在萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代的今天，可穿戴設(shè)備作為構(gòu)成物聯(lián)網(wǎng)眾多設(shè)備中的一種，已經(jīng)可以通過(guò)部分便攜的設(shè)備實(shí)現(xiàn)讀取和記錄人體參數(shù)，并將數(shù)據(jù)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)卡傳輸?shù)狡脚_(tái)層進(jìn)行處理，與此同時(shí)，也可以采集人體外部的環(huán)境溫度和空氣質(zhì)量等等。不過(guò)，從技術(shù)角度上來(lái)講，如何才能更進(jìn)一步地將未來(lái)拉近？作為物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)者，如何能實(shí)現(xiàn)更好的解決方案？其在上手的路途中，是否又有更快的捷道可走？
提及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，在過(guò)去幾年間，我們見(jiàn)證了諸多物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的誕生、終端設(shè)備和產(chǎn)品的普及、以及資本和媒體的熱烈追捧，不過(guò)，在繁華的表面背后，國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)的真實(shí)現(xiàn)狀究竟什么樣？
專(zhuān)家表示當(dāng)前國(guó)內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)還在發(fā)展的初級(jí)階段。
然而技術(shù)發(fā)展從初步往成熟過(guò)渡的期間，必然需要面臨無(wú)數(shù)的問(wèn)題和挑戰(zhàn)，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域也不例外。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)在發(fā)展初期，有很多因素制約了其快速發(fā)展，譬如行業(yè)間的分割情況明顯、資源共享不足、缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃、缺乏核心技術(shù)、信息安全方面沒(méi)有保障、產(chǎn)業(yè)鏈不夠完善等等。
不過(guò)幸運(yùn)的是，目前，隨著各部門(mén)的不懈努力，國(guó)內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)已初步形成了完整的產(chǎn)業(yè)體系，具備了一定的技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用基礎(chǔ)，市場(chǎng)環(huán)境與場(chǎng)景化日趨成熟。
新技術(shù)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)的影響
在此趨勢(shì)之下，隨著云計(jì)算、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的崛起與發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)也開(kāi)始進(jìn)入加速演變階段。其中，以云計(jì)算為例，從最早的 IaaS 架構(gòu)演變到 PaaS、SaaS 和當(dāng)下非?；鸨?Serverless、Devops，云計(jì)算的統(tǒng)一管理、虛擬化技術(shù)使得整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和開(kāi)發(fā)效率得到了極大提升。且從組網(wǎng)、云資源和云安全到管控、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)展示等方面，云計(jì)算也做到相當(dāng)完美的統(tǒng)一。
整體來(lái)講，云計(jì)算加速了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，提供物聯(lián)網(wǎng)更為便捷和高效的管理、部署和運(yùn)維模式，并充分發(fā)揮數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)融合的特點(diǎn)，提供更為詳盡的物聯(lián)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析和決策實(shí)施手段。同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)自身的發(fā)展也能帶動(dòng)云計(jì)算二次革命，使得多云融合、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)共享等成為可能。下一代云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)必定是融合為一個(gè)整體，融合設(shè)備接入、Web 服務(wù)、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)治理等維度。通過(guò)云平臺(tái)粘合人與設(shè)備，設(shè)備與設(shè)備的互聯(lián)。
4G 無(wú)法滿(mǎn)足物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)需求，5G 是否可以？
除此之外，今年與往年相比，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域或?qū)⒂瓉?lái)新的變革，即 5G 的建設(shè)與部署正在進(jìn)行中。
至于為何這么講？
從技術(shù)角度剖析4G 在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代存在的諸多缺陷：
容量：4G 網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)小區(qū) FDD 最多只支持 1200 個(gè)用戶(hù)，TDD 約 400，同時(shí)接入業(yè)務(wù)只有二三百個(gè)。時(shí)延：4G 的時(shí)延約 30-50 毫秒，很多情景下太高了。速率：最高 300M 的傳輸速率，面對(duì)未來(lái)的音視頻還是不夠的。功耗：5G （4G 的 100 倍或更高）具有低時(shí)延（1ms）大連接（支持每平方公里百萬(wàn)連接）的特性。因此，4G 雖幾乎滿(mǎn)足了我們對(duì)于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的所有需求，但是在萬(wàn)物互聯(lián)的場(chǎng)景下，機(jī)器類(lèi)通信、大規(guī)模通信、關(guān)鍵性任務(wù)的通信對(duì)網(wǎng)絡(luò)的速率、穩(wěn)定性、時(shí)延等提出更高的要求，包括自動(dòng)駕駛、AR、VR、觸覺(jué)互聯(lián)網(wǎng)等新應(yīng)用對(duì) 5G 的需求十分迫切。對(duì)此，陳麗娜表示，面向未來(lái)，人們對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)大流量應(yīng)用的需求及萬(wàn)物互聯(lián)的需求十分巨大，現(xiàn)有 4G 網(wǎng)絡(luò)性能根本無(wú)法滿(mǎn)足這些需求。那么為什么 5G 就可以滿(mǎn)足？
首先 5G 新技術(shù)的提出就包含了對(duì)下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)和改造，在接入設(shè)備數(shù)量、接入和傳輸速率、接入安全性等技術(shù)指標(biāo)大大領(lǐng)先于目前的 3G/4G 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，電波頻率不斷升高、波長(zhǎng)不斷縮短，因此在頻率資源有限、不同的無(wú)線(xiàn)通信都需要使用頻率的窘境之下，5G 帶著更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)誕生了：
毫米波：波長(zhǎng)短，傳輸距離大幅縮短，覆蓋能力大幅減弱。因此同一范圍內(nèi)，5G 需要的基站數(shù)量更多。微基站：基站數(shù)量變多，原有的大型基站成本巨大。因此，微基站誕生，優(yōu)勢(shì)明顯，低功耗微基站使得未來(lái)城市中的電線(xiàn)桿、廣告牌、路燈等接入設(shè)施，都將成為微基站掛靠的地方。大規(guī)模 MIMO 天線(xiàn)技術(shù)：意味著一個(gè)基站能夠同時(shí)向更多用戶(hù)發(fā)送和接收信號(hào)，從而增加移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的容量 22 倍或更多。波束成型：將信號(hào)傳送給特定的用戶(hù)，減少附近其他用戶(hù)的干擾。在大規(guī)模 MIMO 基站上信號(hào)處理算法規(guī)劃出最佳的路徑到達(dá)用戶(hù)，通過(guò)規(guī)劃信號(hào)傳播和抵達(dá)時(shí)間，波束成型允許多用戶(hù)和天線(xiàn)在天線(xiàn)陣列上同時(shí)交換更多的信息。D2D 設(shè)備到設(shè)備：同一基站下的用戶(hù)，如果互相通信，他們的數(shù)據(jù)將不會(huì)基站轉(zhuǎn)發(fā)，而是設(shè)備和設(shè)備直接互聯(lián)，既節(jié)約了大量的空中資源，又減輕了基站的壓力。相比于上一代 4G 網(wǎng)絡(luò)，5G 組網(wǎng)便捷，可在工業(yè)、生活等領(lǐng)域降低建網(wǎng)成本。同時(shí) 5G 速度快、延時(shí)低，可為經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)巨大改變。根據(jù) Ericsson 主導(dǎo)的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)速每增加一倍，就能帶來(lái) 0.3% 的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。
由此，單從物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域看，以下的這些 5G 特性可以為更多的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用賦能：
數(shù)據(jù)速率高達(dá) 10Gbps，比 4G 和 4.5G 網(wǎng)絡(luò)提高 10 至 100 倍；延遲低至 1 毫秒；每單位面積 1000x 帶寬；與 4G LTE 相比，5G 每單位面積的聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量高達(dá) 100x；可用性達(dá) 99.999％；覆蓋率達(dá) 100％；網(wǎng)絡(luò)能源消耗減少 90％；低功耗 IoT 設(shè)備電池壽命長(zhǎng)達(dá) 10 年。基于此，5G 的優(yōu)點(diǎn)就是高速、低延時(shí)、廣連接。而物聯(lián)網(wǎng)和上述的云計(jì)算一樣，都是速率和容量的大戶(hù)，5G 擁有更高的容量和更快的數(shù)據(jù)處理速度，那么 5G 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)就提供了更充分的支持，必然會(huì)催進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程。有利于產(chǎn)業(yè)互聯(lián)全面推進(jìn)，進(jìn)一步促進(jìn)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的整合，這樣大量的可穿戴設(shè)備可以走進(jìn)人們的日常生活，同時(shí)會(huì)促進(jìn)智能家居、車(chē)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展。
物聯(lián)網(wǎng)的入門(mén)，嵌入式才是關(guān)鍵！事實(shí)上，安全僅是物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)前面臨的諸多挑戰(zhàn)之一，此外，人才缺失的問(wèn)題也亟待解決。在本月初，我國(guó)人力資源社會(huì)保障部、市場(chǎng)監(jiān)管總局、統(tǒng)計(jì)局正式向社會(huì)發(fā)布了 13 個(gè)新職業(yè)，其中就包括了物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)人員、人工智能工程技術(shù)人員、大數(shù)據(jù)工程技術(shù)人員等等。
入門(mén)物聯(lián)網(wǎng)，嵌入式是關(guān)鍵但不是唯一。
那么對(duì)于想要成為物聯(lián)網(wǎng)工程師，面對(duì)碎片化極為嚴(yán)重的物聯(lián)網(wǎng)，我們首先要掌握哪些方面？且想要從事物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)，是否要必須嵌入式知識(shí)基礎(chǔ)？
物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，傳統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展衍生出了物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)是典型的嵌入式開(kāi)發(fā)，因此嵌入式是物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)。
不過(guò)，對(duì)于初級(jí)入門(mén)者，或許會(huì)存在一定的誤解，其可能認(rèn)為掌握了嵌入式開(kāi)發(fā)的技術(shù)就等于已經(jīng)懂了物聯(lián)網(wǎng)，但事實(shí)并未如此。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不是單獨(dú)的一個(gè)技術(shù)，它是多種技術(shù)的融合。物聯(lián)網(wǎng)涉及感知、控制、網(wǎng)絡(luò)通信、微電子、軟件、嵌入式系統(tǒng)、微機(jī)電等技術(shù)領(lǐng)域，因此物聯(lián)網(wǎng)涵蓋的關(guān)鍵技術(shù)也非常多，大致劃分為感知關(guān)鍵技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)、共性技術(shù)和支撐技術(shù)。所以，對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言，首先要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)有整體的認(rèn)識(shí)，圍繞著未來(lái)的發(fā)展方向來(lái)找準(zhǔn)自己的方向，學(xué)習(xí)精通其中的一個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，理論和實(shí)踐項(xiàng)目配合，才能在未來(lái)的工作中有好的發(fā)展。
物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)戰(zhàn)技能當(dāng)然以上僅是進(jìn)入物聯(lián)的第一步，至于如何進(jìn)階?
首先要跟上時(shí)代的趨勢(shì)，不能坐以待斃，要主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)機(jī)會(huì)并不斷地嘗試。同時(shí)，對(duì)最新的商業(yè)模式和新技術(shù)保持開(kāi)放的心態(tài)，要學(xué)會(huì)接納并分析其是否能成長(zhǎng)為新的趨勢(shì)；從 Linux 底層驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)到上層云計(jì)算，Java 應(yīng)用開(kāi)發(fā)的轉(zhuǎn)換是需要時(shí)間和技術(shù)積累；技術(shù)棧需要重新建立。思考問(wèn)題的方式也要隨之轉(zhuǎn)變，從面對(duì)硬件和機(jī)器語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為面向客戶(hù)需求、面向用戶(hù)體驗(yàn)。這種轉(zhuǎn)變過(guò)程從心理上要做準(zhǔn)備；多參加技術(shù)交流，保持學(xué)習(xí)的態(tài)度，通過(guò)獨(dú)立實(shí)現(xiàn)一個(gè)規(guī)模比較小的網(wǎng)站系統(tǒng)、小程序等項(xiàng)目開(kāi)始，發(fā)展成為全棧，繼而提升為軟件架構(gòu)師。此外，由于物聯(lián)網(wǎng)范疇之廣，決定了其上手的路途充滿(mǎn)荊棘。從物聯(lián)網(wǎng) BU 的軟件架構(gòu)師角度出發(fā)，表示需要具備以下實(shí)戰(zhàn)技能：
深入掌握 2-3 門(mén)編程語(yǔ)言，如 Java、C 或 Python；
對(duì)操作系統(tǒng)要有深入的了解，包括進(jìn)程、線(xiàn)程、存儲(chǔ)、內(nèi)存管理、鎖機(jī)制等知識(shí)點(diǎn)；對(duì) Linux 操作系統(tǒng)需要有深入了解，譬如從 shell 到內(nèi)核的運(yùn)行機(jī)制等；有終端設(shè)備驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)和匯編經(jīng)驗(yàn)；對(duì)軟件算法的理解越深越好。在網(wǎng)絡(luò)層面，要對(duì) TCP/IP、HTTP 和組網(wǎng)等技術(shù)有一定的了解；
數(shù)據(jù)庫(kù) MySQL、NoSQL 等持久化技術(shù)；云計(jì)算 IaaS、PAAS、SaaS 和 Devops 技術(shù)；持久熱愛(ài)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并堅(jiān)信技術(shù)的力量；高效的工具助力進(jìn)階。其實(shí)結(jié)合高效的開(kāi)發(fā)工具，開(kāi)發(fā)者在學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中也可以事半功倍?？赏ㄟ^(guò)使用 各類(lèi)型IoT 工具、編譯器、調(diào)試工具、性能測(cè)試工具等，方便了開(kāi)發(fā)者對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行能夠有更深入的了解，并且在以后的設(shè)計(jì)和編碼中能夠快速規(guī)避問(wèn)題，解決問(wèn)題等起到了很大的幫助。
