《IoT物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)全棧成長(zhǎng)計(jì)劃》第一部分學(xué)習(xí)筆記（上）

本文摘自?論壇?https://bbs.huaweicloud.com/forum/thread-73238-1-1.html?本人親自筆錄的內(nèi)容。文字和圖片版權(quán)歸官方所有，記錄下來僅僅是因?yàn)閷W(xué)習(xí)的目的，特此說明。

一、物聯(lián)網(wǎng)全棧成長(zhǎng)之初始：

第一章 初識(shí)物聯(lián)網(wǎng)：

1.1初探

特洛伊咖啡壺

歷史

1999.提出IoT，概念為依托RFID技術(shù)和設(shè)備，按約定的通信協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，使得物品信息實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別和管理，實(shí)現(xiàn)物體信息互聯(lián)、可交換和共享而形成的網(wǎng)絡(luò)。

2005?IUT引用了物聯(lián)網(wǎng)的概念

2008?IBM智慧地球

2009感知中國(guó)

2013?德國(guó)工業(yè)4.0

2015?中國(guó)制造2025

物聯(lián)網(wǎng)劃分階段：

1999-2013?概念階段?RFID?物

2014-2016?智能穿戴?智能家居

2016（物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)元年）-今?上述已落地

NB-IoT標(biāo)志著物聯(lián)網(wǎng)在廣域網(wǎng)領(lǐng)域形突破

云，管，端已完成閉環(huán)

物聯(lián)網(wǎng)的層次：

感知層：信息收集和信號(hào)處理

網(wǎng)絡(luò)層：終端接入和數(shù)據(jù)傳輸

平臺(tái)層：設(shè)備通信管理，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)規(guī)劃

應(yīng)用層：數(shù)據(jù)呈現(xiàn)和客戶交互

垂直領(lǐng)域：

公共事業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

車聯(lián)網(wǎng)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

智慧家庭物聯(lián)網(wǎng)

不同的行業(yè)采用不同的技術(shù)：

1.2有線技術(shù)

以太網(wǎng)，RS232，RS485，PLC，M-Bus

特點(diǎn)：穩(wěn)定性強(qiáng)，可靠性高

缺點(diǎn)：受限于傳輸媒介

1.2.1以太網(wǎng)

標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，快速以太網(wǎng)，10G以太網(wǎng)——路由器，寬帶等

1.2.2?RS232/RS485

RS232：異步接口，DB9，DB25（監(jiān)視和控制）

RS485：是RS232的擴(kuò)展

1.2.3 Meter-Bus?用于非電力戶用儀表傳輸?shù)臍W洲總線標(biāo)準(zhǔn)，總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以低成本可靠組網(wǎng)

M-BUS僅對(duì)OSI的?物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層做了定義，并增加了管理層

滿足了公用事業(yè)儀表組網(wǎng)和遠(yuǎn)程抄表，遠(yuǎn)程供電和電池供電系統(tǒng)的需要

傳輸距離1000米。

1.2.4?PLC?電力線通信

場(chǎng)景：電表數(shù)據(jù)傳輸，設(shè)備交換數(shù)據(jù)，與信息家電對(duì)話，傳輸安全監(jiān)控信息

1.3?無線通信

1.3.1?蜂窩移動(dòng) 2G/3G/4G

2G：GPRS

場(chǎng)景：共享單車。POS機(jī)

1.3.2?短距離無線通信技術(shù)

1.3.2.1藍(lán)牙：

2.4-2.485GHz的ISM波段的無線電波，最高速度1Mbps，距離：10cm-10m（放大后可達(dá)100米）

場(chǎng)景：手機(jī)、耳機(jī)、音箱、家電、智能穿戴

特點(diǎn)：速率快，低功耗，安全性高

缺點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)少

1.3.2.2?WiFi

2.4GUHF或5G?SHF?ISM射頻頻段

特點(diǎn)：覆蓋廣，數(shù)據(jù)傳輸塊

缺點(diǎn)：安全性不好，穩(wěn)定性差，功耗略高

1.3.2.3?ZigBee

基于?IEEE802.15.4

場(chǎng)景：工業(yè)，智慧家庭

特點(diǎn)：近距離，低復(fù)雜度（簡(jiǎn)單），低功耗，低速率，自組織，使用方便，工作可靠，價(jià)格低，每個(gè)基站成本不到1000RMB

缺點(diǎn)：信號(hào)衰減厲害，不同芯片兼容性差，網(wǎng)絡(luò)不宜維護(hù)

1.3.2.4?ZWave

基于射頻，，丹麥推出，ZWave聯(lián)盟覆蓋廣。

特點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，低成本，低功耗，高可靠室內(nèi)30米，室外100米

缺點(diǎn)：速度低，標(biāo)準(zhǔn)不開放，芯片唯一來源sigma designs

場(chǎng)景：住宅，照明商用控制，狀態(tài)讀取應(yīng)用——抄表，照明和家電控制，接入控制，防盜，火災(zāi)監(jiān)測(cè)

總結(jié)比較：

1.4?LPWA?低功耗廣域網(wǎng)

技術(shù)：

sigfox

LoRa

NB-IoT

1.4.1?sigfox

法國(guó)sigfox公司

低功耗，低成本的物聯(lián)網(wǎng)

技術(shù)：

UNB超窄帶技術(shù)

功耗低，穩(wěn)定數(shù)據(jù)連接

速率：100bps

可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

使用免授權(quán)Sub-G ISM射頻頻段(歐洲 868MHz，美國(guó)915MHz）

1.4.2?LoRa

美國(guó)Semtech公司

基于Mac層協(xié)議的LPWA，同時(shí)基于Sub-GHz頻段，基于擴(kuò)頻基礎(chǔ)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案

特點(diǎn)：遠(yuǎn)距離，長(zhǎng)電池壽命，大容量，擴(kuò)展傳感網(wǎng)絡(luò)

1.4.3?NB-IoT

構(gòu)建與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的窄帶物聯(lián)網(wǎng)，180KHz

可部署在GSM,UMTS和LTE網(wǎng)絡(luò)

使用需要授權(quán)的Sub-GHz

特點(diǎn)：覆蓋廣、連接多、速率低，成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)

場(chǎng)景：遠(yuǎn)程抄表、資產(chǎn)跟蹤、智能停車，智慧農(nóng)業(yè)

總結(jié)比較：

第二章 窄帶無線，海量物聯(lián)：

2.1?NB-IoT的技術(shù)

物理層：帶寬180KHz

上行技術(shù)：SC-FDMA(單載波頻分多址）

子載波連續(xù)的調(diào)制解調(diào)技術(shù)，LTE上行鏈路的主流技術(shù)

NB-IoT支持單載波（上行數(shù)據(jù)僅占用一個(gè)子載波，跟高的功率譜密度增益，必備功能）和多載波（占用多個(gè)子載波進(jìn)行上行數(shù)據(jù)傳輸，可選功能）。

2種物理信道+2種參考信號(hào)

下行技術(shù)：OFDMA=OFDM+FDMA?正交頻分多址

將180KHz分成12個(gè)子載波，每個(gè)15KHz

3種物理信道+2種參考信號(hào)

物理信道

措施：降低目標(biāo)速率，多次傳輸，低階調(diào)制方式

目的：增加覆蓋，降低成本，降低功耗。

NB-IoT部署方式：

獨(dú)立部署：?jiǎn)为?dú)頻段，適合于GSM

保護(hù)帶部署：適用于LTE

帶內(nèi)部署：適用于LTE任何資源快

關(guān)鍵特性：

（一）低成本：華為SingleRAN方案，在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上改造，降低成本；芯片專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)；單天線，半雙工方式，簡(jiǎn)化信令處理

（二）低功耗：一般僅僅上行，不需要standby.?省電模式：PSM（最省電） ，eDRX（可以根據(jù)場(chǎng)景選擇）——降低了設(shè)備對(duì)基站資源的使用

PSM：激活態(tài)--》空閑態(tài)==》尋呼監(jiān)控態(tài)---》休眠態(tài)（此時(shí)下發(fā)的指令緩存在IoT中，設(shè)備并不能收到指令）

99%時(shí)間在休眠態(tài)。因此功耗很低。

場(chǎng)景：水表

DRX非連續(xù)接收（休眠周期1.28s）--》eDRX：擴(kuò)展非連續(xù)接收(休眠周期2.92h）

場(chǎng)景：共享單車，物流跟蹤

并可以同時(shí)使用兩種方式：當(dāng)PSM激活期>eDRX周期時(shí)，進(jìn)入eDRX周期

（三）強(qiáng)覆蓋：時(shí)域重傳技術(shù)提高功率譜密度，比GSM有20db的MCL提升。可覆蓋到地下室

MCL：最大耦合損耗。數(shù)值越大，覆蓋范圍越大

LTE ：142.7?GSM：144?NB-IoT：164。后者比GSM多穿透兩堵墻。（通過功率譜密度提升和重復(fù)發(fā)送來實(shí)現(xiàn)增益）

功率譜密度提升：使用子載波比直接使用 180KHz多11dB增益

重復(fù)發(fā)送：提高9db下行，12db上行增益

（四）大連接：終端多，發(fā)送包小，可以使得100K左右的終端同時(shí)在一個(gè)小區(qū)，調(diào)度單元小（15KHz）。相同資源下資源利用率更高

減小了空口信令開銷。基站和核心網(wǎng)優(yōu)化后可以緩存上下文信息。終端一旦有數(shù)據(jù)發(fā)送，立刻進(jìn)入激活態(tài)。

2.2 NB-IoT技術(shù)牛筆嗎？

NB?窄帶?由3GPP組織進(jìn)行研究和標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展：

華為+沃達(dá)豐----高通----愛立信---->3GPP

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：

（1）感知層——NB-IoT終端：數(shù)據(jù)采集；無線連接，發(fā)送數(shù)據(jù)

（2）網(wǎng)絡(luò)層——eNodeB基站，EPC核心網(wǎng)：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接入，傳輸，轉(zhuǎn)發(fā)，基站可以在2G、4G上升級(jí)

核心網(wǎng)支持4個(gè)網(wǎng)元：

MME：接入的關(guān)鍵網(wǎng)元，負(fù)責(zé)信令處理

HSS：用戶歸屬服務(wù)器。存儲(chǔ)用戶簽約信息的核心數(shù)據(jù)庫

S-GW：負(fù)責(zé)跟核心建立連接

P-GW：PDN網(wǎng)關(guān)；管理3gpp和非3gpp間的數(shù)據(jù)路由，策略執(zhí)行，計(jì)費(fèi)

核心網(wǎng)：負(fù)責(zé)安全接入，連接管理，網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)，流量計(jì)費(fèi)，流量調(diào)度等功能

（3）平臺(tái)層——物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)：

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)管理

應(yīng)用層協(xié)議棧適配，終端設(shè)備管理

API能力開發(fā)，大數(shù)據(jù)分析

（4）應(yīng)用層——第三方應(yīng)用：數(shù)據(jù)呈現(xiàn)和用戶界面的交互

2.3?eLTE-IoT的技術(shù)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)專網(wǎng)采用什么技術(shù)？

eLTE-IoT解決方案：基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)，窄帶無線物聯(lián)網(wǎng)解決方案

eLTE-IoT：

1GHz一下的非授權(quán)ISM頻譜

靈活易部署的輕量化設(shè)備

支持標(biāo)準(zhǔn)物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議與企業(yè)現(xiàn)有應(yīng)用平臺(tái)對(duì)接

目標(biāo)市場(chǎng)：

企業(yè)自建窄帶無線物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，如制造，電力，水務(wù)，智慧城市。

制造業(yè)案例：

提供海量的低功耗方案，對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)狀態(tài)的監(jiān)控和對(duì)能效的管理。

電力案例：

遠(yuǎn)程抄表：覆蓋廣，海量連接，易于部署。單小區(qū)3-5km覆蓋半徑。最大支持1000電表接入。小型化設(shè)備易部署，星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

特性：

可靠連接：基于ISM頻譜

可靠物聯(lián)：最大容量

更低功耗：最長(zhǎng)10年

更廣覆蓋：10Km

支持頻段：

中國(guó)：470-510MHz

美洲：902-928MHz

歐洲：863-870MHz

可靠連接：

跳頻技術(shù)避免干擾提高可靠性：選取信道發(fā)送

強(qiáng)大的收發(fā)機(jī)制：小包快傳技術(shù)（幾十字節(jié)）控制發(fā)包長(zhǎng)度，減少**擾的概率，快速反饋接收結(jié)果，提升了上行傳輸效率，縮短了終端發(fā)送時(shí)間，降低了終端功耗

也引入了PSM和eDRX技術(shù)。

通過小帶寬大功率譜密度發(fā)射，提高覆蓋穿透能力，最大半徑10km。也用了上節(jié)提到的時(shí)域重傳技術(shù)。

NB-IoT構(gòu)建于蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，而eLTE-IoT構(gòu)建于免授權(quán)的ISM頻譜。

網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)：

eLTE-IoT向上可以跟第三方應(yīng)用和平臺(tái)集成，向下可以通過串口設(shè)備實(shí)現(xiàn)與第三方設(shè)備集成

eLTE-IoT的網(wǎng)元：

業(yè)務(wù)引擎：終端設(shè)備管理，終端與AIrNode接入認(rèn)證鑒權(quán)，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議處理，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，與第三方應(yīng)用和平臺(tái)對(duì)接

IoT一體化基站AirNode：輕量化基站，支持掛墻和抱桿安裝。支持有線與業(yè)務(wù)引擎直連，以及3G、4G無線回傳模塊實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)回傳

用戶接入終端CPE：

eLTE-IoT模組與網(wǎng)管設(shè)備

使用eSight管理業(yè)務(wù)引擎、基站、用戶接入終端，實(shí)現(xiàn)設(shè)備管理和容災(zāi)備份。

第三章 窄帶無線，海量物聯(lián)：

3.1工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：應(yīng)對(duì)小范圍，大量接入，負(fù)責(zé)上行匯聚，下行回傳

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：

1.工業(yè)級(jí)嚴(yán)格要求（溫度 -40~70 vs 0~40，濕度 5%-95% 防塵，防水，無風(fēng)扇冷卻，防電磁干擾）

2.工業(yè)協(xié)議眾多 RS485，Modbus，Zigbee，RF

3.工業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)和辦公網(wǎng)的交叉融合，網(wǎng)絡(luò)安全（木馬，黑客）

4。運(yùn)維復(fù)雜度高（站點(diǎn)分散，部署工作量大，管理困難）

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)：

為工業(yè)領(lǐng)域涉及，集路由、無線、交換、安全為一體的融合網(wǎng)關(guān)

支持GPRS，3G，LTE

工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：

1.強(qiáng)電磁標(biāo)準(zhǔn)

2.振動(dòng)沖擊標(biāo)準(zhǔn)

安全：1.安全加密，2.集中管理。3。提供設(shè)備防攻擊機(jī)制

升級(jí)：熱補(bǔ)丁技術(shù)。在線平滑升級(jí)

便利：免現(xiàn)場(chǎng)調(diào)測(cè)，即插即用；用戶側(cè)設(shè)備遠(yuǎn)程集中管理

降低了運(yùn)維成本，提高了運(yùn)維效率

支持——邊緣計(jì)算：在靠近終端或數(shù)據(jù)源的邊緣節(jié)點(diǎn)，融合 聯(lián)接，計(jì)算，存儲(chǔ)，控制和應(yīng)用等核心能力的額開放平臺(tái)，滿足實(shí)時(shí)，智能，安全的需求。

類比：邊緣計(jì)算：脊髓中樞神經(jīng)；云中心：大腦

可以降低時(shí)延，提高可靠性

下行通訊技術(shù)：

1.PLC

供電和通信二合一；支持自組網(wǎng)，設(shè)備上電即可使用

傳統(tǒng)PLC——噪聲 2MHz以下，也是窄帶通訊區(qū)間；華為PLC技術(shù)主動(dòng)避開這些區(qū)間，技術(shù)：通訊頻段選擇自適應(yīng)技術(shù)（寬帶電力線載波技術(shù)）

通過抗噪聲技術(shù)，解決噪聲，脈沖，

2.RF Mesh

Mesh技術(shù)：可以中繼信號(hào)，擴(kuò)展無線覆蓋范圍，網(wǎng)絡(luò)自組織，自修復(fù)、流量自平衡；提升帶寬，降低發(fā)射功率。

3.2 華為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案

3.2.1 電力物聯(lián)網(wǎng)

困擾：

（1）經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重

a 設(shè)備：損壞；b 用電大戶缺乏有效監(jiān)控手段， c 用電分析不實(shí)時(shí)，存在偷電現(xiàn)象

（2）運(yùn)營(yíng)效率低，人力成本高

a 沒有有效手段降低線路損耗 b 電費(fèi)收繳難，周期長(zhǎng)，拖欠嚴(yán)重 c 用電情況不透明，投訴多

（3）業(yè)務(wù)決策不實(shí)時(shí)不準(zhǔn)確

a 停電管理無序 b 線路改造無依據(jù) c 業(yè)務(wù)決策缺乏實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持

需求：急需寬管道 實(shí)時(shí)傳輸海量信息

智能電網(wǎng)的趨勢(shì)：

電力物聯(lián)網(wǎng)——輸、變、配、用四個(gè)環(huán)節(jié)，其中用電環(huán)節(jié)最重要

自動(dòng)抄表。基礎(chǔ)要求

抄表協(xié)議：DLMS，ModBus

主要價(jià)值：電力業(yè)務(wù)與應(yīng)用

華為解決方案模塊：

1.計(jì)費(fèi)

2.預(yù)付費(fèi)

3.數(shù)據(jù)管理MDM

4.客戶關(guān)系管理CRM

3.2.2 城市照明物聯(lián)網(wǎng)

挑戰(zhàn)：

1.高昂的能源消耗：路燈能耗高

2.高運(yùn)維管理層本：路燈多 ，巡檢維護(hù)高

3.城市照明服務(wù)質(zhì)量：惡劣條件

華為解決方案：

1.感知層：外置型路燈控制器 AR501L1Rc 符合ANSI C136.1標(biāo)準(zhǔn)接口，可以進(jìn)行開關(guān)、調(diào)光、計(jì)劃和采集數(shù)據(jù)

可以手機(jī)APP掃碼安裝。

2.網(wǎng)絡(luò)層:通過RF Mesh或Zigbee技術(shù)接入到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)關(guān)

網(wǎng)絡(luò)匯聚，通過3G/LTE進(jìn)行回傳

3.平臺(tái)層：Enerprise Energy Module作為后臺(tái)軟件，基于Agile Controller平臺(tái)開發(fā)，提供REST接口

提供四個(gè)功能：設(shè)備管理、計(jì)劃策略管理、遠(yuǎn)程升級(jí)管理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

4.應(yīng)用層：基于GIS的路燈管理應(yīng)用軟件，CityConnect平臺(tái)

方案特點(diǎn)：

1.通過路燈控制器控制路燈，按需照明，降低路燈的能源消耗

2.通過RF Mesh組網(wǎng)，獲得低成本的海量路燈連接

3.通過app安裝方式，降低安裝和維護(hù)的成本

4.通過平臺(tái)管理，保障系統(tǒng)的可靠運(yùn)行

3.2.3 家庭智能網(wǎng)關(guān)

發(fā)展：

1.以前：撥號(hào)上網(wǎng)，點(diǎn)狀網(wǎng)絡(luò)

2.現(xiàn)在：光纖到戶，星型結(jié)構(gòu)，IPTV，圍繞家庭網(wǎng)關(guān)

3.未來：家庭智慧網(wǎng)關(guān)，提供家居安防，家居自動(dòng)化等智能互聯(lián)業(yè)務(wù)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

智慧家庭網(wǎng)絡(luò)：

1.基礎(chǔ)寬帶網(wǎng)絡(luò):LAN,WiFI,擴(kuò)展AP? ?視頻娛樂

2.智能互聯(lián)網(wǎng)絡(luò):WiFi ,Zigbee,ZWave 安防監(jiān)控，家居自動(dòng)化

家庭網(wǎng)關(guān)的關(guān)鍵業(yè)務(wù)：

1.智能提速?游戲。監(jiān)控視頻實(shí)時(shí)備份。上行備份加速。

2.Wifi無縫覆蓋?單ONT集中式wifi->分布式 擴(kuò)展方式：a以太網(wǎng)ap，bPLC電力貓 c.無線中繼器

3.智能互聯(lián)與智能業(yè)務(wù)?USB Dongle擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)zigbee,zWave

統(tǒng)一接入標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一UI界面 實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的控制和場(chǎng)景聯(lián)動(dòng)

4.智能運(yùn)維?家庭網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的可視化管理

第四章 LiteOS操作系統(tǒng)

4.1物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)發(fā)展：

PC時(shí)代：蘋果+微軟

互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代：Windows一統(tǒng)江湖

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代：IOS+Andriod

物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代：

物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的困境和要求

碎片化，方案復(fù)雜

支持不同硬件，通訊標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用場(chǎng)景

物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的好處：

打破技術(shù)障礙和壁壘

提高操作性和可移植性

減小開發(fā)成本

適合開源社區(qū)的開發(fā)人員參與

物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的挑戰(zhàn)：

多傳感器協(xié)同管理復(fù)雜

視頻場(chǎng)景下性能、功耗要求高

開發(fā)語言編程效率低、上手難度大

LiteOS特點(diǎn)：

輕量級(jí)

低功耗

快速啟動(dòng)（毫秒級(jí)）

快速響應(yīng)（微秒級(jí)）

華為產(chǎn)品LiteOS的使用場(chǎng)景：

華為B3手環(huán)，Mate手機(jī)的協(xié)處理器 （接管加速度傳感器，降低待機(jī)功耗）

物聯(lián)網(wǎng)解決方案：家居、停車、水表、照明等

4.2LiteOS的內(nèi)核

1+N的架構(gòu)：1個(gè)內(nèi)核，N個(gè)中間件（互聯(lián)框架、傳感框架、安全框架和運(yùn)行引擎）

內(nèi)核：

任務(wù)管理

嵌入式：?jiǎn)芜M(jìn)程多線程

任務(wù)即線程，支持搶占式調(diào)度和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度機(jī)制

功能：任務(wù)創(chuàng)建、刪除、延遲、掛起、恢復(fù)、鎖定任務(wù)調(diào)度、解鎖任務(wù)調(diào)度

任務(wù)調(diào)度：鎖定是鎖住共享資源，防止其他任務(wù)訪問

內(nèi)存管理

動(dòng)態(tài)內(nèi)存：按需分配。會(huì)出現(xiàn)碎片。DLINK算法及Best?Little算法。

靜態(tài)內(nèi)存：預(yù)設(shè)分配，不能按需申請(qǐng)。無碎片。BOX算法

中斷管理

中斷：暫停當(dāng)前程序（根據(jù)中斷請(qǐng)求），轉(zhuǎn)而執(zhí)行新程序（中斷響應(yīng)，中斷處理）

功能：創(chuàng)建中斷、刪除中斷、開關(guān)中斷、恢復(fù)中斷、中斷使能、中斷屏蔽。

隊(duì)列管理

消息隊(duì)列：可以在任務(wù)間通信。接收任務(wù)或中斷的消息。

功能：創(chuàng)建、發(fā)送、接收、刪除隊(duì)列

事件管理

事件：可以在IPC通信

事件被觸發(fā)，從一個(gè)任務(wù)調(diào)度到另一個(gè)任務(wù)上。

通信機(jī)制

信號(hào)量：任務(wù)間通信。用于同步或臨界資源的互斥訪問。可以幫助相互競(jìng)爭(zhēng)的任務(wù)去訪問共享資源。信號(hào)量表示有多少可以供訪問的資源。

互斥鎖：特殊的信號(hào)量。共享資源僅能被一個(gè)任務(wù)訪問。

時(shí)間管理

通過芯片中的系統(tǒng)主頻。每次觸發(fā)時(shí)，會(huì)讓系統(tǒng)執(zhí)行一套指令

通過時(shí)鐘源，MCU可以知道相對(duì)的時(shí)間（系統(tǒng)時(shí)間）。

CPU時(shí)間分片調(diào)度。tick 10ms

總結(jié)：

低功耗超小內(nèi)核

基礎(chǔ)體積10KB

高實(shí)時(shí)，高穩(wěn)定性

支持動(dòng)態(tài)加載和分散加載

支持功能靜態(tài)裁剪

4.3LiteOS的框架結(jié)構(gòu)

4.3.1互聯(lián)框架

解決不同框架間的互聯(lián)互通。提供完整的協(xié)議棧，降低開發(fā)門檻，提供了可靈活配置的應(yīng)用profile，提供不同設(shè)備的互通

、

提供AgentTiny中間件，部署在終端上，可快速接入IoT平臺(tái)

互聯(lián)框架還可以優(yōu)化mesh互聯(lián)網(wǎng)，，滿足海量終端組網(wǎng)。

eg：路燈網(wǎng)絡(luò)中，LiteOS運(yùn)行在MCU中，支持快速自愈，高可靠性和支持1000個(gè)節(jié)點(diǎn)，組網(wǎng)時(shí)間小于20mins

4.3.2傳感框架

提供了多傳感器的統(tǒng)一管理。屏蔽硬件細(xì)節(jié)，實(shí)現(xiàn)即插即用。提供基礎(chǔ)算法和融合調(diào)用，方便開發(fā)者直接調(diào)用。

4.3.3安全框架

端云安全：雙向設(shè)備認(rèn)證。

傳輸安全：DTLS數(shù)據(jù)報(bào)安全傳輸協(xié)議。可解決數(shù)據(jù)被竊聽、篡改和冒充。

終端安全：API認(rèn)證。劃分了安全區(qū)域。

安全存儲(chǔ)：在芯片內(nèi)部劃分了不能被外部線程訪問的空間。如指紋識(shí)別

4.3.4運(yùn)行引擎

高性能，輕量級(jí)的JavaScript虛擬機(jī)：針對(duì)資源受限設(shè)備優(yōu)化，簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成，隱藏編程細(xì)節(jié)，兼容?第三方庫，豐富平臺(tái)功能以及安全性。

面向物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用開發(fā)框架：開放API接口，接口設(shè)計(jì)良好，內(nèi)核精簡(jiǎn)，利于開發(fā)人員平滑切換

第五章 物聯(lián)網(wǎng)的幾個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景：

5.1 智慧城市

背景：

市政管理 路燈管理：30%預(yù)算

高壓鈉燈--》節(jié)能燈

每日日初日落時(shí)間不一樣。開燈關(guān)燈時(shí)間會(huì)不同。

高速和住宅區(qū)采用不同的策略

路燈控制跟車輛，人物傳感器結(jié)合。

巡檢。晚上需要加班

智能路燈：

控制開關(guān)

調(diào)節(jié)亮度

檢測(cè)狀態(tài)

傳遞數(shù)據(jù)到后臺(tái)。

提高巡檢效率。

綜合考慮因素:

管理模式

收入水平

當(dāng)?shù)仉妰r(jià)

地理位置

路燈管理模式：

zigbee

PLC

NB-IoT

LPWA

室內(nèi)停車：使用攝像頭對(duì)車牌拍攝，進(jìn)行反向?qū)ぼ?/p>

室外停車：地磁傳感器Zigbee多跳（幾百米-衰減大）-》LPWA技術(shù)

垃圾桶管理：稀疏人口管理檢測(cè)垃圾桶是否滿。進(jìn)行應(yīng)用規(guī)劃

井蓋管理：檢測(cè)器難以傳出來。LPWA技術(shù)使得傳輸可能。

天線放哪里？井蓋就是天線。

智能水務(wù)：雨水含泥量高。造成通水能力下降。進(jìn)一步采用傳感器采集水流和水位。推算出清淤的需求。

5.2 消費(fèi)電子

廠家訴求：如何使用ICT技術(shù)建立跟最終消費(fèi)者的連接。增加用戶粘性

案例：

亞馬遜的一鍵下單按鈕重新買。

賣-。送項(xiàng)圈。

白色家電：加入芯片。壞的時(shí)候先提醒。而不是等用戶發(fā)現(xiàn)。

目的：

提高用戶體驗(yàn)

提高口碑度

提高服務(wù)能力和質(zhì)量。

5.3 綠色能源

（1）AMI（電力抄表，高級(jí)計(jì)量架構(gòu)）以及其他表。。

輸-電-配-用。 最早窄帶PLC-->HiPLC? 惡劣環(huán)境下電力線抄表。

不能有誤差，否則要手工抄表

歐洲：prepaid

希望電力線能夠?qū)崟r(shí)采集前端用戶的數(shù)據(jù)，15分鐘或30分鐘上傳數(shù)據(jù)。。Hi-PLC唯一達(dá)到傳輸可靠性。網(wǎng)速最快。

（2）智能樓宇：

環(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)--》控制空調(diào)、窗簾、燈光--》達(dá)到節(jié)能效果。需防止影響舒適度的代價(jià)。

節(jié)能最高的效果：不犧牲人的舒適性把環(huán)境調(diào)整到最優(yōu)的狀態(tài)。

舒適度模型：

濕度

光照

風(fēng)速

溫度

穿衣

活動(dòng)量

前端采集+上端管理策略

5.4 車聯(lián)網(wǎng)

智能公交：

如何在用戶旅行中疊加增值服務(wù)？

第三方內(nèi)容運(yùn)營(yíng)公司建設(shè)車載娛樂系統(tǒng)，插播廣告

車隊(duì)管理服務(wù)。

電子站牌。

金融相關(guān)的業(yè)務(wù)。UBI：基于駕駛行為確定的保費(fèi)。不同駕駛員對(duì)象費(fèi)率不一樣。

影響保險(xiǎn)費(fèi)率的因素：駕照年限，理賠歷史，地址，停車位置等。

OBD盒子來采集?駕駛習(xí)慣。如急剎車和危險(xiǎn)駕駛。--》數(shù)據(jù)分析--》影響保費(fèi)。

物聯(lián)網(wǎng)這塊需要有一定的培育。

5.5?公共安全

平安城市：

深圳安防展。滿眼攝像頭 4K攝像頭。?存儲(chǔ)要求高。人是看不過來的。一個(gè)人看15分鐘視頻，會(huì)漏掉50%目標(biāo)，看22分鐘，會(huì)漏掉90%的目標(biāo)。

引出：智能視頻技術(shù)

很多技能前置了。如人臉檢測(cè)等。可以達(dá)到100%的可靠性。

智能交通：闖紅燈抓拍。采集車牌（線圈觸發(fā)拍照，純粹智能視頻摳圖）

（全文完，謝謝閱讀）

設(shè)備接入 IoTDA IoT開發(fā)者服務(wù) IoTStudio 智能抄表 IoT數(shù)據(jù)分析 IoTA IoT

版權(quán)聲明：本文內(nèi)容由網(wǎng)絡(luò)用戶投稿，版權(quán)歸原作者所有，本站不擁有其著作權(quán)，亦不承擔(dān)相應(yīng)法律責(zé)任。如果您發(fā)現(xiàn)本站中有涉嫌抄襲或描述失實(shí)的內(nèi)容，請(qǐng)聯(lián)系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實(shí)后本網(wǎng)站將在24小時(shí)內(nèi)刪除侵權(quán)內(nèi)容。