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物聯(lián)網(wǎng)通過智能感知、識別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。華云數(shù)據(jù)“智匯華云”專欄將為您奉上“2019前端戰(zhàn)略規(guī)劃”系列文章，本期將為您講解2019前端戰(zhàn)略規(guī)劃之物聯(lián)網(wǎng)IOT。

基礎(chǔ)：物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)層級

開始之前， 先讓我們簡單地介紹點(diǎn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)知識。如果你有點(diǎn)Web開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的話，都知道下圖是CS架構(gòu)：

相比于一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，無非就是多了一層硬件層以及可選的協(xié)調(diào)層。

這個(gè)硬件層決定了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用比Web應(yīng)用更加復(fù)雜。對于大部分的Web應(yīng)用來說 ，客戶端都是手機(jī)、電腦、平板這些設(shè)備，都有著強(qiáng)大的處理能力，不需要考慮一些額外的因素。

對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用來說，我們需要考慮設(shè)備上的MCU的處理能力，根據(jù)其處理能力和使用環(huán)境使用不同的通信協(xié)議，如我們在一些設(shè)備上需要使用CoAP協(xié)議。在一些設(shè)備上不具備網(wǎng)絡(luò)功能，需要考慮借助于可以聯(lián)網(wǎng)的協(xié)助層，并且還需要使用一些短距離的無線傳輸協(xié)議，如低功耗藍(lán)牙、紅外、Zigbee等等。

JavaScript在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展

兩年前，NodeJS已經(jīng)有了實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的可能性。當(dāng)時(shí)，已經(jīng)有了物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議MQTT和CoAP協(xié)議的庫，由于當(dāng)時(shí)缺乏一些大型應(yīng)用的開發(fā)經(jīng)典，所以做得并不是很好，但是已經(jīng)可以看到JavaScript在這方面的遠(yuǎn)景。

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一年多以前，Ionic還沒推出正式版的時(shí)候，但是這個(gè)框架真的很棒——它自帶了一系列的UI，還用NgCordova集成了Cordova的一系列插件。使用這個(gè)框架進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)，還需要一些原生的插件，如BLE、MQTT。

后來我們不再需要編譯Node.js，就可以在ARM處理器上運(yùn)行Node.js。并且我們已經(jīng)有Tessel、Espruino、Kinoma Create、Ruff這些可以直接運(yùn)行JavaScript的開發(fā)板。三星還推出iot.js，可以讓更多的嵌入式設(shè)備可以使用JavaScript語言作為開發(fā)語言。

人們開始在硬件上使用JavaScript的原因有很多，如Web的開發(fā)人員是最多的、JavaScript很容易上手。

現(xiàn)在，這次我們在這三個(gè)層級上都可以使用JavaScript，只需要一種語言。

使用一種語言開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：JavaScript

使用Node.js + Node-CoAP + MQTT.js + MongoDB + Express搭建了一個(gè)支持多協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)：

不過，上圖是完善版的物聯(lián)網(wǎng)，代碼自然是在GitHub上啦：Lan。作為服務(wù)端來說，Node.js的能力已經(jīng)是經(jīng)過驗(yàn)證的。而在混合應(yīng)用上，仍然也可以經(jīng)受住考驗(yàn)，混合應(yīng)用在手機(jī)上做個(gè)圖表是輕輕松松的事(只需要獲取數(shù)據(jù)，然后顯示)。

Demo

樹莓派上是通過串口接收pm2.5傳感器數(shù)據(jù)，通過IO來控制蜂鳴器和電機(jī)，通過MQTT與云服務(wù)器交互依賴。依賴wiring-pi、serialpor和MQTT這幾個(gè)庫。

const COM = require(‘serialport’); 
const port = new COM(‘/dev/ttyAMAO’, { baudRate: 9600 }); 
 
port.on(‘data’, function(data) { 
  dataHandler(data); 
} 

這個(gè)代碼非常簡單，只要把串口的庫拿進(jìn)來和串口綁定，波特率兩邊匹配一致就行。然后port會有一個(gè)事件，有數(shù)據(jù)進(jìn)來的時(shí)候進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。并且要考慮數(shù)據(jù)丟失的問題，現(xiàn)實(shí)中這個(gè)問題時(shí)有發(fā)生，可能做硬件的人深有體會。

const wpi = require(‘wiring-pi’) 
const BUZZER = 7; 
wpi.setup(‘wpi’) 
 
wpi.pinMode(BUZZER, wpi.OUTPUT); 
wpi.digitalWrite(BUZZER, wpi.HIGH); 
wpi.digitalWrite(BUZZER, wpi.LOW); 
wpi.digitalRead(BUZZER); 

上面的代碼通常是硬件開發(fā)者寫代碼的方式。先設(shè)置工作模式，然后進(jìn)行數(shù)字的寫入和讀取。用js來寫設(shè)備端的代碼還是需要懂一些硬件，否則效率不會高。

const mqtt = require(‘mqtt’) 
const client = mqtt.connect(‘mqtt://<ip:port>’); 
 
client.subscibe(‘/car’); 
client.on(‘message’, function(topic, message){ 
  if(topic === ’/car’) { 
MessageHandler(message.toString()); 
} 
}); 

MQTT的部分只要把包引進(jìn)來，把MQTT的代理地址和ip port之后，要知道小車的控制指令，只需注冊一下所有和小車相關(guān)的事件，如果有人發(fā)了指令給代理，代理就會自動轉(zhuǎn)發(fā)給你。

云服務(wù)器用的是ECS，多了一個(gè)公網(wǎng)IP更加方便。數(shù)據(jù)傳輸有MQTT。數(shù)據(jù)存儲可以根據(jù)數(shù)據(jù)的類型選擇不同的數(shù)據(jù)庫，比如mysql、mongoDB和redis。前端展現(xiàn)是express。主要依賴mosca、mysql、mongo、redis和express，根據(jù)不同類型選擇不同的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲。

Tip

要做一個(gè)硬件產(chǎn)品，如果這是一個(gè)合格的產(chǎn)品，需要的周期很長。首先要去市場上選型，之后的采購周期要根據(jù)訂貨量大小決定。傳感器的供應(yīng)商并不多，要做比較的話需要采購過來并花費(fèi)很多時(shí)間進(jìn)行驗(yàn)證測試，這個(gè)過程會很長。產(chǎn)品完成后還要評測認(rèn)證檢測，反反復(fù)復(fù)又需要很久。整個(gè)過程就導(dǎo)致硬件的開發(fā)周期很長。

MagicLight是一個(gè)在亞馬遜上銷量很好的，用wifi控制的燈。但是我覺得這個(gè)燈有一個(gè)缺點(diǎn)，就是只能通過手機(jī)控制，無法使用墻面開關(guān)控制，這是用戶體驗(yàn)的一個(gè)很大問題。如果要做到開關(guān)和手機(jī)都能控制，就要做一個(gè)聯(lián)動。

于是有人做了一個(gè)開關(guān)，可以用手機(jī)控制同時(shí)也能保持物理結(jié)構(gòu)。但還要保持wifi部分工作的話，就需要有電流通過，要有一個(gè)回路。就是在燈即使關(guān)閉的時(shí)候仍然有電流可通過，wifi的控制電路才能通過，這就是單火線開關(guān)的問題，目前還無法解決。

做物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用還有很重要的一點(diǎn)就是要滿足用戶的需求，無論是解決體驗(yàn)問題還是帶來一些收益，解決行業(yè)內(nèi)的痛點(diǎn)才是有意義的。