物联网工程区别于传统IT工程的另一个重要特点是拥有更加多元的技术栈。这是因为物联网工程的设备层、网关层、平台层涉及更多不同的技术和设备。因此,用一种开发语言和一个技术框架很难实现物联网工程开发。选择适当的语言和技术栈成为物联网工程的前置条件。下面列举了一些常用的物联网工程开发语言和技术。
■ C/C++:适用于嵌入式系统和底层硬件控制,具有高效的性能,能进行内存管理。
■ Python:用于快速原型设计、数据分析、设备管理和连接,具有丰富的库。
■ Java:适用于跨平台开发,具有强大的生态系统,可用于后端服务和应用开发。
■ JavaScript(Node.js):适用于服务器端、Web应用、前端和后端一体化开发。
■ Go:适用于性能、并发要求较高的应用,如服务器端开发。
■ Rust:适用于系统级编程,提供内存安全和高效并发支持。
■ HTML、CSS、JavaScript:构建Web应用的基本技术。
■ React、Angular、Vue.js:前端框架,用于构建响应式和交互式用户界面。
■ WebSocket:实现实时数据传输,用于与物联网设备进行双向通信。
■ Node.js:可用于搭建高性能的服务器端应用,与物联网设备进行通信。
■ Django、Flask(Python):可用于构建后端服务和API,处理请求、数据存储等。
■ Spring Boot(Java):可用于快速构建基于Java的Web应用,提供RESTful API等。
■ 单片机、微控制器:如Arduino、Raspberry Pi、ESP32、ESP8266等,可用于控制和连接物理设备。
■ 传感器和执行器:如温度传感器、湿度传感器、运动传感器、执行器(电机、继电器等)。
■ 嵌入式操作系统:如OpenWRT、FreeRTOS、Zephyr、Linux嵌入式等。
■ Arduino、Raspberry Pi:可用于原型设计和物联网设备开发。
■ PlatformIO:跨平台物联网开发工具,支持多种硬件平台。
■ Eclipse IoT、ThingWorx:物联网开发框架和平台。
■ SQL数据库:如MySQL、PostgreSQL,可用于结构化数据存储。
■ NoSQL数据库:如MongoDB、Cassandra,可用于大规模非结构化或半结构化数据存储。
■ 时序数据库:如InfluxDB、Apache IoTDB,可用于高效存储和查询时间序列数据。
■ MQTT:轻量级通信协议,可用于设备间的通信。
■ CoAP:适用于受限环境如传感器网络的通信。
■ HTTP、HTTPS:可用于Web应用的通信和API调用。
■ 串口RS485、RS232:可用于通过有线的方式连接设备。
■ 无线通信:Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa、NB-IoT等。
■ AWS IoT、Azure IoT、Google Cloud IoT:提供物联网服务和设备管理平台。
■ IBM Watson IoT:提供物联网解决方案,包括数据分析、设备管理等。
■ Alibaba Cloud IoT、Tencent IoT:提供物联网云服务及其解决方案。
■ SSL/TLS:可用于数据传输加密和安全认证。
■ OAuth、JWT:可用于身份验证和授权。
■ 设备认证和令牌管理:可用于设备安全认证。
■ 数据分析工具:如Tableau、Power BI、基于Python的数据分析库(Pandas、NumPy、Matplotlib)等,用于分析采集到的数据。
■ 可视化工具:如D3.js、Plotly、Highcharts等,用于创建数据可视化图表。
■ 数字孪生:如51world、光辉城市。
上面罗列的是常用的物联网工程的技术栈,每个分类还有很多其他的选择,在这里不再一一罗列。同时,物联网工程处于创新的前沿,技术迭代和变化非常快,因此技术栈需要根据项目的复杂程度、并发性要求和当前技术变化进行灵活选择。而其中大部分技术都可以通过Node-RED进行集成和协作。无论技术栈怎么选择,Node-RED都大大降低了技术迁移的难度。传统IT项目团队可以通过引入Node-RED来重塑团队技术栈,快速、低成本地将技术迁移到物联网工程开发中。