如何全面規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)

（文章來源：51CTO）

在市場上，基于物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用類型可謂林林總總，其中包括：智慧城市、農(nóng)田管理、大型工廠、居家房屋、以及汽車駕駛等方面。在此，我們重點(diǎn)關(guān)注消費(fèi)類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，畢竟此類移動應(yīng)用最需要定位服務(wù)。而在農(nóng)業(yè)和企業(yè)業(yè)務(wù)等其他領(lǐng)域，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可能并不需要移動接口。它們可以直接連接到云端，并且通過Web應(yīng)用來進(jìn)行管理。總的說來，需要移動接口來連接設(shè)備的消費(fèi)應(yīng)用領(lǐng)域包括：

智能家居汽車相關(guān)衛(wèi)生保健農(nóng)業(yè)管理兒童和寵物護(hù)理如您所見，連接設(shè)備的種類正在爆炸式地增長，而移動應(yīng)用也逐漸成為各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接點(diǎn)，發(fā)揮著各種控制性的作用。因此在本文中，我們將和您探討如何全面規(guī)劃和準(zhǔn)備那些面向未來的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序。通常，智能連接產(chǎn)品具有監(jiān)視，控制，優(yōu)化和自治四方面的職能。其中，監(jiān)視功能往往是產(chǎn)品控制、優(yōu)化和自治的基礎(chǔ)。

監(jiān)視：智能連接產(chǎn)品可以通過傳感器和外部數(shù)據(jù)源，全面地掌控產(chǎn)品的運(yùn)行狀況和外部環(huán)境。據(jù)此，智能產(chǎn)品可以及時(shí)警告用戶、以及維護(hù)人員有關(guān)環(huán)境與性能方面的變化?？刂疲何覀兛梢酝ㄟ^內(nèi)置于設(shè)備中，或駐留在產(chǎn)品云端的遠(yuǎn)程命令、或算法，來控制智能連接的產(chǎn)品。

優(yōu)化：基于那些來自智能連接產(chǎn)品的監(jiān)視數(shù)據(jù)，我們可以通過各種前所未有的方式來最大化產(chǎn)品的性能。同時(shí)，我們也可以將算法、以及分析更新到使用的產(chǎn)品中，以大幅提高數(shù)據(jù)的輸出、使用率和有效性。自治：我們將前面提到的監(jiān)視、控制和優(yōu)化等功能合并到一起，就可以使智能連接產(chǎn)品達(dá)到前所未有的自治水平。

您也許會問：我們該如何開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序呢?其實(shí)，這一般取決于我們的產(chǎn)品創(chuàng)意。對于智能家居應(yīng)用、以及互聯(lián)網(wǎng)汽車應(yīng)用而言，它們的功能側(cè)重點(diǎn)顯然會有所不同。在開始進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)之前，讓我們首先來了解一下物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)使用到的硬件包括：用于遠(yuǎn)程儀表板、控制服務(wù)器、路由或橋接設(shè)備、以及傳感器的設(shè)備。這些設(shè)備管理著諸如：系統(tǒng)激活、操作規(guī)范、安全性、通信和檢測等方面的基本任務(wù)和功能，以支持特定的管控目標(biāo)和操作。

物聯(lián)網(wǎng)中最關(guān)鍵的硬件當(dāng)屬傳感器。這些設(shè)備包括：能源模塊、電源管理模塊、射頻(RF)模塊、以及感應(yīng)模塊。其中，射頻模塊是通過其信號處理、WiFi、ZigBee、藍(lán)牙、無線電收發(fā)器、雙工器和BAW，來管理通信的。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過不同類型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，保持著前端設(shè)備與后臺管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接。

藍(lán)牙是使用最為廣泛的近距離無線技術(shù)之一。通過配對，您可以用它來快速地將各種前端設(shè)備，包括那些可穿戴技術(shù)，與應(yīng)用程序相連接。ZigBee專為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)的ZigBee運(yùn)行在2.4 GHz頻段。它對于通常在建筑物或工業(yè)站點(diǎn)之間以微速率傳輸?shù)臄?shù)據(jù)而言，是一種完美的選擇。

射頻識別它利用磁場來識別物體。通常而言，簡短多樣的超高頻識別碼的有效半徑為10厘米;而遠(yuǎn)程超高頻則可達(dá)到200毫米。遠(yuǎn)程廣域定位網(wǎng)絡(luò)(Long Ranged Wide Location Network，LoRaWAN)是針對大型物聯(lián)網(wǎng)的定位網(wǎng)絡(luò)之一。它能夠?yàn)閿?shù)百萬個(gè)低功耗設(shè)備提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)資源。許多智慧城市的應(yīng)用都會用到該協(xié)議。

在真正著手開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用之前，您同樣需要了解該行業(yè)目前尚未解決的各種挑戰(zhàn)。我們在此談?wù)摰陌踩圆粌H是網(wǎng)絡(luò)安全性，還包括物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中涉及的所有組件的安全性。由于應(yīng)用程序通過網(wǎng)絡(luò)連接了各種軟、硬件元素，而大量的數(shù)據(jù)在各種聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的傳輸過程中，勢必會將個(gè)人隱私信息帶到網(wǎng)絡(luò)各處。

數(shù)據(jù)交換安全性：客觀信息從物聯(lián)網(wǎng)傳感單元和前端設(shè)備傳輸?shù)较到y(tǒng)之中，然后被保存到云端。那么我們需要在應(yīng)用開發(fā)的過程中，確保嚴(yán)格遵循數(shù)據(jù)文件的相關(guān)加密協(xié)議。物理安全性：由于物聯(lián)網(wǎng)前端設(shè)備不再是傳統(tǒng)的物理管控范圍內(nèi)，我們很難對其進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，因此很可能會出現(xiàn)被篡改、甚至被替換的情況。云存儲安全性：雖然云存儲的方式有效地保障了數(shù)據(jù)的可用性，但是我們很難保證云服務(wù)對于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的訪問權(quán)限和授權(quán)是否到位。隱私更新：在獲取數(shù)據(jù)方面，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備始終需要遵循特定的法律法規(guī)。例如：所有的健身追蹤設(shè)備都需要根據(jù)HIPAA的準(zhǔn)則來收集用戶信息，以確保信息的私密性。

為了提供有價(jià)值的前端信息，我們對于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的一項(xiàng)重要要求就是數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。然而，由于設(shè)備所處的環(huán)境十分復(fù)雜，我們需要調(diào)用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)傳感單元來監(jiān)視、處理、提供數(shù)據(jù)與信息。例如，對于智能汽車而言，由于它們需要在快速移動的過程中保持聯(lián)網(wǎng)的狀態(tài)。因此，我們在開發(fā)應(yīng)用之前需要對設(shè)備、功能和特性等方面進(jìn)行全面的考慮。

由于針對物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的技術(shù)正在蓬勃地發(fā)展之中，因此，開發(fā)人員需要確保能無縫地集成各種軟、硬件的功能，并保障運(yùn)行的效率、設(shè)備的更新、以及錯(cuò)誤的修復(fù)。由于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序涉及到大量的信息，而且這些信息中往往會涉及到隱私與安全，因此物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)團(tuán)隊(duì)需要配備專業(yè)的數(shù)據(jù)分析人員，事先針對目標(biāo)環(huán)境，以及數(shù)據(jù)的收集、處理與存儲方式進(jìn)行良好的規(guī)劃與準(zhǔn)備。

如果您不想為物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目自行生產(chǎn)硬件的話，那么就需要從其他設(shè)備廠商那里選購設(shè)備。在滿足項(xiàng)目需求的前提下，我們應(yīng)當(dāng)選擇那些值得信賴的廠商所提供的傳感單元，以保證高質(zhì)量的連接精度和可靠性。通常，開發(fā)人員可以從基于微控制器的電路板、片上系統(tǒng)(SOC)板、單板計(jì)算機(jī)(SBC)、以及專用于智能藍(lán)牙和WiFi的電路板之中進(jìn)行選擇。

如今無論是產(chǎn)品的推出速度，還是迭代速度都發(fā)展得十分迅速，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域亦然。為了保持應(yīng)用的向后兼容性，您在開發(fā)過程中應(yīng)當(dāng)盡量保持可擴(kuò)展性，以應(yīng)對將來在數(shù)據(jù)體量、以及設(shè)備數(shù)量上的增長。顯然，現(xiàn)有的云技術(shù)也非常適合于應(yīng)用的擴(kuò)展。
（責(zé)任編輯：fqj）