物聯(lián)網(wǎng)工程師需要掌握什么技術(shù)

什么是物聯(lián)網(wǎng)？

物聯(lián)網(wǎng)工程師需要具備什么技能？

01什么是物聯(lián)網(wǎng)？

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段。其英文名稱(chēng)是：“Internet of things（IoT）”。顧名思義，物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)。這有兩層意思：其一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);其二，其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通信，也就是物物相息。

物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)智能感知、識(shí)別技術(shù)與普適計(jì)算等通信感知技術(shù)，廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中，也因此被稱(chēng)為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展，與其說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)，不如說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)是業(yè)務(wù)和應(yīng)用。因此，應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心，以用戶(hù)體驗(yàn)為核心的創(chuàng)新2.0是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的靈魂。

活點(diǎn)定義：利用局部網(wǎng)絡(luò)或互聯(lián)網(wǎng)等通信技術(shù)把傳感器、控制器、機(jī)器、人員和物等通過(guò)新的方式聯(lián)在一起，形成人與物、物與物相聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信息化、遠(yuǎn)程管理控制和智能化的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的延伸，它包括互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)上所有的資源，兼容互聯(lián)網(wǎng)所有的應(yīng)用，但物聯(lián)網(wǎng)中所有的元素（所有的設(shè)備、資源及通信等）都是個(gè)性化和私有化。

物聯(lián)網(wǎng)其實(shí)是互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)延伸，互聯(lián)網(wǎng)的終端是計(jì)算機(jī)（PC、服務(wù)器），我們運(yùn)行的所有程序，都是計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸，除了計(jì)算機(jī)外，沒(méi)有涉及任何其他的終端（硬件）。

物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)還是互聯(lián)網(wǎng)，只不過(guò)終端不再是計(jì)算機(jī)（PC、服務(wù)器），而是嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及其配套的傳感器。這是計(jì)算機(jī)科技發(fā)展的必然結(jié)果，為人類(lèi)服務(wù)的計(jì)算機(jī)呈現(xiàn)出各種形態(tài)，如穿戴設(shè)備、環(huán)境監(jiān)控設(shè)備、虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備等等。只要有硬件或產(chǎn)品連上網(wǎng)，發(fā)生數(shù)據(jù)交互，就叫物聯(lián)網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)的定義是：利用二維碼、RFID、紅外感應(yīng)器、GPS、等各種感知技術(shù)和設(shè)備，使任何物體與網(wǎng)絡(luò)相連，全面獲取現(xiàn)實(shí)世界的各種信息，完成物與物、人與物的信息交互、以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、管理和控制。

既然如此，讓我們看看需要做些什么：現(xiàn)在每個(gè)家庭都會(huì)使用WiFi，WiFi是由無(wú)線路由器發(fā)射出來(lái)的。一個(gè)無(wú)線路由器，可以說(shuō)就是一個(gè)局域網(wǎng)（LAN）。只要把那些電子設(shè)備連到家里的WiFI，就可以通過(guò)終端控制他們了。可是，現(xiàn)在我們常見(jiàn)的能連上WiFi的設(shè)備，只有手機(jī)和電腦。電視機(jī)、空調(diào)和電燈都是連不到WiFI的東西。

那么，怎樣把電燈連到網(wǎng)絡(luò)呢，這個(gè)時(shí)候就需要修改電路了——在電燈這個(gè)電路里面加一個(gè)網(wǎng)絡(luò)模塊。說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單做起來(lái)難，現(xiàn)在家用電燈都是日光燈什么的，里面還有什么鎮(zhèn)流器。這個(gè)時(shí)候，就需要有相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)才行了。當(dāng)然現(xiàn)在也有大功率LED燈了，其發(fā)光亮度堪比日光燈，至于能不能替代日光燈成為主流產(chǎn)品，拭目以待。

電燈說(shuō)完了，下面談?wù)劷K端。一般人可能理解不了終端是什么意思。對(duì)內(nèi)行人來(lái)說(shuō)，就是客戶(hù)端（Client）;對(duì)外行人我就用手機(jī)電腦這些名詞代替。想要手機(jī)要控制電燈，就需要有一個(gè)APP，APP怎么開(kāi)發(fā)??？安卓手機(jī)可以用Android SDK，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是Java;蘋(píng)果手機(jī)是Xcode，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言是Objective-C。

那我們能不能用電腦控制呢？可以啊，我們可以用網(wǎng)頁(yè)來(lái)控制，這是Web開(kāi)發(fā)。相對(duì)的，有客戶(hù)端就有服務(wù)器（server），那個(gè)怎么給燈泡里弄一個(gè)服務(wù)器呢？這個(gè)時(shí)候就需要給燈泡嵌入一個(gè)芯片了，燈泡與芯片結(jié)合，就是一個(gè)嵌入式系統(tǒng)了。

嵌入式系統(tǒng)，就是以應(yīng)用為中心，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，軟硬件可裁剪的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。嵌入式這一領(lǐng)域，可以分為嵌入式硬件和嵌入式軟件。比如，我思考著搭一個(gè)電路，使電燈這個(gè)電路受于芯片的控制，這就是嵌入式硬件;電路搭建好了，我就想著在芯片上寫(xiě)一個(gè)小小服務(wù)器，或者說(shuō)就寫(xiě)個(gè)小程序，可以用手機(jī)通過(guò)WiFi來(lái)控制該芯片，這就是嵌入式軟件。什么？你覺(jué)得WiFi學(xué)起來(lái)太難？那就使用藍(lán)牙唄。藍(lán)牙和WiFi都是同一種東西，無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）。

由于我們是在局域網(wǎng)內(nèi)監(jiān)控，當(dāng)你離開(kāi)了局域網(wǎng)就不能監(jiān)控它們了。這個(gè)時(shí)候就需要把設(shè)備連到外網(wǎng)（WAN），需要知道更多的網(wǎng)絡(luò)知識(shí)，于是，云就產(chǎn)生了。什么云服務(wù)、云平臺(tái)、云計(jì)算、云存儲(chǔ)，哎呀，我不是很懂這些，我只聽(tīng)說(shuō)過(guò)云計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。以上，就是為什么我說(shuō)網(wǎng)絡(luò)知識(shí)是基礎(chǔ)。

02物聯(lián)網(wǎng)測(cè)試工程師需要掌握的5項(xiàng)技能

1適應(yīng)灰盒測(cè)試

在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，各種傳感器、監(jiān)測(cè)設(shè)備以及智能終端可以通過(guò)多種協(xié)議接入網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)對(duì)這些設(shè)備的使用方式和使用環(huán)境也無(wú)法確定，因此為了保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，測(cè)試人員需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行灰盒測(cè)試。 也就是說(shuō)測(cè)試團(tuán)隊(duì)不僅需要像白盒測(cè)試那樣驗(yàn)證應(yīng)用程序的功能，還需要像黑盒測(cè)試那樣深入其內(nèi)部結(jié)構(gòu)， 為了做到這一點(diǎn)， 測(cè)試人員必須盡可能多地收集與設(shè)備API、第三方服務(wù)以及連接協(xié)議等內(nèi)容相關(guān)的信息，精心設(shè)計(jì)測(cè)試用例，以便于覆蓋盡可能多的用例場(chǎng)景。

2嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)

嵌入式開(kāi)發(fā)一直是一個(gè)比較低調(diào)的技術(shù)領(lǐng)域，相對(duì)于Web開(kāi)發(fā)和企業(yè)級(jí)開(kāi)發(fā)而言，嵌入式開(kāi)發(fā)似乎很少在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)出聲音。但是隨著智能手環(huán)、智能手表和智能眼鏡等穿戴式設(shè)備的興起， “嵌入式”這一概念迅速地以燎原之勢(shì)再次成為了當(dāng)今科技界的熱點(diǎn)之一。

但不可否認(rèn)的是，雖然嵌入式概念至今已經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)足的發(fā)展，到目前為止依然沒(méi)有擁有像iOS和Android這樣知名的、被良好維護(hù)的操作系統(tǒng)和支持工具。雖然流行的Ubuntu和Debian都為ARM架構(gòu)的自帶MMU（Memory Management Unit，內(nèi)存管理單元）設(shè)備進(jìn)行過(guò)安裝包的開(kāi)發(fā)，但是對(duì)于開(kāi)發(fā)者而言依然需要掌握交叉編譯等基礎(chǔ)技能才能入門(mén)嵌入式開(kāi)發(fā)，而作為這一領(lǐng)域的質(zhì)量把控者，如果物聯(lián)網(wǎng)測(cè)試人員沒(méi)有一定的嵌入式知識(shí)，依然無(wú)法做好全面的測(cè)試工作。

3能執(zhí)行有效的仿真

物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了萬(wàn)物互聯(lián)，其設(shè)備形形色色，規(guī)?？涨褒嫶螅瑓f(xié)議各不相同，環(huán)境錯(cuò)綜復(fù)雜，這意味著測(cè)試人員無(wú)法針對(duì)每一種設(shè)備，每一種協(xié)議，每一種使用環(huán)境構(gòu)造全面的測(cè)試用例，即使理論上能夠?qū)崿F(xiàn)也需要付出極大的成本。為此，測(cè)試人員必須具備仿真的能力，常常需要在單一的物理設(shè)備上創(chuàng)建各種各樣的虛擬設(shè)備和虛擬網(wǎng)絡(luò)，從而模擬各種不同的用例場(chǎng)景，以達(dá)到測(cè)試的目的。仿真不僅能夠節(jié)約時(shí)間和金錢(qián)，還具有物理環(huán)境所不具備的擴(kuò)展性。

4處理數(shù)據(jù)峰值和突發(fā)的使用模式

在虛擬桌面基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域有一種現(xiàn)象稱(chēng)為“啟動(dòng)風(fēng)暴（Boot Storm）”：所有人都試圖在同一時(shí)刻（通常是早晨）登錄他們的VDI解決方案，以致于后端系統(tǒng)響應(yīng)很慢，用戶(hù)體驗(yàn)很差。那么對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)情況是怎樣的呢？

很多情況下，我們會(huì)面臨同樣的問(wèn)題。例如，在智能家居領(lǐng)域，用戶(hù)上班后家里的各種聯(lián)網(wǎng)設(shè)備基本處于關(guān)閉或者待機(jī)狀態(tài)，這時(shí)候數(shù)據(jù)流很小，后端系統(tǒng)幾乎沒(méi)有壓力，但是當(dāng)用戶(hù)回家之后，接入家庭WiFi網(wǎng)絡(luò)的各種設(shè)備便會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)，例如電視機(jī)、電腦、Pad和手 機(jī)，正如這時(shí)候通常會(huì)產(chǎn)生用電峰值一樣，數(shù)據(jù)峰值也會(huì)在此時(shí)產(chǎn)生，從而對(duì)后端系統(tǒng)造成極大的壓力。同樣的情況在智能交通領(lǐng)域也會(huì)存在，例如因?yàn)樯舷掳喽斐傻亩萝?chē)高峰，因?yàn)楣?jié)假日而造成的高速癱瘓。 這對(duì)于大部分物聯(lián)網(wǎng)測(cè)試團(tuán)隊(duì)而言都是新的挑戰(zhàn)。

5無(wú)處不在的數(shù)據(jù)安全

物聯(lián)網(wǎng)潛在的數(shù)據(jù)安全問(wèn)題是眾所周知的，但正如尼古拉斯·埃文斯在《Computer world》里所提到的：對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，安全通常是后考慮的問(wèn)題。在物聯(lián)網(wǎng)普及并滲透到人們的日常生活之前，或許可以這樣做，但是隨著大眾對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)可和使用程度越來(lái)越高，這已經(jīng)成為了一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。如果說(shuō)在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前期，供應(yīng)商需要通過(guò)創(chuàng)新吸引用戶(hù)，那么在后期就必須通過(guò)穩(wěn)定性和安全性留住用戶(hù)。但現(xiàn)實(shí)情況是，面對(duì)規(guī)模如此龐大、種類(lèi)如此豐富的設(shè)備、應(yīng)用和服務(wù)，人們很難實(shí)現(xiàn)一種有效而又全面的防護(hù)策略。對(duì)物聯(lián)網(wǎng)測(cè)試團(tuán)隊(duì)而言，這無(wú)疑具有極大的挑戰(zhàn) 。

總而言之，物聯(lián)網(wǎng)這東西，是在現(xiàn)有成熟的技術(shù)上發(fā)展而來(lái)的，絕對(duì)不是如電子、計(jì)算機(jī)、通信這些已經(jīng)有獨(dú)立的學(xué)科的技術(shù)了，物聯(lián)網(wǎng)是前面三者的大融合！