移動應用程序?qū)⒊蔀樵S多物聯(lián)網(wǎng)設備的連接點，為此需要探討如何構建未來的物聯(lián)網(wǎng)應用程序。

在未來十年內(nèi)，全球各地的物聯(lián)網(wǎng)設備將從2020年的750億臺增長到1000億臺以上，從物聯(lián)網(wǎng)的增長來看，從4G到5G的提升是重要的促進措施。當今的4G網(wǎng)絡可以在一個通信塔臺上支持5500到6000個NB-IOT設備。

物聯(lián)網(wǎng)技術為醫(yī)療健康、農(nóng)業(yè)、制造業(yè)等行業(yè)領域和日常生活帶來的變化比上世紀科幻作家的想象還要大。

為什么要開發(fā)自定義的物聯(lián)網(wǎng)應用程序？

物聯(lián)網(wǎng)市場意義重大，它可以為許多其他行業(yè)領域和市場提供更多的產(chǎn)品，而物聯(lián)網(wǎng)設備正在廣泛普及，從智慧城市、農(nóng)田管理到大型工廠、智能家居，還有自動駕駛汽車。

消費者物聯(lián)網(wǎng)是最需要移動應用程序的領域。而在農(nóng)業(yè)和企業(yè)業(yè)務等其他領域，物聯(lián)網(wǎng)設備可能不需要移動設備接口。它們可以直接連接到云平臺，也可以進行管理以使用Web應用程序。

另一方面，面向客戶的物聯(lián)網(wǎng)設備通常使用應用程序：人們經(jīng)常使用移動設備。當消費者想到物聯(lián)網(wǎng)時，可能想到的第一件事是智能家居。

不僅智能家居需要移動接口來連接設備。消費者可以將物聯(lián)網(wǎng)用于：

?汽車

?醫(yī)療保健

?農(nóng)業(yè)

?兒童和寵物護理

智能家居物聯(lián)網(wǎng)市場的增長必將更加突出。根據(jù)商業(yè)雜志Forbes的一項調(diào)查表明，三分之二的消費者表示，他們可能會在2019年購買物聯(lián)網(wǎng)設備。50%的參與者表示他們可能購買可穿戴設備。到2025年，將有760億臺互聯(lián)設備交付給客戶，將創(chuàng)造約4900億美元的收入。

智能聯(lián)網(wǎng)汽車將如何發(fā)展呢？根據(jù)Machina Research Study公司的調(diào)查， 90%的汽車與智能手機連接。而如今只有10%。

物聯(lián)網(wǎng)設備的種類將不斷增加，并且它們都需要使用軟件應用程序來控制它。在這個還遠遠沒有飽和的市場，企業(yè)可以自行開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)移動應用程序。

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品可以做什么？

物聯(lián)網(wǎng)設備具有功能和能力的全新集合，可以將其分為四個功能：監(jiān)測、控制、優(yōu)化和自治。物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品可以全部包含這四個功能，每個功能都有各自的好處。

例如，監(jiān)視功能是產(chǎn)品控制、優(yōu)化和自治的基礎。企業(yè)必須選擇能夠為客戶帶來價值并指定其可承受的技能。

（1）監(jiān)測

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品能夠通過傳感器和外部數(shù)據(jù)源全面控制產(chǎn)品的狀態(tài)、操作和外部環(huán)境。使用收集的數(shù)據(jù)，這些產(chǎn)品可以提醒用戶或其他人環(huán)境或性能的變化。

（2）控制

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品可以通過內(nèi)置在設備中或駐留在產(chǎn)品云平臺中的遠程命令或算法進行控制。

（3）優(yōu)化

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品監(jiān)測數(shù)據(jù)的生產(chǎn)性流通，再加上控制產(chǎn)品運行的能力，使企業(yè)能夠以各種方式實現(xiàn)產(chǎn)品性能的最大化，其中許多方式以前是不可行的。智能連接可以將算法以及分析應用到正在使用中的或歷史的信息中，從而顯著地提高輸出、使用率和有效性。

（4）自治

監(jiān)視、控制和優(yōu)化功能結合在一起，可以使物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品達到以前無法實現(xiàn)的自治水平。

人們應該了解的物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)

如何開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用程序？這取決于企業(yè)的產(chǎn)品理念。對于智能家居應用程序以及聯(lián)網(wǎng)汽車和卡車應用程序，這些功能無疑會有所不同。然而，在開始物聯(lián)網(wǎng)應用程序開發(fā)之前，需要知道一些基礎知識。首先了解一下物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的結構。

支持物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)品組件

任何一個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)都包含四個主要組件：

（1）硬件

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用的硬件包括用于遠程儀表板的設備、控制設備、服務器、路由或橋接設備以及傳感器。這些設備管理基本任務和功能，如系統(tǒng)激活、操作規(guī)范、安全、通信和檢測，以支持特定的目標和操作。

物聯(lián)網(wǎng)中最關鍵的硬件可能是其傳感器。這些設備包括能源模塊、電源管理模塊、RF模塊和感應模塊。射頻模塊通過其信號處理、WiFi、ZigBee、藍牙、無線電收發(fā)器、雙工器和BAW來管理通信。

不同類型的傳感器，其中包括：

?溫度傳感器

?壓力傳感器

?接近傳感器

?加速度計和陀螺儀傳感器

?紅外傳感器

?光學傳感器

?氣體傳感器

?煙霧傳感器

（2）軟件

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的軟件應該是基于云計算的應用程序，無論是網(wǎng)絡設備還是移動設備，主要是用于管理和調(diào)節(jié)與其連接的所有物聯(lián)網(wǎng)設備的儀表板。該儀表板還應該收集來自傳感單元的信息，并將其顯示給用戶。

?移動應用

?Web應用程序

?自定義儀表板

（3）云平臺

云計算是物聯(lián)網(wǎng)最重要的創(chuàng)新技術之一。它可以采集并提煉信息。采用云平臺的最大好處是企業(yè)不需要自己構建物理資源來保存數(shù)據(jù)。

（4）網(wǎng)絡連接性

網(wǎng)絡通過兩種方式發(fā)送數(shù)據(jù)：一是從手機到傳感器設備的返回發(fā)送;二是網(wǎng)絡鏈接物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的所有設備。這兩種采用不同類型的網(wǎng)絡協(xié)議。

·藍牙

藍牙是最廣泛使用的近距離無線網(wǎng)絡技術之一。用戶可以快速獲得可為其提供可穿戴技術以與智能工具配對的藍牙應用程序。

·無線網(wǎng)絡

一些數(shù)字設計師表示，對于物聯(lián)網(wǎng)集成來說，采用Wi-fi是一種流行的選擇。這是因為它所承載的框架具有快速的信息傳輸速率和控制大量數(shù)據(jù)的能力。

·ZigBee

ZigBee專為工業(yè)而開發(fā)，而針對客戶的開發(fā)則更少。它通常以2.4GHz的頻率運行。這對于通常在房屋或建筑物之間以微小速率傳輸數(shù)據(jù)的工業(yè)站點而言是完美的選擇。

·射頻識別

它利用磁場來確保能識別物體。這種短而多變的超高頻識別技術的波長大約有100毫米。然而，遠程超高頻的波長可以達到200毫米。

·廣域網(wǎng)

LoRaWAN或遠程廣域定位網(wǎng)絡只是大型定位網(wǎng)絡的物聯(lián)網(wǎng)程序之一。LoRaWAN IoT網(wǎng)絡協(xié)議主要旨在借助數(shù)百萬個低功耗設備來維持強大的網(wǎng)絡。智慧城市采用的就是這種協(xié)議。

物聯(lián)網(wǎng)挑戰(zhàn)

在開始開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用程序之前，應該了解該行業(yè)尚未解決的挑戰(zhàn)。

（1）安全與隱私

在最具爭議性的問題之中，物聯(lián)網(wǎng)應用程序開發(fā)面臨的巨大挑戰(zhàn)是個人隱私和安全性。在這里談論的安全性不僅是網(wǎng)絡安全性，還包括物聯(lián)網(wǎng)應用中涉及的所有組件的安全性。這些應用程序由網(wǎng)絡支持，該網(wǎng)絡連接了硬件和軟件元素，并包含大量數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)將流經(jīng)各種設備，從而可能使個人隱私泄露。

除了作為物聯(lián)網(wǎng)軟件開發(fā)安全性的挑戰(zhàn)之外，在開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用程序時還應考慮更多關鍵問題：

?數(shù)據(jù)交換安全性：認識到信息從物聯(lián)網(wǎng)傳感單元和設備傳輸?shù)较到y(tǒng)或入口，然后保存在云端，這一點非常重要。在應用程序開發(fā)過程中，確保遵循數(shù)據(jù)文件加密協(xié)議至關重要。

?物理安全性：物聯(lián)網(wǎng)設備通常被忽略，網(wǎng)絡攻擊者可以輕松地對此進行篡改。因此，檢查安全性組件是否屬于物聯(lián)網(wǎng)設備始終是一個挑戰(zhàn)。

?云存儲安全性：盡管考慮了云存儲空間的保護，但是程序員很難保證物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)得到正確保護以及數(shù)據(jù)得到保護。此外，還應處理適當?shù)脑L問權限和授權。

?隱私更新：物聯(lián)網(wǎng)設備獲取的數(shù)據(jù)始終遵循特定的規(guī)則和法律。例如，所有的健身跟蹤器都必須遵守HIPAA法規(guī)收集用戶信息。這表明，通過物聯(lián)網(wǎng)設備保存在云平臺上的信息經(jīng)過認證符合規(guī)定。遵守HIPAA之類的法規(guī)可以確保隱私信息的安全。

（2）網(wǎng)絡連接性挑戰(zhàn)

物聯(lián)網(wǎng)應用程序開發(fā)的意義在于數(shù)據(jù)的實時傳輸。然而，由于連接不良或延遲，這最終成為一個難題。提供有價值的前端信息的聯(lián)網(wǎng)設備至關重要。然而，當物聯(lián)網(wǎng)傳感單元被調(diào)用來監(jiān)視、處理數(shù)據(jù)和提供信息時，糟糕的網(wǎng)絡連接就成了一個問題。

這個問題可以在設計和應用程序環(huán)境階段解決。例如，重要的打印設備可以通過WiFi家庭路由器與筆記本電腦、手機連接。然而，智能汽車的情況卻不同，因為它們需要采用移動互聯(lián)網(wǎng)。因此，程序員需要理解各種設備的功能和特性，并做出相應的開發(fā)決策。

（3）跨平臺兼容性（硬件和設備）

在創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)應用程序時，應該同時考慮到未來的技術調(diào)整。因此，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要軟硬件功能的平衡。

對于物聯(lián)網(wǎng)應用程序設計師來說，無論操作系統(tǒng)、設備更新和錯誤修復如何，都很難保證設備和物聯(lián)網(wǎng)平臺都能提供最佳的效率。

在開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用程序時，程序員需要確?？梢詿o縫集成該應用程序，而不會增加物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)社區(qū)（包括軟件和硬件）的困難。

（4）數(shù)據(jù)收集與處理

由于物聯(lián)網(wǎng)應用程序涉及大量信息，因此信息收集和處理對于設計人員來說是困難的。與隱私和安全計劃一起，開發(fā)團隊需要保證他們?yōu)樵诃h(huán)境中收集、保存或處理數(shù)據(jù)的方式進行了良好的規(guī)劃。

為了實現(xiàn)這一點，物聯(lián)網(wǎng)應用程序開發(fā)團隊必須雇傭信息專業(yè)人員和分析設計師以及采用機器學習資源，以從存儲在云中的信息中獲得見解。

如何開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用

（1）選擇平臺

企業(yè)可以使用許多平臺來開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用程序，也可以選擇其中任何一個，但是要注意它們支持哪些創(chuàng)新以及花費多少費用。

以下是開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用程序的一些頂級平臺：

?HomeKit

?Android Things

?ThingWorx

?Xively

?Ubidots

?Azure IoT Suite

?IBM Watson

?Oracle IoT

?Kaa

許多這樣的開發(fā)平臺正試圖解決不一致的問題，允許物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)商將不同供應商的設備連接到一個統(tǒng)一的系統(tǒng)中，這些設備可以支持不同的程序。例如，谷歌公司的物聯(lián)網(wǎng)平臺Android Points現(xiàn)在支持多家制造商的設備，也可以連接到低能耗傳感器。

（2）選擇硬件

如果企業(yè)不想為物聯(lián)網(wǎng)項目生產(chǎn)自己的硬件，則需要從其他設備制造商那里購買設備。首先，其設備需要滿足企業(yè)對產(chǎn)品的需求。其次，設備應該可靠，因為其鏈接精度對于項目的成功至關重要。由值得信賴的設備制造商生產(chǎn)的傳感單元可以保證更高質(zhì)的量。

毫無疑問，程序員將需要從基于微控制器的電路板，片上系統(tǒng)（SOC）板、單板計算機（SBC）以及專用于智能藍牙和WiFi的專用電路板中進行選擇，以下就是一些知名的產(chǎn)品：

?Arduino Uno

?Raspberry Pi

?Intel Edison

?Udoo Neo

?LightBlue Bean

?Adafruit Flora

?Tessel

?Particle Photon

?Mediatek Linkit One

?C.H.I.P

（3）提前考慮可擴展性

考慮企業(yè)計劃創(chuàng)建應用程序功能的速度。毫無疑問，企業(yè)的應用程序是否會保持相關性在很大程度上取決于可擴展性。它必須處理大量的數(shù)據(jù)、各種設備和程序。因此，云計算技術最適合物聯(lián)網(wǎng)應用。

（4）快速查看應用程序

物聯(lián)網(wǎng)應用程序運行必須非?？臁．斏婕暗焦蚕頂?shù)據(jù)以及來自另一個位置控制設備的數(shù)據(jù)時，不可避免地出現(xiàn)延遲。設想一下自動駕駛汽車如果沒有立即響應人類的命令將會產(chǎn)生什么樣的后果。這就是性能和高速鏈接必須是人們最關心的問題之一的原因。

（5）確保安全

保護物聯(lián)網(wǎng)應用程序是企業(yè)面臨的首要問題。遺憾的是，由于大量物聯(lián)網(wǎng)設備全部駐留在一個網(wǎng)絡中，因此物聯(lián)網(wǎng)技術在一定程度上面臨著數(shù)據(jù)侵權的風險。

此外，由于人們使用物聯(lián)網(wǎng)最多的場合是住宅、汽車和卡車以及醫(yī)療設備，這些攻擊可能導致個人的敏感信息泄露。

企業(yè)需要確保使用安全工具構建物聯(lián)網(wǎng)應用程序。

以下是有關確保物聯(lián)網(wǎng)應用程序中安全性的一些想法：

?選擇值得信賴的硬件供應商。一些為其設備提供軟件程序的供應商可能會錯過潛在的軟件漏洞。對于企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應用程序，需要確保選擇值得信賴的硬件或由安全專家來運行它。

?使用經(jīng)過驗證的物聯(lián)網(wǎng)平臺。這在很大程度上取決于企業(yè)用于物聯(lián)網(wǎng)應用程序的系統(tǒng)。一定要使用信譽良好的平臺，檢查他們的工具，并不斷更新。

?不僅要考慮網(wǎng)絡攻擊，還要考慮物理攻擊。存儲在設備上的任何類型的數(shù)據(jù)都不僅需要加密，而且還應從字面上進行屏蔽，而擺脫存儲設備并不簡單。

?使用受保護的網(wǎng)絡。通過Web服務器或云平臺在企業(yè)的應用程序以及設備之間流動的所有信息都應得到保護。

?為應用程序安全性應用最佳實踐。使用文件加密、模糊處理、雙因素身份驗證以及其他方法，以確保授權用戶安全使用企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應用程序和設備。