一天掌握物联网全栈开发之道 | 附 PPT 下载

时间 2021-01-15 标签物联网 JavaScript Python 安全工业

万物互联时代，随着国外的谷歌、微软，国内的阿里、华为、百度等诸多行业巨头纷纷入局，物联网迎来的新的浪潮，将更多的商机及机遇呈现出来，无数创业者及开发者纷至沓来，希望从中可分一杯羹。然而在庞大的物联体系之下，云计算、大数据、人工智能、传感技术、安全问题无一不是亟需克服的难点，且身为一名开发者，我们应该掌握哪些技术栈、怎样选择合适的开发利器、如何将移动、云、终端整合？

7 月 1 日，由 CSDN 出品的「【在线峰会】一天掌握物联网全栈开发之道」在 CSDN 学院隆重召开，本次峰会邀请到 WRTnode 创始人罗未、Ruff CTO 郑晔、ThoughtWorks 软件开发工程师黄峰达、阿里巴巴研发工程师刘彦玮、前飞利浦半导体资深工程师刘凯、叶帆科技创始人兼 CEO 刘洪峰，投资银行网络安全开发工程师李知周这几位一线技术大牛，基于 JavaScript、Python 前沿物联网开发技术，详勘物联网架构、技术栈、应用开发平台、安全等实战经验。

视频直播回顾地址：http://edu.csdn.net/course/detail/5321

现代物联网应用系统构架与技术栈（PPT）

首先是来自 WRTnode 创始人罗未，分享了物联网技术现状、开发者所需关注的技术点，并以 WRTnode 的 node.system 为例，实践代码解析软件定义物联网方法。

罗未表示如今的物联网技术碎片化移动，交付周期长。目前诸如 Android Things、LiteOS、MiCO、TinyOS、Contiki 等物联网操作系统多达 50 种，且一个厂商的一个芯片自带一套开发框架，最终直接导致硬件开发周期慢。因此物联网技术迫切需要在效率、分工、工具、共享等方面做出相应改变，更加快速高质量的进行交付。

而作为开发者所需要做的事是更好的自身提升技能：

大前端：JavaScript；
新后端：MQTT、OTA；
设备端：
- 物联网芯片： MT7697、MT8788、ESP32
- 开发技术：操作系统、开发框架

对于软件如何定义物联网，罗未以 node.system 为例，使用 JavaScript 为所有不同的 SoC 和不同的操作系统提供统一的开发框架。

物联网项目与互联网项目工程技术上最大的不同是供应链，所以开发者要对供应链抱有正确的认知。

IoT 应用开发 —— 选择开发平台的正确姿势（PPT）

物联网开发平台那么多，对于入门级的 IoT 开发者来说该如何抉择？郑晔表示在 IoT 应用开发领域中，熟知的开发平台主要有：

嵌入式操作系统：VxWorks、FreeRTOS、LiteOS、mbed 等；
极客硬件平台：树莓派、Arduino 等；
JavaScript IoT 应用开发平台：Ruff、Tessel、JerryScript、Johnny-Five 等。

对于嵌入式操作系统，它的入门门槛极高，开发者需要学习大量软硬件相关的知识，同时嵌入式领域在开发方法上已经大幅度落后于整个行业的发展，此外它的编程概念通常属于专用领域，因此知识很难在行业中共享，开发者在行业中流动也相对困难。

极客硬件平台虽然简化了入门难度，但开发真正困难的部分在编
程概念。且这些平台只解决了原型开发的问题，开发者即便能够通过它实现了一个产品原型，也很难将它用到真正的产品中。

由此更高级的开发语言应运而生，诸如：

在硬件上运行 JavaScript：JerryScript、Espruino 等；
面向应用的硬件抽象：Tessel、Johnny-Five、Cylon.js 等；
提供生产支持：Ruff。

演讲中郑晔对以上的平台进行了详细的对比，并基于采用 JavaScript 语言、设计硬件抽象、提供生产支持能力三大标准教会开发者衡量了 IoT 开发平台。

基于 JavaScript 语言的快速物联网开发架构（PPT）

随着 JavaScript 语言的流行，及物联网领域的崛起，我们可以二者结合所带来的可能性。黄峰达表示当前的物联网应用，所要做的就是控制和数据处理。对比互联网架构，物联网架构的起点和终点都不一样。

现有的物联网系统主要使用的语言是：

后台服务：Java、Go、Python
硬件端：汇编、C、C++
手机应用：Java、Objective-C/Swift
Web 界面：JavaScript
桌面应用：C#、C++

一个基于 JavaScript 的物联网架构不仅囊括了互联网中的 JavaScript 的 Web 应用，还有应用层、协调层、服务层和硬件层。

JavaScript 开发物联网应用（PPT）

架构已学会了搭建，那么接下来使用 JavaScript 开发物联网应用应该如何入手？在开发之前，刘彦玮分享了 MQTT 的概念， MQTT 是一个长连接的通讯应用层的协议，最大的特点是数据精简、消息可靠、publish-subscribe 模式灵活易用。并使用 JavaScript 和 MQTT 实现的一个简单的物联网应用为例，Github 地址：https://github.com/coolnameismy/javascript-mqtt-demo-wearingTip。

刘彦玮还详细介绍对比了三款常见的 JavaScript 开发版：RaspberryPi、Ruff、nodemcu。最后物联网开发中物联网套件也必不可少，其主要目的是帮助开发者搭建安全性能强大的数据通道，方便终端（如传感器、执行器、嵌入式设备或智能家电等等）和云端的双向通信。

从芯片到云端——Python 物联网全栈开发经验教训共享（PPT）

相对 JavaScript 开发物联网，Python 又有何不同之处？前飞利浦半导体资深工程师刘凯，从 Python 与 IoT 全栈开发、设备端选型、以及设备、网关和服务器端开发五个方面详细展开分享。

IoT 端到端模型如下图所示，其中没有出场的是 Web 前端和移动端。因为物联网项目中的 UI 需求并没有移动互联网那么高，且在应用服务器中，利用响应式框架和 REST API 可以同时支持浏览器和移动端，简化系统设计。从中可以看出，物联网系统最大特点是环节太长，因此团队必须选择一种合适的编程工具。

Python 是物联网系统的胶水语言，在研发过程中可以提供或者用于构建各类工具，降低总体开发与生产难度，提升效率，对于物联网开发价值巨大，但是因为比较分散，所以一直被开发者所忽视。刘凯表示在看法过若干系统之后，定义了一个物联网分布式计算的雏形，所有组件均基于 Python 进行开发。可以用于物联网网关、单机版服务器和分布式服务器集群。取名 EPIC。

从端到云，工业物联网项目全栈快速开发（PPT）

从原型开发到面向工业运用，刘洪峰表示从技术角度来说，民用物联网和工业物联网并没有本质的区别，都是有云，有端，都具备传感器数据采集，设备控制及通信传输等功能。主要的区别在于：

对于工业物联网的全栈开发，意味着开发者要懂硬件开发、各种传感器、云开发、Web 开发技术、手机 App 开发、各种通信技术和数据存取，大数据时代还要求懂数据挖掘和分析。

工控领域大都是集成项目为主，所以二次开发成为主流，技术门槛相对不高，开发平台基本以 Windows 平台为主。本次演讲中刘洪峰基于微软 .NET 技术来详解实现现有的工业物联网产品。

物联网安全：转守为攻使用大数据与机器学习猎杀黑客（PPT）

未来已经来临，只是尚未流行。 ——威廉吉布森

随着物联网设备的日益增多，安全性问题成为业内最棘手的问题之一。李知周表示如今物联网的安全问题主要是有海量的节点与数据、定制嵌入式系统、受限的处理能力及功耗、升级维护困难、缺乏安全标准、大量初创公司等原因引发。

想要进行安全防护，可从物联网攻击表面；减少攻击表面；物联网设备、网络、数据安全等方面入手。

同时遵循建立监控流程、分析监控数据、发现黑客踪迹、推理黑客行为、猎杀黑客分子、修补安全隐患流程，转守为攻猎杀黑客。重要的是要对智能安全网关进行实时监控。大数据时代，还可以利用大数据流量监控的 DDos 检测和算法生成域名（DGA）检测方法加强物联网安全防御。