物联网|一文读懂物联网系统中的开发工作( 二 ) 摄像头|无线通信|单片机|数码

2．需要网关的设备
如果提到智能家居，可能大部分的人会想到一个词语 ZigBee ，这是一个局域网的无线通信协议，大概在 2005 年左右就开始在智能家居中崭露头角了。
与 ZigBee 类似的无线通信协议还有：ZWave、RF433、BLE 等等。
它们的作用都是类似的：都是为了让多个设备能够组网，节点之间以多跳的方式传输数据，达到通信的目的。
这些数据最终会汇总到一个叫做网关的设备，然后与云端的服务器进行通信。
这一类产品的开发，包括：网关开发和设备开发这两种。
网关的开发稍微复杂一些。从功能上来说，网关需要实现：
设备的管理（与物联网平台的设备管理不是一个概念）；
规则引擎（在断网的状态下实现场景联动等功能）；
通信协议转换（把物理网平台的通信协议转成设备私有协议）；
有些网关中，还会集成不同的无线通信协议模块，比如：把 ZigBee、BLE、红外等功能，集成在一个网关中，这样的话，不同通信方式的设备就可以在一个系统中共存了。
此时，网关就要做更多的工作：
上行链路（连接到云平台）：需要做到协议的统一，也就是说云平台才不关系下面到底是什么样的无线通信技术，云平台只会以统一的数据格式来表示每个设备；
【物联网|一文读懂物联网系统中的开发工作】下行链路（连接到设备）：协议转换，把云平台发来的统一的数据格式，转换成不同的无线通信协议特有的数据格式；
设备的开发工作就相对纯粹一点了，它只需要处理某一种无线协议即可。
这一类设备的开发，一般都是使用相应的通信模组，底层的协议栈都是提供好的。
开发者需要做的工作主要就是熟悉应用层的通信协议，完成指令的解析和数据上报工作。
3． WiFi 类设备
这一类产品最常见的就是各种品牌的网络摄像头（IPCamera），比如：小米、360、萤石等等。
摄像头如果作为一个单品来使用，只要把家中的 WiFi SSID 和密码配置到摄像头中，就可以使用官方的 APP 来远程查看实时画面了。
如果把摄像头集成在一个智能家居的系统中，就需要二次开发。
摄像头厂家一般都会提供 SDK ，作为开发者需要做的事情就是：调用 SDK 中的 API 函数，获取实时画面、发送指令控制摄像头云台转动。
这里有一个底层的技术很有意思：P2P 网络穿透。
我们买来一个网络摄像机，是不可能有一个独立的 IP 地址的。也就是说：其他设备（手机）是没办法通过 IP：PORT 的编程方式，直接连接到摄像头的。
但是为了实时画面的传输质量，为了减轻服务器的转发压力，手机最好可以直接与摄像头建立 TCP 通信。
此时， P2P 网络穿透给这种需求提供了可能。
在早期的时候，深圳有大批的摄像头厂商使用的都是 TUTK 这家公司的 P2P 网络穿透服务。
在 P2P Master（就是一台服务器）的协助下，实现移动端与摄像头之间的网络穿透，直接建立 TCP 连接。
物联网平台开发
物联网平台，作为连接业务应用和设备的中间层，屏蔽了各种复杂的设备接口，实现设备的快速接入。
目前，做的比较大的就是那么几家巨头：亚马逊的 AWS 平台，阿里云、腾讯、华为的物联网平台。
以上这几家的物联网平台，仅仅是他们的云平台中的一个组成部分。
它们的目标就是提供一个通用的通信标准和 SDK ，快速的接入各种硬件设备，通过设备接入数量、通信数据的流量，以及提供各种业务层的服务来赚钱。
另外，还有一些下一梯队的公司，开发了自己的、专门针对物联网领域的平台。由于知名度不高，只能以合作开发项目的形式来吸引硬件设备的接入。
从开发的角度来看，物联网平台的开发技术栈主要是后台开发。由于这部分技术栈我不太熟悉，就不去深入讨论了。
物联网平台最宝贵的就是数据，如何利用这些数据，这就是业务应用的事情了。
业务应用开发
所谓的业务应用，简单来说，就是通过调用物联网平台提供的 API ，实现设备管理、数据上报、命令下发等业务场景。
设备管理是在设备接入基础上，提供了更丰富完备的设备管理能力，简化海量设备管理复杂性，提升管理效率。
从物联网平台的设备和数据中，可以衍生出各种不同的业务应用场景，这就要根据实际的系统功能来进行按需开发了。