智汇华云：2019前端战略规划之物联网IOT-智云物联网平台开发

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物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。华云数据“智汇华云”专栏将为您奉上“2019前端战略规划”系列文章，本期将为您讲解2019前端战略规划之物联网IOT。

基础：物联网的三个层级

开始之前，先让我们简单地介绍点物联网的基础知识。如果你有点Web开发经验的话，都知道下图是CS架构：

相比于一个物联网系统，无非就是多了一层硬件层以及可选的协调层。

这个硬件层决定了物联网应用比Web应用更加复杂。对于大部分的Web应用来说，客户端都是手机、电脑、平板这些设备，都有着强大的处理能力，不需要考虑一些额外的因素。

对于物联网应用来说，我们需要考虑设备上的MCU的处理能力，根据其处理能力和使用环境使用不同的通信协议，如我们在一些设备上需要使用CoAP协议。在一些设备上不具备网络功能，需要考虑借助于可以联网的协助层，并且还需要使用一些短距离的无线传输协议，如低功耗蓝牙、红外、Zigbee等等。

JavaScript在物联网领域的发展

两年前，NodeJS已经有了实现物联网应用的可能性。当时，已经有了物联网协议MQTT和CoAP协议的库，由于当时缺乏一些大型应用的开发经典，所以做得并不是很好，但是已经可以看到JavaScript在这方面的远景。

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一年多以前，Ionic还没推出正式版的时候，但是这个框架真的很棒——它自带了一系列的UI，还用NgCordova集成了Cordova的一系列插件。使用这个框架进行物联网应用开发，还需要一些原生的插件，如BLE、MQTT。

后来我们不再需要编译Node.js，就可以在ARM处理器上运行Node.js。并且我们已经有Tessel、Espruino、Kinoma Create、Ruff这些可以直接运行JavaScript的开发板。三星还推出iot.js，可以让更多的嵌入式设备可以使用JavaScript语言作为开发语言。

人们开始在硬件上使用JavaScript的原因有很多，如Web的开发人员是最多的、JavaScript很容易上手。

现在，这次我们在这三个层级上都可以使用JavaScript，只需要一种语言。

使用一种语言开发物联网应用：JavaScript

使用Node.js + Node-CoAP + MQTT.js + MongoDB + Express搭建了一个支持多协议的物联网：

不过，上图是完善版的物联网，代码自然是在GitHub上啦：Lan。作为服务端来说，Node.js的能力已经是经过验证的。而在混合应用上，仍然也可以经受住考验，混合应用在手机上做个图表是轻轻松松的事(只需要获取数据，然后显示)。

Demo

树莓派上是通过串口接收pm2.5传感器数据，通过IO来控制蜂鸣器和电机，通过MQTT与云服务器交互依赖。依赖wiring-pi、serialpor和MQTT这几个库。

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

这个代码非常简单，只要把串口的库拿进来和串口绑定，波特率两边匹配一致就行。然后port会有一个事件，有数据进来的时候进行数据处理。并且要考虑数据丢失的问题，现实中这个问题时有发生，可能做硬件的人深有体会。

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);

上面的代码通常是硬件开发者写代码的方式。先设置工作模式，然后进行数字的写入和读取。用js来写设备端的代码还是需要懂一些硬件，否则效率不会高。

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的部分只要把包引进来，把MQTT的代理地址和ip port之后，要知道小车的控制指令，只需注册一下所有和小车相关的事件，如果有人发了指令给代理，代理就会自动转发给你。

云服务器用的是ECS，多了一个公网IP更加方便。数据传输有MQTT。数据存储可以根据数据的类型选择不同的数据库，比如mysql、mongoDB和redis。前端展现是express。主要依赖mosca、mysql、mongo、redis和express，根据不同类型选择不同的数据库进行存储。

Tip

要做一个硬件产品，如果这是一个合格的产品，需要的周期很长。首先要去市场上选型，之后的采购周期要根据订货量大小决定。传感器的供应商并不多，要做比较的话需要采购过来并花费很多时间进行验证测试，这个过程会很长。产品完成后还要评测认证检测，反反复复又需要很久。整个过程就导致硬件的开发周期很长。

MagicLight是一个在亚马逊上销量很好的，用wifi控制的灯。但是我觉得这个灯有一个缺点，就是只能通过手机控制，无法使用墙面开关控制，这是用户体验的一个很大问题。如果要做到开关和手机都能控制，就要做一个联动。

于是有人做了一个开关，可以用手机控制同时也能保持物理结构。但还要保持wifi部分工作的话，就需要有电流通过，要有一个回路。就是在灯即使关闭的时候仍然有电流可通过，wifi的控制电路才能通过，这就是单火线开关的问题，目前还无法解决。

做物联网应用还有很重要的一点就是要满足用户的需求，无论是解决体验问题还是带来一些收益，解决行业内的痛点才是有意义的。