物联网是嵌入式

核心提示经过几十年发展,嵌入式技术已经用在了我们生活中的方方面面,但是嵌入式始终都带有小众,专业性强的属性,让很多非嵌入式领域的同学望而却步。近十几年的发展,物联网覆盖了越来越多领域,包括了家居,商业,工业,农业等领域,不仅吸引了原来嵌入式领域的同

经过几十年的发展,嵌入式技术已经应用到了我们生活的方方面面,但是嵌入式技术总是有小众性和很强的专业属性,这让很多非嵌入式领域的同学望而却步。随着近十年的发展,物联网已经覆盖越来越多的领域,包括家庭、商业、工业、农业等领域。不仅吸引了原来嵌入式领域的学生,也吸引了很多非嵌入式领域的学生进入物联网领域。从上述发展趋势中,可以发现四个重要的变化:

物联网涉及的技术面越来越广,对物联网开发平台的要求也越来越高。

物联网对开发者的要求发生了变化,更加强调工具和易用性。

物联网操作系统已经突破了传统操作系统内核的范畴,开始集成越来越多的能力。

物联网是云融合的,应用场景和商业模式丰富,可以聚合更多的资源。

本文将围绕技术、人、操作系统、商业模式四个方面,详细阐述嵌入式向物联网的转型以及背后的一些思考。

从“嵌入式”到“物联网”的转变

技术堆栈的转变

而嵌入式物联网技术是伴随着MCU、操作系统、云计算、人工智能等技术发展起来的。根据设备的工作方式,技术的发展可以分为以下几个阶段:

设备单独工作:这个阶段从20世纪70年代开始,涉及的主要技术领域包括单片机、硬件开发板、外设驱动、上层应用。主要用于工业控制领域,比率监测,设备指示等。最著名的是8位51单片机。

多个设备的互连:随着无线通信技术的发展,如ad hoc、ZigBee和低功耗蓝牙,嵌入式设备开始像网络一样工作。主要用于智能电网,这样的抄表业务。涉及的主要技术包括802.15.4、低功耗蓝牙等网络连接技术,以及FreeRTOS、Contiki、TinyOS等嵌入式操作系统。除了设备单独工作阶段的技术之外。

云集成阶段:对设备控制和管理的技术要求不断提高,并且随着云技术的发展,越来越多的设备不仅需要互联,还需要连接到云上。Wi-Fi模块,Wi-Fi和BT二合一模块出现了。笔者认为,从这个阶段开始,我们真正进入了物联网阶段。通过网关技术、MQTT/CoAP等技术,实现设备的云端连接,通过手机管理设备。与多设备互联的技术相比,它增加了更丰富的连接技术,如MQTT/CoAP,以及云技术,如物联网云平台。

物联网的智能设备:随着技术的发展,设备不再只是Wi-Fi、BT之类的纯互联智能设备,而是过去几年特别流行的智能音箱、IP摄像头等每年数十亿出货量的智能设备。这类设备的主要特点是具有多媒体的需求,可以消耗更多的云资源,不仅包括存储资源,还包括计算和AI算法资源。与前一阶段相比,多媒体技术、流媒体网络技术、云AI技术等。都增加了,这对构建物联网技术能力的开发者的技术广度和深度提出了更高的要求。

从上面的梳理可以看出,技术栈的内容越来越丰富,要求也越来越高。这时候,问题来了。这么多技术,物联网的开发者是不是都要了解了才能开发创新?作者的答案当然不是。下面将详细阐述作者对物联网开发者要求的理解。

第二,开发者的变化

笔者将物联网的开发者分为两类,一类是构建物联网平台能力的开发者,一类是基于物联网平台提供能力的开发者。

第一类开发者需要了解整个物联网领域需要的技术。随着物联网技术的发展,对这类开发者提出了非常高的要求。这样的开发者需要了解从设备到云的全链路技术,并在其中找到自己的定位。如果不从云集成的角度系统地理解物联网技术,而是按照嵌入式的传统思维方式,随着技术的不断发展,会逐渐被淘汰。这类开发者开发物联网平台的一个重要目的就是吸引越来越多的二级开发者进来,共同繁荣物联网生态。

与第一类开发者相比,第二类开发者面临的挑战很大。这类开发者主要来自两个来源,一是传统嵌入式开发者,二是互联网开发者。这些开发者需要学习更多的知识,才能更好的基于物联网平台进行开发。传统嵌入式开发者需要更多了解多媒体、云、人工智能等技术。互联网开发人员需要了解嵌入式设备的局限性,并将云、多媒体和人工智能等技术更好地融入物联网场景。

我认为第一类开发者的使命是帮助越来越多的第二类开发者进入物联网领域。第一类中的关键开发人员认识到以下两点:

丰富的功能组件:包括各种硬件模块、设备和云软件的功能模块,以及配套的开发和调试工具。

低代码开发:在物联网领域充分使用Python和Javascript脚本语言,可以大大降低开发者的门槛。

随着物联网技术的不断发展和成熟,基础平台和开发工具的不断完善,我认为第一类的开发者会越来越少,而第二类的开发者会越来越多。这样,物联网的发展就不再仅仅是嵌入式开发这样的少数专业开发者的事情了。在校学生、前端开发者、产品经理、技术爱好者等。都是物联网的贡献者。

第三,操作系统的改变

由于操作系统是物联网领域重要的基础技术,而目前物联网操作系统正在百花齐放,所以我就说说操作系统的思路。根据嵌入式和物联网的发展阶段以及操作系统的特点,作者将操作系统分为以下四个阶段:

无操作系统:早期的嵌入式设备,因为逻辑单一,不需要操作系统。

简单操作系统:随着多设备互联的发展,出现了专门针对物联网设备的操作系统,如Contiki、TinyOS等。这种操作系统是针对设备上报的数据和事件而设计的,非常简单。最显著的特点是它是基于事件驱动的设计。当有事件需要上报时,可以快速响应,编程逻辑就是按照这个思路设计的。

实时操作系统:随着嵌入式领域的不断发展,出现了面向实时领域的嵌入式操作系统,最典型的代表就是FreeRTOS。这类操作系统相比Linux,实时性更好,内核功能更全面,但不是强生态,上层应用支持很少。

物联网的操作系统:随着物联网的出现,由于实时操作系统主要提供系统核心部分的能力,网络、多媒体、网络分发工具、应用生态都难以满足物联网领域的要求,物联网的操作系统应运而生,包括RT Thread、LiteOS、AliOS Things等。,包括Linux和Android。我觉得在一段时间内,这么多操作系统会并存,很难统一。主要原因是目前原芯片厂商没有统一的动力,选择一个适合自己的就好。无论他们主动切换到哪个操作系统,所能获得的优势都是非常有限的。

有人认为,解决物联网碎片化问题,应该从统一操作系统入手,这样可以解决物联网碎片化问题。我不同意这种观点。物联网是碎片化的,这是挑战,也是它的魅力所在。这里举一个极端的例子来论证作者的观点。如果操作系统能统一物联网碎片化的问题,那么直接在芯片层面统一就好了。但显然,基本不可能。物联网操作系统最大的价值在于软硬件的深度结合,实现极致的性能和成本优势。既然已经有了物联网的各种操作系统,那就让它存在吧。物联网碎片化问题的解决方案不在操作系统。

四。商业模式的转变

传统的嵌入式领域主要靠卖硬件赚钱,很难支撑一个上市公司,更别说一个几百亿甚至上千亿市值的公司了。但是在物联网领域,由于其端云融合的特性,整个商业模式发生了巨大的变化,从嵌入式领域的一次性硬件交易变成了运营盈利模式,比如卖云存储、云服务、内容等。除了本身带来的运营收入,物联网也是手机生态的强大护城河,进一步增加了手机这个超级终端的附加值。我相信物联网会出现更多百亿甚至千亿市值的公司。几百亿甚至上千亿市值的公司,一定是很好的解决了物联网碎片化的问题,形成了强大的生态,完成了爆发式增长。

五个总结

随着嵌入式技术向物联网的演进,技术复杂度越来越高,但对于物联网的开发者来说,门槛必然越来越低。更多的开发者可以基于简单的脚本语言和丰富的生态库和工具开发出更多创新的产品,从而满足每个人对便捷生活和高效生产的需求。同时,物联网的发展不仅仅是技术的进化,更是商业模式的进化。通过技术创新,降低开发者的门槛,让物联网的发展不再像嵌入式开发那样是小众和极客的专利,而是大众可以开发创新的基地。这种变化的结果是,结合云技术的快速发展,物联网的商业模式不再是以卖开发板为嵌入式,而是卖服务、云资源、创新产品。这种海量的、高附加值的业务支撑了物联网(IoT)拥有数百亿甚至数千亿的公司。

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