《IoT开发指导书》作者:坂东大辅
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…/边缘计算/本地5G/…/布鲁尔定理/分布式键值存储/强化学习/…
从“原型开发”到“云开发”,详细解说!
构建・云・Web应用・数据分析,为所有IoT开发工程师编写的必备书。
透彻理解在项目现场大有作用的知识!!
第一章 何为IoT开发
01 Iot开发 ~逐渐成型的万物互联世界~
“IoT”这个词尽管广为人知,但其定义和对象范围却很模糊,有时人们只是把它当作一个流行语。在具体讨论IoT开发之前,我们需要对其大略有所了解。
IoT概要
【IoT(Internet of Things)】直译为“物联网”。这里的“物”,在语感上指任何能够通过网络相连的“物”。比如,从以电饭煲、冰箱为代表的家电,到垃圾桶、足球、商务鞋,范围之广。任何能够想到的“物”都能“联网”。可以说如此广泛的对象范围,是使得IoT的定义变得模糊的原因之一。
图:何为IoT 物联网
第二章 IoT设备和传感器
12 用于IoT的传感器模块 ~传感器的种类与能收集的信息~
传感器朝着高性能化、小型化、低价格化、节能化的方向急速发展。承担着IoT设备“五感”重任的传感器,其革新,意味着IoT系统能够处理的大数据的数量和质量的革新。
传感器的种类
【传感器(sensor)】,是负责IoT设备“五感”的部件。IoT设备根据传感器所收集信息为基础进行适当的处理。下面例举传感器的主要种类。
- 温湿度传感器(DHT-11)
- 图像传感器(Raspberry Pi 摄像头模块 v2)
- 压力传感器(FSR406)
- 加速度计与陀螺仪(六轴传感器MPU6050)
- 超声波传感器(HC-SR-04)
- 声音传感器(麦克风)(SEN02281P)
- 臭味传感器(TGS2450)
- GPS传感器(GYSFDMAXB)
第二章 IoT设备和传感器
14 单板机 ~IoT开发与原型开发~
【单板机】,在大力促进IoT的普及中起到了关键作用。技术革新加速了计算机的小型化/低价格化/高性能化,终于在20世纪进入了“计算机无所不在”的时代。
单板机的概要
【单板机】,小型主板搭载的完整独立计算机。正如其名【单板】,以单一电路板构成。
图:
由传感器输入的电气信号 ⇨ (I/O – 微处理器/芯片组相当的机能)⇨ 向外部机器输出的电气信号
第三章 通信技术和网络环境
21 IoT网络的选择 ~权衡IoT通信所需,进行网络选择~
IoT设备的通信高度依赖于IoT网络的规格(性能)。不过,不能仅仅只照搬规格书中的理论值,必须在实际使用环境中进行性能测试。理论值和实际值出现背离是再也正常不过的事情。
IoT网络的种类
下面我们围绕【通信速度】和【通信距离】这两轴来对IoT网络的性能进行整理。实际情况还应该加入【功耗】进行考虑,不过【功耗】通常与【通信速度】和【通信距离】成正比。也就是说【通信速度】和【通信距离】的值越大,【功耗】就越高。
图:
虽然是远距离通信,但是功耗很低
通信费用和功耗与通信速度成正比
咋一看,在【通信速度】和【通信距离】两方面都具有优势的【5G】和【LTE】似乎是最佳选择。但是,两者的【功耗】和【通信费用】很高,所以在IoT系统(IoT设备)上部署有着局限性。总体来讲,需要从【通信速度】、【通信距离】、【功耗】、【通信费用】这四个要素来权衡取舍。