展锐物联网生态技术能力是如何炼成的?| 赛道Hyper

展锐物联网生态技术能力是如何炼成的?| 赛道Hyper,第1张

除了在电子消费市场狂飙突进,展锐5G技术 探索 和应用,于物联网(IoT)生态构建层面,布局更广、速度更快且相对前者的现状而言,竞争力更强。

9月16日,展锐和11家物联网模组和方案商签署5G合作协议。这显示出这家目前国内除了海思(Hisilicon)之外唯一拥有消费级(5G移动SoC)和工业级(物联网)芯片设计能力的芯片商,正在加快物联网应用生态的搭建速度。

从展锐对自身商业定位“数字世界的生态承载者”角度观察,不难发现,在5G时代,展锐更侧重底层数字通信技术的生态聚合对物联网的支撑能力。

整体上,展锐的商业定位由三大底座技术支撑:马卡鲁通信技术平台, AIactiver技术平台和先进半导体技术平台。
展锐正在两个方向——消费级5G SoC移动及基带以及工业级物联网芯片设计——与高通、联发科、海思和苹果等芯片商展开正面“竞合”。

展锐消费级5G SoC移动芯片设计水平和市场主流旗舰级顶尖竞品的差距,已从10年缩短至1年。在各类消费级终端出货量上,展锐的同比增幅因基数较低而显得璀璨夺目。展锐4G移动芯片也开始为荣耀和realme等主流智能手机商大规模采用。

除此之外,展锐在4G/5G技术的主场——物联网,斩获同样颇为耀眼。

根据市场研究公司Counterpoint近日发布的第二季度全球蜂窝物联网市场跟踪报告,展锐在物联网领域依然延续高速增长:2021年第二季度,展锐是全球前五大蜂窝物联网芯片厂商中唯一一家同比增速超过100%的玩家。

在NB-IoT、Cat1和5G等物联网全场景各个领域,展锐在高速推进,并于中国、欧洲、印度、中东和非洲和拉美等区域,蜂窝物联网芯片出货量均位列当地芯片供应商前三。

展锐高级副总裁、工业电子BU总经理黄宇宁说,“工业电子BU自2019年成立以来,顺应了工业与 社会 数字化转型中对连接和计算的刚需,整体业绩连年翻番。”

展锐CEO楚庆认为,5G技术专为“万物互联”而生。即使是智能手机,也是物联网的一部分,有别于工业物联网,智能手机终端属于C端消费级场景。

自2019年进入“5G”元年至今,物物连接的规模快速扩容。

据黄宇宁预计,2023-2024年,支持5G R17技术规范的RedCap(低容量:Reduced Capacity)特性设备将得以普及,这将进一步提供超高密度的连接容量,真正实现将“每一块石头都连上网”。

5G万物互联网络的价值和连接数量的关系是什么?

根据梅特卡夫定律(Metcalfe's law):网络的价值与联网数量的平方成正比。有别于一般的资源,分享使用的人越多,每个人得到的资源就越少。依靠连接构建的网络则恰恰相反,使用的人越多,网络的价值越大。

黄宇宁说,“可以想象,拥有30亿-50亿甚至 500亿个连接的网络价值能有多大?!”

超量的IoT连接,叠加“端边云”的智能计算,数字世界和物理世界的边界将被打破,数字化红利也将从消费领域扩展到 社会 的各个基础行业,包括5G在内的全场景通信技术,将完成从个人到工业体系再到整个 社会 的智能化升级。

当前,IoT蜂窝通信网络呈现出四代技术并存的局面。

2G/3G正在加速向4G/5G转网,4G阶段出现为物联网场景做“预热”的通信标准,如NB-IoT低功耗广域物联网和Cat1中速广域物联网等,这些标准的特性是“人联网”。

5G通信技术,是为物联网而生的首个通信制式,除了“人联网”,还实现了“物连物”。

在5G三大场景中,eMBB(Enhanced Mobile Broadband)最先实现商用,侧重追求极致大宽带移动通信体验;uRLLC(ultra-Reliable and Low Latency Communications)提供极低时延和高可靠性,是5G面向行业连接应用的关键手段;mMTC(massive Machine Type of Communication),即海量机器类通信,专为构建万物互联而生。
基于展锐在全场景通信技术领域长期的技术沉淀,展锐能为多样化的连接(尤其是工业级IoT)提供技术支撑:从十米到十万公里距离的连接,展锐有较为完整的商用连接技术和产品体系。

比如5G R15 eMBB场景,展锐研发了业内首款同时支持载波聚合、上下行解耦和超级上行等技术的5G调制解调器。

R15 eMBB实现了5G基本功能,保证5G“能用”:但是,虽然R15的网络传输速度在目前应用最广泛,但该版本只解决了传输数据的问题,做不到终端精度控制,这需要R16加以解决。

R16标准完善了uRLLC和mMTC特性,让5G从“能用”进化到“好用”,加速5G在工业、 汽车 、能源、医疗和公用事业等行业领域的规模应用,使5G成为推动经济 社会 数字化转型的重要抓手。

7月30日,展锐和中国联通完成全球首个基于3GPP R16标准的5G eMBB+uRLLC+IIoT(增强移动宽带+超高可靠超低时延通信+工业物联网)端到端的业务验证。

9月16日,展锐与联通数科联合官宣基于唐古拉V516(5G)平台,在5G物联网领域开展战略合作,共同面向5G工业互联网重大机遇,推进5G R16技术发展和商用加速向纵深落地。

展锐5G R16 Ready的关键特性,主要功能是实现了5G更好地支持垂直行业应用,为工业装备、钢铁制造、交通港口、矿产能源、医疗 健康 等领域带来数字智能技术变革。

除了5G,在中低速物联网技术应用场景,展锐也有所布局,如在公网对讲机领域,展锐份额接近80%,云喇叭市占率为70%,OTT(Over The Top)领域Wifi份额有60%,市占率第一,在快递车充电换电领域,展锐产品份额占比近60%。

与业内通行做法一样,展锐在构筑4G/5G物联网技术和应用体系时,也采取了与上下游合作伙伴联合的方式。

这种联合,就技术层面看,分为两层:一是在最新5G通信技术版本方面于中国联通单独合作;二则是基于成熟的5G通信技术版本,与更广泛的生态合作伙伴建立战略关系。

比如9月16日,除了官宣和中国联通在新一代5G通信版本R16方面的深度合作,展锐还与包括鼎桥通信、广和通、海信通信、通则康威、讯锐通信、移远通信和有方 科技 等11家物联网模组和方案解决商,基于唐古拉V510(5G)平台做了战略联合发布。

展锐唐古拉V510是已成熟商用的5G基带芯片平台,支持5G网络切片等多项5G前沿技术,可广泛适配全球移动通信运营商的网络,能满足5G发展阶段中的不同的通信和组网需求。
为物联网提供通信技术、算力和芯片,探究展锐的商业目标,不难发现,展锐希望围绕芯片应用平台构筑产业生态,通过提供算力和通信技术能力,改造产业链,进而拓展全新业务空间。

华尔街见闻了解到,展锐的产业目标是成为“全场景物联芯片解决方案技术服务商”,其商业定位确立为“数字世界的生态承载者”。

此项定位由三大底座技术支撑:马卡鲁通信技术平台, AIactiver技术平台和先进半导体技术平台。

据展锐高级副总裁夏晓菲解释,马卡鲁技术平台将调制解调器(Modem)、射频(RF)收发器及射频天线模块集成为统一的5G解决方案,在支持3GPP协议演进的同时,能针对5G典型高价值特性,开发网络驱动单元,以提供一栈式解决方案包。

马卡鲁技术平台的能力,主要集中在为港口、钢铁、矿区和制造等垂直行业客户,包括智能机、智能穿戴和AR/VR等消费应用,提供低时延、高精度和安全可靠的连接体验。

5G行业应用将分阶段实现商业化落地,这已是业界共识。夏晓菲说,“马卡鲁通信平台能在不同阶段支撑产业变革。”

华尔街见闻了解到,展锐马卡鲁通信技术平台的技术设计路径分三个阶段:2019年为5G元年,eMBB技术得以落地,5G FWA(Fixed Wireless Access:固定无线访问)/CPE(Customer Premise Equipment:信号转换器)和5G视频监控为典型的大带宽应用得到初步应用。

其次,5G To B应用逐步实现规模复制,同时更深入垂直行业。机器视觉、工业网关、AGV(Automated Guided Vehicle:自动导引车)小车及无人机等典型行业应用具备适应性高、通用性强等特点,有机会率先实现千万级规模复制。

以5G R16新版通信技术标准为代表,将有效满足智能电网/制造/交通/医疗等行业的差异化需求。此阶段具有更高性能、更广连接和更安全可靠的特性。

马卡鲁通信技术平台具备R16的技术能力,故而能推动5G技术真正进入生产核心环节,从而为工业40提供技术保障。

技术的演进永无止境。

虽然R16最先落地的三种能力——超低时延、超高可靠和更低能耗进一步夯实工业40的技术基础,R16的其他技术能力还没完全落地,但展锐已在参与推进R17版的技术标准制定。

华尔街见闻获悉,5G终端向末端节点渗透,需要更精简的终端解决方案。在3GPP R17讨论轻量版5G时,展锐认为合理的带宽范围是20MHz,这个主张已成功被标准采纳。

通过对工业I/O节点的带宽、时延、性能需求分析,展锐在天线数、MIMO(Multi Input Multi Output:无线扩容和增频技术)层数、BWP带宽等方面做了精确的精简,从而实现更高的灵活性。

同时,通过增强的非连续接收特性(eDRX:Discontinuous Reception),采用更长的休眠模式,让特定的物联网终端得到更高的续航能力。

通过这些关键技术,马卡鲁平台将彻底实现从网关到I/O节点的全场景覆盖,而这也是 AIactiver技术平台的能力,能实现5G技术对生产全流程的改造。

值得一提的是,今年2月展锐成为荣耀芯片套片供应商。

什么是套片?

单独的芯片无法在终端硬件体系中发挥作用,必须做成套片形式。这就涉及了展锐第三大技术底座——先进半导体技术平台。

这个技术平台的支柱是工艺制程和封装,展锐提供整体套片方案。

简单来说,套片包括SoC、射频和电源芯片(PMIC)等。根据芯片集成度、功耗和数模混合架构的不同需求做各类芯片组成,最终通过封装技术做成集成度更高、无线性能更优的解决方案。

华尔街见闻了解到,展锐正在持续投入SiP(System in Package:系统封装)技术。其成果是通过SiP技术,将LTE Cat1整个方案的尺寸,做到了一元硬币大小。

续航时长无法满足要求。功率节省模式在物联网中的应用中未针对超低功耗的物联网应用进行设计和优化,终端续航时长无法满足要求,物联网设备存在功耗大、成本高等劣势。功率节省模式,是切断通信模块电源。

物联网(Inter of Things,简称IoT)是这几年科技界的新星,举凡新创公司、传统科技厂都想跟它扯点关系。现在Kickstarter有个台湾公司Qblinks设计的新产品:Qmote,它也是因应物联网而生的新产品。透过各种按钮的按压方式,你能控制手机、电灯、清净机、电视、门锁等等智慧家庭装置。它很复杂吗?回归到最原始的 *** 作,按个按钮就行了。   未看先冲: Qblinks - Qmote智慧蓝牙遥控装置 (购买连结)   什么是物联网?能做什么?   在这之前,我们先来谈谈物联网好了。什么是物联网?物联网就是把所有产品连接到共通的网路上协同作业、集中控管,好处是什么呢?举个例子好了,过去我们走到客厅看电视,你得先走到客厅打开电灯、接着开冷气或电风扇、拿起电视遥控器看你想看的节目。   物联网时代,当你走到客厅,墙上的动态感应器感应到人来了,根据自然光强弱帮你判断要不要开灯,再依照室温帮你开冷气或电扇。坐上沙发自动帮你开启电视,这些都是物联网的想像。当然,你得要有装置与网路整合这些资源才行。   智慧家庭跟物联网是什么?简单来说就是把你家所有东西都连上网路,靠著智慧家庭中心就能做到集中控管、协同作业的目的。而Qmote也可以算是物联网装置的一环,透过蓝牙40与各装置连线,有点像是万用的遥控器。   简易智慧家庭中心   如果你没有个智慧家庭中心帮你控管这些装置,那么你也可以使用如Qmote来当成小型中心。可以把它想像成控制电器的万用遥控器,只不过这遥控器可以控制的东西更多更广罢了。   刚刚我们提过的动态感应器属于被动式设计,而Qmote这类遥控的按钮则是属于主动式。被动式虽然可以无人职守自动作业,但需要有个家庭中心进行控管,主动式则简单多了,连上装置、设定按钮功能就一切搞定。   按个按钮控制手机,这是Qmote最基本的功能。   等等,它还支援IFTTT   如果Qmote只是个蓝牙按钮,那也就不太值得特别介绍。Qmote除了可直接与装置连接外,更重要的是它能支援IFTTT。IFTTT简单来说是个网路平台,你可以设定当触发A服务后,进行B动作。像是如果Android手机拍了照片,把照片同步到Flickr。   那Qmote透过IFTTT能干嘛呢?触发条件能设定成,按下按钮后启动某服务。举个例子,当案下Qmote后,发送Facebook讯息。或是按下按钮后,开启Nest恒温器,或是Philips hue照明。   如果Qmote仅支援蓝牙,那么光是App要处理相容性问题可能就很麻烦。但透过IFTTT当作中介,只要符合该规范,就能让Qmote的可玩性更高。IFTTT近年加入不少智慧家庭装置,如温控、监控等,让Qmote能搭上智慧家庭物联网的列车,不至于买了只能遥控手机。   除了手机之外,它也能当成电脑的简报器来用,加上因为支援公开的IFTTT规范,因此未来支援性不需担忧。   外包装相当简单,上面还有写着Kickstarter的字样。   包装内有Qmote、钥匙圈与保证书,电池则是已经安装于Qmote内。   产品还是需要App控制,背面的QRCode可让你立刻下载App来用。   Qmote正反面都是金属外壳,只有商标无字样的感觉还不错。   正面是按钮区,因为按键不小,对于老人或小孩来说也很好按压。按钮与边框之间,还有隐藏的LED指示灯,当按下按钮会闪烁。   金属外壳的质感还是比较好,可看到细微的发丝纹路,这是塑胶外壳难以达到的效果。   顶端则是用来安装钥匙圈,但要装与否由你自己决定。   钥匙圈不小,可扣在背包或是与钥匙一起放。   遥控手机好好玩   我们先从Qmote本身的功能来看,它的App已经内建多种手机供你选择。像是静音、拍照快门、音乐控制、传送当下地点、打开手电筒、导航等。且能用长按与短按来启动各种功能,最多可设定10种功能。   这些功能当中,个人认为比较特别的是传送当下位置的功能,按下后会将你当下的位置,透过简讯的方式传送到设定好的电话号码。这功能可做为紧急通报用,只要按下按钮就能发送当下地点。   最常用的功能莫过于相机快门,按下后就会自动拍摄或录影,搭配小脚架就能 。此外导航也是很常用的功能,可预先设定好导航的目的地,一键就开启Google Maps导航模式并设定好目的地,免去慢慢设定的麻烦,适合经常把手机当做车用导航的朋友。   Qmote面积约比拇指还要大一些,用来遥控拍照应该是最常用的功能。   开启蓝牙与App后,就会搜寻到Qmote,当连上线后就会显示如右图的状态。 按压方式有多种选择,长压短压各有不同。右边则是预设的功能选项,已经囊括多数蓝牙遥控器可做到的事情。 传送当下地点是我认为满重要的功能,按下后就会如右图最下面的讯息,用简讯发送到预先设定的号码,可用于紧急呼救时使用。 Qmote可同时开启多个功能,并用不同按压法区隔。此外,IFTTT也是Qmote主打的功能,但要搭配IFTTT的App使用。 IFTTT的App当中可看到已经有许多Qmote预设的功能,可用于社群、网路服务、智慧家庭等。 Nest温控器与hue电灯都在支援列表内,举Nest来当例子,左图中我设定按下Qmote后,自动把温度调整到25度。   搭IFTTT变化多多   先前说过Qmote的优势在于支援IFTTT,不过除了Qmote的App外,你还得下载IFTTT的App才行。在IFTTT的App当中,你可以设定当发生A条件就触发B事件。当然这里的A条件自然是按下Qmote的按钮,至于按下之后的事件,你可以设定成开关电灯、温控器,或是呼叫你的Android Wear等等功能。   目前IFTTT上的功能相当丰富,就算没有你想要的预设功能,你也可以自创功能,只要在if的选项选Qmote,后面的事件就可以从庞大的IFTTT资料库中做选择。通常只要有写着支援IFTTT的装置,在这上面都会有预设事件可供选择。   至于常见的Android Wear该怎么与Qmote互动?答案也是透过IFTTT,IFTTT当中有个事件叫做Android Wear,你可以选择传送特定讯息到你的手表上。   搭配Android Wear也是Qmote主打的功能,按下就能传送特定讯息,或是将目前的Log透过特定方式储存。   Qmote模拟成音量键   看到这里你可能会想问,Qmote是如何做到遥控手机?部分时候Qmote按钮会模拟成手机音量键,像是当成快门的时候,按下Qmote就等于按下音量键,多数手机都支援按音量键拍照,于是透过这种方式让Qmote变成快门。 IPX7防水防尘可换电池   初次看到Qmote感觉还不错,毕竟是使用金属外壳,比起塑胶配上金属漆还要有质感。曾经询问过厂商,为何选用金属壳而非橡胶或是塑胶,厂商表示仍是以外观为考量。   此外,虽然电池耐用60,000次按压,约可使用12个月,但它仍可自行更换易于购买的CR1620电池。耐用度方面,Qmote可达IPX7防水等级,能在1公尺的水中放置30分钟,就算当钥匙圈带在身上也不怕泼到水。   别看它不起眼,它可是支援IPX7防水,带在身上就算淋点雨也没问题。   Qmote拆解后构造并不复杂,可分为上下盖与电池。   主机板固定于按钮那面,上有Qmote字样。   电池用的是CR1620,电子材料行都能轻松买到,价格也仅数十元。     为了做到防水,在细节部分还加上防水圈。   值得一玩的物联网小装置   虽然在Kickstarter上物联网的产品并不少,但成功募资且台湾设计的可就少了很多。从产品面来看,Qblinks设计的Qmote已具备一般蓝牙按钮的功能,除此之外还给你IFTTT的扩充功能与未来性,这是Qmote最大的价值。耐用性方面,电池续航力长且可以更换,又支援IPX7防水,耐用度有一定的保证。   其次,MIT台湾制造值得大家鼓励,Kickstarter的建议售价为2499美元,折合新台币约823元 (台湾正式上市售价799元)。如果你遥控装置的需求,或是家中已经有监视器、温控器等智慧家庭装置,那么就很适合用Qmote来控制。想想按个按钮就开灯、按钮就导航、还能当简报器来用,出外还能当手机快门来 ,是不是很棒呢?  

小小的Qmote可让你的智慧家庭更有趣,不考虑玩玩看吗? 这边买的到 :Qblinks - Qmote智慧蓝牙遥控装置 (购买连结)

12/24 更新:本产品出货日为7个工作天

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在物联网时代,“蓝牙 Mesh”与 WI-FI 谁更具优势
2017年09月15日 15:47来源 : 升润科技
内容概要:
1 蓝牙 Mesh与 Wi-Fi传输范围对比。
2 蓝牙 Mesh网状网络能否取代 wifi。
3 而“蓝牙 Mesh”找到一个聪明的解决办法。
物联网一直是一个热门话题,一个重要原因应该是人们对智能家居的向往。不过随着现在科技的发展,人们对智能家居的要求已经不是仅停留在控制一两个物体的简单层面了,而是想把智能触角延伸到每个角落。过去这种智能延伸我们可能更多靠的是 wifi,但在2017年7月19日SIG宣布“蓝牙 Mesh”网络的到来,这让物联网的连接与应用情境变得更多元。
蓝牙与Wi-Fi优势对比
蓝牙有更低的功耗、小体积、低成本,适用于几台设备之间的短距离数据传输;Wi-Fi的特点是高带宽、长距离、更多的连接设备数目,适用于大规模、大范围的数据传输和信号覆盖。但随着物联网的普及,蓝牙与Wi-Fi相继升级,蓝牙升级到5版本,提高了带宽和传输范围;Wi-Fi推“Wi-Fi HaLow”,降低功耗延长电池续航。可以看出,这两者重点升级的方向都是对方所擅长的,也意味着它们将在消费级和企业级的物联网市场正面竞争。
蓝牙 Mesh与 Wi-Fi传输范围对比
Wi-Fi 的一大缺陷就是有距离限制,就是说一旦离开这个区域,你的设备就失去用武之地。除此之外,Wi-Fi 还有耗电问题,就手机而言,算是把屏幕关闭,耗电量也非常大。
而“蓝牙 Mesh”找到一个聪明的解决办法。这些装置彼此间连接,并将信号传递给附近另一个装置,形成元数据传输的互连装置网络或网格。这意味着讯息从一个装置传递到另一个装置,再到下一个装置,可以实现接力传输,理论上可以无限覆盖。同时,值得一说的是蓝牙 Mesh 网络不需复杂设定、配对或使用路由器等存取装置,因此并不会造成安装负担,反观采用其他智能家庭联网技术如:ZigBee、Z-wave 或其他厂商间自有的通讯技术,多需加装网关(Gateway)才能确保各种装置之间的沟通。

我认为在电动汽车领域,物联网可以运用到以下几个环节:

1应用于制造环节

虽然国内所生产的电动汽车零件具有较大容量、高效率的高电压锂离子蓄电池,但是由于生产技术受限,所生产出来的高电压锂离子蓄电池的一致性不足,面对这种情况国内的电动汽车零件生产商就可以引入无线射频识别技术来管理相对应的产品,从而提高生产的一致性,实现全面的自动化生产运作。

例如可以在进行电动汽车零件以及整车制作过程当中,给原材料植入原材料自身信息的EPC 标签,通过这种标签就可以查询到材料的基本信息,就算原材料被加工成各种汽车部件,标签也不会消失,自然而然制造的信息也就不会消失。除此之外还可以在生产线所有的工作点设置专门的识读器,对重要零部件的生产进行实时的监控,与此同时还能够将原材料的各种信息及时传送到数据中心进行统一的梳理和存储,通过一系列 *** 作车辆即使到达消费者手里,人们也可以通过信息对车辆生产的各个过程进行源头追溯,从而也就保障了汽车生产商所生产出来电动汽车的整体质量。

2应用于售后环节中

汽车生产商将已经生产完成的汽车通过物流运输等方式运输的各地的经销商处,在整个运输和销售过程当中,经销网点和物流信息都将会被纳入到车辆的EPC 标签当中,经销商所销售出的车辆也会将购买者的信息一同录入到车辆的EPC 标签当中,之后这些信息就会被传送到电动汽车制造厂商的数据库当中,制造厂商再将这些信息进行统一的管理,将所有车辆以及车辆当中的所有信息进行集中,进而汇总成电动汽车车辆信息系统。

3应用于充电环节

充电问题是一直围绕着电动汽车所出现的主要问题,但是在未来随着互联网和科学技术的发展,就可以彻底解决电动汽车的充电问题。智能电网系统和传统电网系统的区别就是智能电网系统比传统电网加了物联网技术。

除此之外,智能电网系统还拥有更加先进的电力技术和设施,从而保证可以对整个电力系统进行实时的监测,进而可以实现真正的智能化管理。如果纯电动汽车想要进行充电工作,智能充电设施可以通过延时充电等功能来对电力进行 *** 作。例如在夜晚对电动汽车进行充电,那么将会缓解白天的电网压力,从而进一步的提升电能的使用效率,增加电网系统的节能效果。未来如若电动汽车占据汽车市场的主导地位,那么就可以在电动汽车上装置移动储能设施,对电网进行随时的电能会输工作,从而降低城市和国家的用电压力,节约电力资源,降低能源消耗。

「只要有人的地方,就有物联网技术。」我不清楚这句话的出处,我只知道有人的地方就有江湖~哈哈。我想说的是,「物联网技术」这个名词是一个很大很泛的概念,我可以说不存在这种技术,我也可以说这技术实际上就是当今电子、通信、计算机三大领域的基础技术。

我在这问题下的回答「物联网和互联网的区别和联系?」简单阐明了物联网和互联网之间的关系。请问,1994年中国接入互联网以来,我们作为互联网原著居民的90后,认为互联网技术又是一种怎样的技术呢?

我就奇了怪了,当初教育局怎么不开一个互联网技术专业?实际上现在也没必要开设互联网专业了,当今大学的计算机系本科所学的大部分内容,就是互联网会用到的技术。其中之一是Web建站技术。

Web 建站技术中,HTML、HTML5、XHTML、CSS、SQL、JavaScript、PHP、ASPNET、Web Services 是什么? - 张秋怡的回答

什么?你们计算机系不是学这些?来来来,我电脑坏了,过来帮我修一下电脑吧~

总之,互联网是一个时代,物联网,也是一个时代。物联网技术是当今电子、通信、计算机、IT行业技术的大融合。如图,物联网技术的技术组成(简单版)。

# 物联网技术之一:单片机/嵌入式开发

智能硬件,哎,不就是单片机吗?说到底就是一个微控制器,现在出现的智能手表,调光LED灯,蓝牙开锁,WiFi插座等等,说到底不就是单片机开发嘛?单片机,电子和通信专业一般都会教51或AVR、计算机系接触不到。现在流行的Arduino也是单片机开发的一种。

但是要做一款智能硬件,技术上只会单片机编程还是不行的。哎呀嘛什么智能硬件,本质上就是一个电子产品!。所以你要开发一款能拿得出手的智能硬件,电子系统设计必须要会的!

电子系统设计(电子系统设计与实践 (豆瓣)),我不是指《电子系统设计》这本书里的内容,而是一个动手实验过程。要做智能硬件,广看书没用,只会单片机编程也不够的!真正有用的是一个实打实的课程设计,或者一个项目经历。一个电子系统设计流程一般是这样的:

硬件设计阶段:

MCU选择

电路设计(电路图)

验证电路(面包板、万用板)

电路板设计(PCB图)

送工厂打板或自己做板

元器件、物料管理(采购等)

拿到电路板后

焊接芯片和元器件

上电测试

烧写最后版本的代码到芯片里

如果你熟悉以上硬件设计阶段,并知道要做什么事情,已经是一个合格的单片机硬件工程师了哈~接下来就是单片机软件工程师的事情了,单片机软件一般都不会太复杂,有的还是不用上 *** 作系统的裸机开发,做过单片机课程设计的学生都懂。

软件设计流程:

确定软件架构(主循环?状态机轮询?)

编写软件

调试代码(开发板或自己搭建好的电路)

烧写最终版本的代码到电路里

这些都不算复杂了,如果你用的芯片高级一点,不是微控制器而是微处理器的话,那么就是嵌入式开发了。

如图是ARM芯片架构系列。

一般网上STM32开发板的芯片是STM32F103,也就是Cortex-M3核,还算是单片机开发,如果外设没有太多功能,单片机想用更小巧一点的,可以选用M0核的芯片,名副其实的微控制器了。如果使用Cortex-A9开发,你这是要开发手机还是机顶盒(黑人问号)?

Cortex-A系列芯片的开发,或者说这类产品,一般一个人不可能独立完成所有工作,这种嵌入式开发的技术最少分为四个层次:硬件层、驱动层、系统层和应用层。每一层次都需要有人去设计。驱动和系统可以移植,硬件电路板肯定要专门的硬件工程师去做的,应用层可以交给应用工程师,只要上了Linux系统,不也就是Linux应用开发嘛?如果去网上买回来的嵌入式开发板,能拿得出手的项目只能应用层开发,比如什么「数码相框系统」、「视频点播系统」。别告诉我学会移植uboot或Linux就可以找工作了。

# 物联网技术之二:网络通信协议

智能硬件与传统的电子产品最大的差别,就是智能硬件连上了网络。要连上网络,就需要用到网络通信模块及学习网络通信协议——TCP/IP。

TCP/IP是一个技术的总称,里面包含两种协议TCP、UDP,位于网络通信分层模型的传输层,同时也是由 *** 作系统管理。而>

为了让电子产品有联网的能力,只要在电路设计上给主控芯片连接一个通信模块,写好收发网络指令的代码,剩下的就是电子产品设计了。

到这里,基本是一个物联网产品的雏形了,以上也是物联网中基本会用到的电子和通信技术。

# 物联网技术之三:服务端开发框架

Client/Server架构,即客户端/服务器架构。智能硬件连上后台服务器后,其就是一个客户端,一个终端。由于单片机中资源受限,实际上是不太可能用>

服务端开发就比较复杂了。单片机/嵌入式软件开发还好,只要学习好C语言即可打遍天下无敌手,而服务端开发,用Java呢还是Python还是PHP?反正Java和Python选一个就好了,嵌入式出身的工程师,一般都会学Python。

Python服务器端的开发框架种类繁多,Web开发的有Django、Flask、Tornado Web Server,TCP服务器可以用Twisted,等等。MQTT有已经做好的服务器,像这样的服务器不用自己开发,直接部署即可。

如图,这是我开发一个智能硬件的服务器端的框架图。使用Redis作为>

在这个项目开发中,最少需要开发用户端的>

到了这里,服务端开发和前面两个技术可以作为一个分层,前面的单片机/嵌入式和网络通信的开发可以算作是一个电子设备的开发,后台工程师只要拿到了这个电子设备,知道这个设备提供了哪些接口(API),就可以进行后台开发了——把设备连上网络,分配给它一个IP或者什么的,配置好接口及相关 *** 作,剩下的事情就交给前端了。

## 关于前端技术

关于前端技术,我这里不好单独写一个主题,其一,我对前端技术没有那么熟悉,还处于前端技术=HTML+JavaScript+CCS的概念,以及手机端的APP开发;其二,前端技术与电子硬件技术间隔相差太远,前端更多的是和美工沟通,和后台协调,和设计师交流,甚至可能还需要有一定的美感;其三,大部分项目的最重要的是实现设备的稳定性、联网、数据的获取和控制。如果设备不稳定,数据出现差错,没法控制,再漂亮的前端页面也没用。其四,如果是做智能家居,做消费电子领域的项目,针对广大普通消费者,比如WiFi插座,一个漂亮的界面是很重要,但是大多数的物联网项目,只需要一个后台管理界面就行了。

所以,没有前端的设计,界面都是很丑咯!

# 物联网技术之四:无线自组网

无线自组网,或称无线传感网络,这肯定是物联网专业的学生要学的一门学科,属于通信领域,电子、计算机出身的人对这没有太多的概念。无线自组网最典型的技术之一是,ZigBee。

什么是自组网?做个对比,比如我们的WiFi,我们要用手机去连一个SSID,输入密码才能连上WiFi,而且你的手机,一般来说也不可能再发射Wifi出去让其他手机连接,WiFi网络拓扑成星型网。


而自组网不一样,不需要用户输入用户名和密码,直接连到最近的一个自组网设备,最后自组网设备也可以作为一个中间节点,让下一级的设备连接进来,网络拓扑可以成星型网、簇型网和网型网。那么无线自组网的数据怎么流动呢?流去哪?无线自组网一般都会有一个数据汇聚的地方,这个地方就是网关。

但是ZigBee并没有连上互联网啊,它最多只是一个局域网!——这还不简单?这是就是网关要处理的事情了。而且,ZigBee协议栈Z-Stack是有Linux网关版本的。

Z-Stack - ZigBee 协议栈

不过呢,由于各种原因,ZigBee开始走下坡路了,最新的6LoWPAN会逐渐替代。6LoWPAN,是一种低功耗的无线网状网络,其中每个节点都有自己的 IPv6 地址,允许其使用开放标准直接连接到互联网。Zigbee使用网内专用地址,互联网主机无法访问。集成 Ipv6/6LoWPAN 堆栈的开源 *** 作系统Contiki也会逐步取代Z-Stack。

如果大学开设了无线自组网的课程,不是学习ZigBee的Z-Stack就是Contiki。使用无线自组网也并不是一个单独的开发过程,其技术需要结合单片机/嵌入式开发。

## 电源问题

是的,如果要用无线自组网,电池续航的能力是一个问题。如果是类似与WiFi插座、智能饮水机、智能风扇等等,接上市电就能用,这些电源都不是问题。而对于无线自组网,往大的方向说就是所有的便携式智能设备,都受限于电池续航能力,比如智能手表,运动手环。不过呢,突破电池技术并不是物联网开发者所需要做的工作,我们能做的,只能是挑选更低功耗的芯片,设计电路功耗更低一点,让单片机休眠并使用中断唤醒机制。

图,用水果电池供电的某430单片机系统。

# 物联网技术之五:RFID

仔细观察上面那张无线技术的图,最右边,NFC/RFID。嗯,对,RFID,非接触射频识别,也是物联网技术重中之重的技术,很多物联网书籍都会介绍RFID,搞得很多人以为RFID就是物联网。

介绍RFID前先简单说一下条形码。去超市购物的时候,收银员把扫描q对准上面的条形码扫一扫,商品信息和价格就录入到电脑里了。条形码替代了收银员手动输入数据,工作效率提高了几倍。

可是,进入21世纪后,条形码已经不能满足人们的需求,存储能力小、工作距离近、穿透能力弱、不能写 *** 作等等都是条形码的缺点。这个时候就出现了RFID技术。典型应用如下图:

(。。。好像没有什么奇怪的啊?)


一二线城市早已实现了的公交卡,以及校园一卡通,用的就是RFID技术。RFID可读可写,所以公交卡、校园卡的钱能存在卡里面。

NFC,也是RFID的技术一种,目前大部分手机都支持的NFC功能,手机取代公交卡真的是迟早的事。要是手机没有NFC功能,也可以这么装逼:

上班,在地铁里碰到同事。
我看他用手机刷卡出入站挺方便,就问他怎么弄的,是不是要下载什么软件。
他告诉我:“这个很简单,只要把公交卡藏在手机套里就行了。”

同样,RFID开发也是离不开单片机开发,网上也有相关的RFID开发套件出售。

# 结语

当然,物联网技术绝对不止以上五种,物联网本身就是所有技术的大融合,做电子产品的还要考虑产品外壳,不过这是结构工程师的事情;做服务器后台的还要考虑用户帐号数据库读写等,前端也要考虑如何把设备数据和 *** 作方式优雅的展现给用户看,这些是IT程序员的事情;电池技术也需要单方面突破,超小体积、超大容量,这个还得等待多时。

与其说物联网是一种技术吧,不如说它是一个时代,物联网通过对相关技术进行整合,形成一个时代的概念,是一个建立在技术基础之上的时代。


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