深入理解Linux *** 作系统本身,要去研读它的源代码。

在忙完工作,闲暇之余,可以看看这些书:

①赵炯的《linux内核完全注释》,这本比较薄,推荐这本。他后来又出了《Linux 内核完全剖析》,太厚了,搞不好看了后面就忘记前面了。

②毛德 *** 、胡希明的《LINUX核心源代码情景分析》,此书分上下册,巨厚无比。当作字典看即可:想深入理解某方面的知识,就去看某章节。

③其他好书还有很多,我没怎么看,没有更多建议

基于快速入门,上手工作的目的,您先不用看上面的书,先按本文学习。

21 入门路线图

假设您是零基础,我们规划了如下入门路线图。前面的知识,是后面知识的基础,建议按顺序学习。每一部分,不一定需要学得很深入透彻,下面分章节描述。

22 学习驱动程序之前的基础知识

221 C语言

只要是理工科专业的,似乎都会教C语言。我见过很多C语言考试90、100分的,一上机就傻了,我怀疑他们都没在电脑上写过程序。

理论再好,没有实践不能干活的话,公司招你去干嘛?

反过来,实践出真知,学习C语言,必须练练练、写写写!

当你掌握基本语法后,就可以在电脑上练习一些C语言习题了;

当你写过几个C程序后,就可以进入下一阶段的裸机开发了。

①不需要太深入

作为快速入门,只要你会编写“Hello, world!”,会写冒泡排序,会一些基础的语法 *** 作,暂时就够了。

指针 *** 作是重点,多练习;

不需要去学习过多的数据结构知识,只需要掌握链表 *** 作,其他不用学习,比如:队列、二叉树等等都不用学;不需要去学习任何的函数使用,比如文件 *** 作、多线程编程、网络编程等等;这些知识,在编写Linux应用程序时会用,但是在 *** 作系统特别是驱动学习时,用不着!

永往直前吧,以后碰到不懂的C语言问题,我们再回过头来学习。

在后续的“裸机开发”中,会让你继续练习C语言,那会更实战化。

C语言是在写代码中精进的。

②可以在Visual Studio下学习,也可以在Linux下学习,后者需要掌握一些编译命令,我们暂时没有提供C语言的教程,找一本C语言书,网上找找免费的C语言视频(主要看怎么搭建环境),就可以自学了。

222 PC Linux基本 *** 作:

对于PC Linux,我们推荐使用Ubuntu,在它上面安装软件非常简便。

我们的工作模式通常是这样:在Windows下阅读、编写代码,然后把代码上传到PC Linux去编译。实际上,Ubuntu的桌面系统已经很好用了,我们拿到各种智能机可以很快上手,相信Ubuntu的桌面系统也可以让你很快上手。为了提高工作效率,我们通常使用命令行来 *** 作Ubuntu。

不用担心,你前期只需要掌握这几条命令就可以了,它们是如此简单,我干脆列出它们:

①cd : Change Directory(改变目录)

cd 目录名          // 进入某个目录cd            // cd “两个点”:返回上一级目录cd -             // cd “短横”:返回上一次所在目录

②pwd : Print Work Directory(打印当前目录 显示出当前工作目录的绝对路径)

③mkdir : Make Directory(创建目录)

mkdir abc         // 创建文件夹abcmkdir -p a/b/c    // 创建文件夹a,再a下创建文件夹b,再在b下创建文件夹c

④rm : Remove(删除目录或文件)

rm  file     // 删除名为file的文件rm -rf dir   // 删除名为dir的目录

⑤ls : List(列出目录内容)

⑥mount : 挂载

mount -t nfs -o nolock,vers=2 1921681123:/work/nfs_root /mntmount -t yaffs /dev/mtdblock3 /mnt

⑦chown : Change owner(改变文件的属主,即拥有者)

chown book:book /work -R  //对/work目录及其下所有内容,属主改为book用户,组改为book

⑧chmod : Change mode(改变权限),下面的例子很简单粗暴

chmod 777 /work -R  // 对/work目录及其下所有内容,权限改为可读、可写、可执行

⑨vi : Linux下最常用的编辑命令,使用稍微复杂,请自己搜索用法。

要练习这些命令,你可以进入Ubuntu桌面系统后,打开终端输入那些命令;或是用SecureCRT、putty等工具远程登录Ubuntu后练习。

223 硬件知识

我们学习硬件知识的目的在于能看懂原理图,看懂通信协议,看懂芯片手册;不求能设计原理图,更不求能设计电路板。

对于正统的方法,你应该这样学习:

①学习《微机原理》,理解一个计算机的组成及各个部件的交互原理。

②学习《数字电路》,理解各种门电路的原理及使用,还可以掌握一些逻辑运算(与、或等)。

③《模拟电路》?好吧,这个不用学,至少我在工作中基本用不到它,现在全忘光了。

就我个人经验来说,这些课程是有用的,但是:

①原理有用,实战性不强。

比如《微机原理》是基于x86系统,跟ARM板子有很大差别,当然原理相通。

我是在接触嵌入式编程后,才理解了这些课程。

②每本书都那么厚,内容都很多,学习时间过长,自学有难度。

针对这些校园教材的不足,并结合实际开发过程中要用到的知识点,我们推出了《学前班_怎么看原理图》的系列视频:

学前班第1课第1节___怎么看原理图之GPIO和门电路wmv

学前班第1课第21节_怎么看原理图之协议类接口之UARTwmv

学前班第1课第22节_怎么看原理图之协议类接口之I2Cwmv

学前班第1课第23节_怎么看原理图之协议类接口之SPIwmv

学前班第1课第24节_怎么看原理图之协议类接口之NAND Flashwmv

学前班第1课第25节_怎么看原理图之协议类接口之LCDwmv

学前班第1课第3节___怎么看原理图之内存类接口wmv

学前班第1课第41节_怎么看原理图之分析S3C2410开发板wmv

学前班第1课第42节_怎么看原理图之分析S3C2440开发板wmv

学前班第1课第43节_怎么看原理图之分析S3C6410开发板wmv

即使你只具备初中物理课的电路知识,我也希望能通过这些视频,让你可以看懂原理图,理解一些常见的通信协议;如果你想掌握更多的硬件知识,这些视频也可以起个索引作用,让你知道缺乏什么知识。

这些视频所讲到的硬件知识,将在《裸板开发》系列视频中用到,到时可以相互对照着看,加深理解。

224 要不要专门学习Windows下的单片机开发

很多学校都开通了单片机的课程,很多人都是从51单片机、AVR单片机,现在比较新的STM32单片机开始接触嵌入式领域,并且使用Windows下的开发软件,比如keil、MDK等。

问题来了,要不要专门学习Windows下的单片机开发?

①如果这是你们专业的必修课,那就学吧

②如果你的专业跟单片机密切相关,比如机械控制等,那就学吧

③如果你只是想从单片机入门,然后学习更广阔的嵌入式Linux,那么放弃在Windows下学习单片机吧!

理由如下:

①Windows下的单片机学习,深度不够

Windows下有很好的图形界面单片机开发软件,比如keil、MDK等。

它们封装了很多技术细节,比如:

你只会从main函数开始编写代码,却不知道上电后第1条代码是怎么执行的;

你可以编写中断处理函数,但是却不知道它是怎么被调用的;

你不知道程序怎么从Flash上被读入内存;

也不知道内存是怎么划分使用的,不知道栈在哪、堆在哪;

当你想裁剪程序降低对Flash、内存的使用时,你无从下手;

当你新建一个文件时,它被自动加入到工程里,但是其中的机理你完全不懂;

等等等。

②基于ARM+Linux裸机学习,可以学得更深,并且更贴合后续的Linux学习。实际上它就是Linux下的单片机学习,只是一切更加原始:所有的代码需要你自己来编写;哪些文件加入工程,需要你自己来管理。

在工作中,我们当然倾向于使用Windows下更便利的工具,但是在学习阶段,我们更想学习到程序的本质。

一切从零编写代码、管理代码,可以让我们学习到更多知识:

你需要了解芯片的上电启动过程,知道第1条代码如何运行;

你需要掌握怎么把程序从Flash上读入内存;

需要理解内存怎么规划使用,比如栈在哪,堆在哪;

需要理解代码重定位;

需要知道中断发生后,软硬件怎么保护现场、跳到中断入口、调用中断程序、恢复现场;

你会知道,main函数不是我们编写的第1个函数;

你会知道,芯片从上电开始,程序是怎么被搬运执行的;

你会知道,函数调用过程中,参数是如何传递的;

你会知道,中断发生时,每一个寄存器的值都要小心对待;

等等等。

你掌握了ARM+Linux的裸机开发,再回去看Windows下的单片机开发,会惊呼:怎么那么简单!并且你会完全明白这些工具没有向你展示的技术细节。

驱动程序=Linux驱动程序软件框架+ARM开发板硬件 *** 作,我们可以从简单的裸机开发入手,先掌握硬件 *** 作,并且还可以:

①掌握如何在PC Linux下编译程序、把程序烧录到板子上并运行它

②为学习bootloader打基础:掌握了各种硬件 *** 作后,后面一组合就是一个bootloader

225 为什么选择ARM9 S3C2440开发板,而不是其他性能更好的?

有一个错误的概念:S3C2440过时了、ARM9过时了。

这是不对的,如果你是软件工程师,无论是ARM9、ARM11、A8还是A9,对我们来说是没有差别的。

一款芯片,上面有CPU,还有众多的片上设备(比如UART、USB、LCD控制器)。我们写程序时,并不涉及CPU,只是去 *** 作那些片上设备。

所以:差别在于片上设备,不在于CPU核;差别在于寄存器 *** 作不一样。

因为我们写驱动并不涉及CPU的核心,只是 *** 作CPU之外的设备,只是读写这些设备的寄存器。

之所以推荐S3C2440,是因为它的Linux学习资料最丰富,并有配套的第1、2期视频。

226 怎么学习ARM+Linux的裸机开发

学习裸机开发的目的有两个:

①掌握裸机程序的结构,为后续的u-boot作准备

②练习硬件知识,即:怎么看原理图、芯片手册,怎么写代码来 *** 作硬件

后面的u-boot可以认为是裸机程序的集合,我们在裸机开发中逐个掌握各个部件,再集合起来就可以得到一个u-boot了。

后续的驱动开发,也涉及硬件 *** 作,你可以在裸机开发中学习硬件知识。

注意:如果你并不关心裸机的程序结构,不关心bootloader的实现,这部分是可以先略过的。在后面的驱动视频中,我们也会重新讲解所涉及的硬件知识。

推荐两本书:杜春蕾的《ARM体系结构与编程》,韦东山的《嵌入式Linux应用开发完全手册》。后者也许是国内第1本涉及在PC Linux环境下开发的ARM裸机程序的书,如果我说错了,请原谅我书读得少。

对于裸机开发,我们提供有2部分视频:

①环境搭建

第0课第1节_刚接触开发板之接口接线wmv

第0课第2节_刚接触开发板之烧写裸板程序wmv

第0课第3节_刚接触开发板之重烧整个系统wmv

第0课第4节_刚接触开发板之使用vmwae和预先做好的ubuntuwmv

第0课第5节_刚接触开发板之u-boot打补丁编译使用及建sourceinsight工程wmv

第0课第6节_刚接触开发板之内核u-boot打补丁编译使用及建sourceinsight工程wmv

第0课第7节_刚接触开发板之制作根文件系统及初试驱动wmv

第0课第8节_在TQ2440,MINI2440上搭建视频所用系统wmv

第0课第9节_win7下不能使用dnw烧写的替代方法wmv

未完

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课程设置选项之一

2010年初教育部下达了高校设置物联网专业申报通知,众多高校争相申报。由于物联网涉及的领域非常广泛,从技术角度,主要涉及的现有高校院系与专业有:计算机科学与工程,电子与电气工程,电子信息与通讯,自动控制,遥感与遥测,精密仪器,电子商务等等。物联网专业可能会在上述这些院系中开设。与物联网应用相关的专业,如建筑与智能化,土木工程,交通运输与物流,节能与环保等等,可能会考虑开设选修课或在研究生、博士生阶段设置相关交叉学科的学位。

物联网可以是一个“专业”,但不一定是一个“学科”。国内有些专家反对设置“物联网专业”,因为定位不清,一个学校往往有好几个院系争夺“物联网专业“的申报,又不是一个明确的学科,难以培养出真正的专业人才,培养出来的人可能是“万精油”,懂得多但是不精,尤其是本科阶段,建议只作为研究生专业,像MBA一样的模式。和许多高校设置的“电子商务”专业一样,“电子商务”也有同样的定位不清问题,只要高校设置的物联网专业能够培养出社会需要的专业人才,尤其是跨专业复合型人才,就应该可以设置,不必拘泥于它究竟属于哪个现有的“学科”。下表列出了一个高校物联网专业课程设置的初步建议,算是抛砖引玉。

课程1物联网导论推荐使用科学出版社出版的《物联网导论》(国际著名物联网专家、ACM中国副主席、清

物联网工程华大学教授刘云浩编著)等教材。全面了解物联网的3个重要特征,并且需要大概了解物联网的感知识别、网络构建、管理服务等技术及其行业综合应用。

课程2C语言程序设计推荐使用清华大学出版社出版的《C语言程序设计》(谭浩强教授的经典著作)、机械工业出版社出版的《C程序设计语言(第2版新版)》(国际经典教材)等教材。物联网涉及底层编程,C语言为必修课,同时需要了解OSGi,OPC,Silverlight等技术标准。

课程3Java程序设计推荐使用机械工业出版社出版的《Java语言程序设计教程》等教材。物联网应用层,服务器端集成技术,开放Java技术也是必修课,同时需要了解Eclipse,SWT,Flash,HTML5,SaaS等技术。

课程4无线传感网络推荐使用清华出版社出版的《无线传感器网络》(中科院软件所研究员孙利民、哈工大教授李建中等编著)、北京航空航天大学出版社《短距离无线通讯入门与实战》等教材。学习各种无线RF通信技术与标准,Zigbee,蓝牙,红外,WiFi,GPRS,CDMA,3G,4G,5G等。

课程5TCP/IP网络协议推荐使用电子工业出版社出版的《用TCP/IP进行网际互连(第1卷):原理、协议与结构(第5版)》等教材。TCP/IP协议标准是所有有线和无线网络协议的基础,Socket编程技术也是基础技能,为必修课。

课程6嵌入式系统技术推荐使用人民邮电出版社出版的《嵌入式系统技术教程》等教材。嵌入式系统(包括TinyOS等IoT *** 作系统),是物联网感知层和通讯层重要技术,为必修课。

课程7传感器技术推荐使用中国计量出版社出版的《传感器技术》等教材。物联网专业学生需要对传感器技术与发展,尤其是在应用中如何选用有所了解,但不一定需要了解传感器的设计与生产,对相关的材料科学,生物技术等有深入了解。

课程8RFID技术推荐使用电子工业出版社2013年出版的《物联网RFID原理与技术》,机械工业出版社出版的《射频识别(RFID)技术原理与应用》等教材。RFID作为物联网主要技术之一,需要了解,它本身(与智能卡技术融合)可以是一个细分专业或行业,也可以是研究生专业选题方向。

课程9工业信息化及现场总线技术推荐使用机械工业出版社出版的《现场总线技术及应用教程》等教材。工业信息化也是物联网主要应用领域,需要了解,它本身也可以是一个细分专业或行业,也可作为研究生专业选题方向。

课程10M2M技术推荐使用TSTCPublishing出版的《M2M:TheWirelessRevolution》等教材。本书是美国“TexasStateTechinicalCollege”推出的M2M专业教材,在美国首次提出了M2M专业教学大纲,M2M也是物联网主要领域,需要了解,建议直接用英文授课。

课程11物联网软件、标准、与中间件技术推荐使用清华大学出版社出版的《中间件技术原理与应用》、电子工业出版社出版的《物联网:技术、应用、标准和商业模式》等教材。物联网产业发展的关键在于应用,软件是灵魂,中间件是产业化的基石,需要学习和了解,尤其是对毕业后有志于物联网技术发展的学生。

问题解答
各所院校侧重点不同,所开设的课程也有所不同,但是,骨干核心课程很相近。
课程1、 物联网产业与技术导论 使用电子工业出版社《物联网:技术、应用、标准、安全与商业模式》等等教材。 在学完高等数学,物理,化学,通信原理,数字电路,计算机原理,程序设计原理等课程后开设本课程,全面了解物联网之RFID、M2M、传感网、两化融合等技术与应用。
课程2、C语言程序设计 使用清华大学出版社《C语言程序设计》等教材。 物联网涉及底层编程,C语言为必修课,同时需要了解OSGi,OPC,Silverlight等技术标准。
课程3、Java程序设计 ,使用 机械工业出版社《Java语言程序设计教程》等教材。 物联网应用层,服务器端集成技术,开放Java技术也是必修课,同时需要了解Eclipse,SWT, Flash,HTML5,SaaS等技术
课程4、无线传感网络概论,使用 无线龙通讯科技出版社《现代无线传感器网络概论》、北京航空航天大学出版社《短距离无线通讯入门与实战》等教材。 学习各种无线RF通讯技术与标准,Zigbee, 蓝牙,WiFi,GPRS,CDMA,3G, 4G, 5G等等。
课程5、 TCP/IP网络与协议 ,《TCP/IP网络与协议》,清华大学出版社,等教材。 TCP/IP以及OSI网络分层协议标准是所有有线和无线网络协议的基础,Socket编程技术也是基础技能,为必修课
课程6、嵌入式系统技, 《嵌入式系统技术教程》,人民邮电出版社等教材。 嵌入式系统是物联网感知层和通讯层重要技术,为必修课
课程7、传感器技术概论 , 《传感器技术》,中国计量出版社,等教材。 物联网专业学生需要对传感器技术与发展,尤其是在应用中如何选用有所了解,但不一定需要了解传感器的设计与生产,对相关的材料科学,生物技术等有深入了解
课程8、RFID技术概论 ,《射频识别(RFID)技术原理与应用》,机械工业出版社,等教材。 RFID作为物联网主要技术之一,需要了解,它本身(与智能卡技术融合)可以是一个细分专业或行业,也可以是研究生专业选题方向。
课程9、工业信息化及现场总线技术 ,《现场总线技术及应用教程》,机械工业出版社,等教材。 工业信息化也是物联网主要应用领域,需要了解,它本身也可以是一个细分专业或行业,也可作为研究生专业选题方向。
课程10、M2M技术概论, 《M2M: The Wireless Revolution》,TSTC Publishing,等教材。 本书是美国“Texas State Techinical College”推出的M2M专业教材,在美国首次提出了M2M专业教学大纲,M2M也是物联网主要领域,需要了解,建议直接用英文授课。课程11、物联网软件、标准、与中间件技术 ,《中间件技术原理与应用》,清华大学出版社,《物联网:技术、应用、标准、安全与商业模式》,电子工业出版社,等教材。 物联网产业发展的关键在于应用,软件是灵魂,中间件是产业化的基石,需要学习和了解,尤其是对毕业后有志于物联网技术发展的学生
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嵌入式方向很多,这是现在最流行的这个方向。
由于很多人总问这个问题,所以这里做一个总结供大家参考。这里必须先说明,以下的步骤都是针对Linux系统
的,并不面向WinCE。也许你会注意到,现在做嵌入式的人中,做linux研究的人远比做WinCE的人多,很多产家
提供的资料也是以linux为主。我一直很难理解,其实WinCE的界面比linux的界面好看多了,使用起来也很方便
,更为重要的是,WinCE的开发和Windows下的开发基本一样,学起来简单得多,但是学linux或者使用linux做嵌
入式的人就是远比WinCE多。在和很多工作的人交流时我了解到,他们公司从没考虑使用WinCE,因为成本高,都
是使用linux进行开发。我读研究生的的实验室中也没有使用WinCE的,大都研究linux,也有少部分项目使用
vxwork,但是就没有听说过使用WinCE的,原因就是开源!当然现在WinCE60听说也开源,不过在成本和资源上
linux已经有了无人能挡的优势。与此相对应的是,越来越多的电子厂商已经开始使用linux开发产品。举个例子
,Google近期开发的智能手机 *** 作系统Android其实就是使用linux-2623内核进行改进得到的。
第一,学习基本的裸机编程。
对于学硬件的人而言,必须先对硬件的基本使用方法有感性的认识,更必须深刻认识该硬件的控制方式,如
果一开始就学linux系统、学移植那么只会马上就陷入一个很深的漩涡。我在刚刚开始学ARM的时候是选择ARM7(
主意是当时ARM9还很贵),学ARM7的时候还是保持着学51单片机的思维,使用ADS去编程,第一个实验就是控制
led。学过一段时间ARM的人都会笑这样很笨,实际上也不是,我倒是觉得有这个过程会好很多,因为无论做多复
杂的系统最终都会落实到这些最底层的硬件控制,因此对这些硬件的控制有了感性的认识就好很多了学习裸机的
编程的同时要好好理解这个硬件的构架、控制原理,这些我称他为理解硬件。所谓的理解硬件就是说,理解这个
硬件是怎么组织这么多资源的,这些资源又是怎么由cpu、由编程进行控制的。比如说,s3c2410中有AD转换器,
有GPIO(通用IO口),还有nandflash控制器,这些东西都有一些寄存器来控制,这些寄存器都有一个地址,那
么这些地址是什么意思?又怎么通过寄存器来控制这些外围设备的运转?还有,norflash内部的每一个单元在这
个芯片的内存中都有一个相应的地址单元,那么这些地址与刚刚说的寄存器地址又有什么关系?他们是一样的吗
?而与norflash相对应的nandflash内部的储存单元并不是线性排放的,那么s3c2410怎么将nandflash的地址映
射在内存空间上进行使用?或者简单地说应该怎么用nandflash?再有,使用ADS进对ARM9行编程时都需要使用到
一个初始化的汇编文件,这个文件究竟有什么用?他里面的代码是什么意思?不要这个可以吗?诸如此类都是对
硬件的理解,理解了这些东西就对硬件有很深的理解了,这对以后更深一步的学习将有很大的帮助,如果跳过这
一步,我相信越往后学越会觉得迷茫,越觉得这写东西深不可测。因为,你的根基没打好。不过先声明一下,本
人并没有使用ADS对ARM9进行编程,我是学完ARM7后直接就使用ARM9学linux系统的,因此涉及使用ADS对ARM9进
行编程的问题我很难回答^_^,自己去研究研究吧。
对于这部分不久将提供一份教程,这个教程中的例程并不是我为我们所代理的板子写的,是我在我们学院实
验室拿的,英培特为他们自己的实验箱写的,不过很有借鉴意义,可以作为一份有价值的参考。
第二,使用linux系统进行一些基本的实验。
在买一套板子的时候一般会提供一些linux的试验例程,好好做一段时间这个吧,这个过程也是很有意义的
,也是为进一步的学习积累感性认识,你能想象一个从没有使用过linux系统的人能学好linux的编程吗?好好按
照手册上的例程做一做里面的实验,虽然有点娃娃学走路,有点弱智,但是我想很多高手都会经历这个过程。
在这方面我们深蓝科技目前没有计划提供相应的例程,主要是开发板的提供商会提供很丰富的例程,我们
不做重复工作,只提供他们没有的、最有价值的东西给大家。
第三,研究完整的linux系统的的运行过程。
所谓完整的linux系统包括哪些部分呢?
三部分:bootloader、linux kernel(linux内核)、rootfile(根文件系统)。
那么这3部分是怎么相互协作来构成这个系统的呢?各自有什么用呢?三者有什么联系?怎么联系?系统的
执行流程又是怎么样的呢?搞清楚这个问题你对整个系统的运行就很清楚了,对于下一步制作这个linux系统就
打下了另一个重要的根基。介绍这方面的资料网上可以挖掘到几吨,自己好好研究吧。
第四,开始做系统移植。
上面说到完整的linux有3部分,而且你也知道了他们之间的关系和作用,那么现在你要做的便是自己动手学
会制作这些东西。
当然我不可能叫你编写这些代码,这不实现。事实上这个3者都能在网下载到相应的源代码,但是这个源代
码不可能下载编译后就能在你的系统上运行,需要很多的修改,直到他能运行在你的板子上,这个修改的过程就
叫移植。在进行移植的过程中你要学的东西很多,要懂的相关知识也很多,等你完成了这个过程你会发现你已经
算是一个初出茅庐的高手了。
在这个过程中如果你很有研究精神的话你必然会想到看源代码。很多书介绍你怎么阅读linux源代码,我不
提倡无目的地去看linux源代码,用许三多的话说,这没有意义。等你在做移植的时候你觉得你必须去看源代码
时再去找基本好书看看,这里我推荐一本好书倪继利的《linux内核的分析与编程》,这是一本针对linux-
2611内核的书,说得很深,建议先提高自己的C语言编程水平再去看。
至于每个部分的移植网上也可以找到好多吨的资料,自己研究研究吧,不过要提醒的是,很多介绍自己经验
的东西都或多或少有所保留,你按照他说的去做总有一些问题,但是他不会告诉你怎么解决,这时就要靠自己,
如果自己都靠不住就找我一起研究研究吧,我也不能保证能解决你的问题,因为我未必遇到过你的问题,不过我
相信能给你一点建议,也许有助你解决问题。
这一步的最终目的是,从源代码的官方主页上(都是外国的,悲哀)下载标准的源代码包,然后进行修改,
最终运行在板子上。
盗用阿基米德的一句话:“给我一根网线,我能将linux搞定”。
第五,研究linux驱动程序的编写。
移植系统并不是最终的目的,最终的目的是开发产品,做项目,这些都要进行驱动程序的开发。
Linux的驱动程序可以说是五花八门,linux24和linux26的编写有相当大的区别,就是同为linux26但是
不同版本间的驱动程序也有区别,因此编写linux的驱动程序变都不是那么容易的事情,对于最新版本的驱动程
序的编写甚至还没有足够的参考资料。那么我的建议就是使用、移植一个不算很新的版本内核,这样到时学驱动
的编程就有足够的资料了。这部分的推荐书籍可以参考另一篇文章《推荐几本学习嵌入式linux的书籍》。
第六,研究应用程序的编写。
做作品做项目除了编写驱动程序,最后还要编写应用程序。现在的趋势是图形应用程序的开发,而图形应用
程序中用得最多的还是qt/e函数库。我一直就使用这个函数库来开发自己的应用程序,不过我希望你能使用国产
的MiniGUI函数库。盗用周杰伦的广告词就是“支持国产,支持MiniGUI”。MiniGUI的编程比较相似Windows下的
VC编程,比较容易上手,效果应该说是相当不错的,我曾使用过来开发ARM7的程序。不过MiniGUI最大的不好就
是没有像qtopia这样的图形 *** 作平台,这大大限制了他的推广,我曾经幻想过与北京飞漫公司(就是MiniGUI的
版权拥有者)合作使用MiniGUI函数库开发像qtopia这样的图形 *** 作平台,不过由于水平有限这只能是幻想了,
呵呵。完成这一步你基本就学完了嵌入式linux的全部内容了。
还有一个小小的经验想和大家分享。我在学习嵌入式linux的过程中很少问人,客观原因是身边的老师、同
学师兄都没有这方面的高手,主观原因是我不喜欢问人,喜欢自己研究解决问题。这样做有个好处,就是可以提
高自己解决问题的能力,因为做这些东西总有很多问题你难以理解,别人也没有这方面的经验,也不是所有问题
都有人给你答案,这时必须要自己解决问题,这样,个人的解决问题能力就显得非常关键了。因此我的建议就是
一般的问题到网上搜索一下,确实找不到答案了就问问高手,还是不行了就自己去研究,不要一味去等别人帮你
解决问题。记住,问题是学习的最好机会。另外笔者推荐你可以用嵌视科技qs-pte9

物联网这个范畴比较大包括嵌入式技术+传感技术+通信技术 还有被炒的很热但还只是个概念的云计算。其中传感技术和通信技术在物联网里也叫无线传感网络,像zigbee、蓝牙这些短距离通信技术将各个传感节点组合成网络,这里传感节点包括终端节点、路由节点、网关节点的设计一般就是嵌入式技术了,因为这些节点就是ARM设备或zigbee模块。
从事物联网嵌入式行业的门槛还是比较高的
你要了解ARM的体系结构、C/C++语言、嵌入式 *** 作系统主要是linux(包括linux系统管理就是命令行、内核的裁剪定制、设备驱动开发)、计算机网络也要有所了解(主要是通信协议的设计)、zigbee协议栈ZSTACK最好也学学,这是物联网的传输神经。
对算法的要求感觉不高,因为嵌入式一般是控制和数据包的处理,不用图像、视频的搞编码解码
适合有兴趣的人学习,因为正如你看到的,物联网嵌入式的知识体系比较庞大,没有兴趣是很难坚持下去的,不要看到前景好就逼自己去学,毕竟以后开心的工作才是最重要的


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