阿里云：如何基于Node.js构建物联网系统

Posted 2021-04-25 IT大咖说

内容来源：2017年7月15日，阿里云技术专家张子发在“2017 javascript中国开发者大会”进行《基于Node.js构建物联网系统》演讲分享。IT大咖说作为独家视频合作方，经主办方和讲者审阅授权发布。

阅读字数：1719 | 3分钟阅读

摘要

物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。阿里云技术专家张子发为我们分享阿里云基于Node.js构建物联网系统。

物联网

大概在2007-2008年的时候，物联网的概念才开始逐渐普及，但实际上物联网的开发在很多年前就已经在进行了。近几年流行的移动支付，就是因为物联网促进了智能手机的技术发展才出现。与我们日常生活离得比较远的例如电网、工业制造，也早在很多年前已经有物联网的概念。

物联网行业主要是由几个部分组成。数据产生由传感器完成，数据收集是把数据通过网络进行传输，数据分析是用自己搭建的服务器，数据分析完成之后把数据的结果推送给一些可执行的机构。

物联网开发

如上图，接入传感器之后，会更多地重视安全、认证、数据传输加密等问题，在以前的概念里基本不会考虑这些。

现在在设备端有一种是独立的设备，可以直接连到网上。比如网络摄像头或者是一些用复杂芯片做的东西，可以直接连接云服务。

还有一些低功耗的设备，例如家用的无线传感器，会连接智能网关，再通过各种协议。现在的标准就是用MQTT直接传到云上。和以前相比MQTT最方便的是提供QS机制，保证消息一定可达。像传感器的周期性数据只需要传输一次，中间丢了也没关系；像报警信息那种不能丢的数据能保证它可；或者有些计费的消息则保证只需传输一次并要可达。还提供了消息发布和订阅机制。

为什么是Node.js

Node.js的生态很好。现在Node.js官方给出的数据是用户有四百万人，每年的增长率为100%。

Node.js天生就是高并发场景。物联网应用不同于普通互联网应用之处就在于，它的数据是周期性的，要保持一个长连接。如果下面接的设备或用户很多，就需要是一个高并发的场景。

要是生意做得好，Node.js扩展起来也非常方便，只需要多开几台机器和进程。

现在大部分做物联网开发的工程师，和设备相关的还是主要以使用C语言为主。要是CPU的内存和能力够的话，用Node.js来写会比较方便。

借助于生态，基本需要用到的芯片底层的库，以及芯片的外部设备都可以直接引用，所以开发效率是很高的。

前后端的沟通也会畅通很多。物联网应用如果要被大众所接受，最重要的是前端的用户体验。

DEMO

树莓派上是通过串口接收pm2.5传感器数据，通过IO来控制蜂鸣器和电机，通过MQTT与云服务器交互依赖。依赖wiring-pi、serialpor和MQTT这几个库。

这个代码非常简单，只要把串口的库拿进来和串口绑定，波特率两边匹配一致就行。然后port会有一个事件，有数据进来的时候进行数据处理。并且要考虑数据丢失的问题，现实中这个问题时有发生，可能做硬件的人深有体会。

上图中的代码通常是硬件开发者写代码的方式。先设置工作模式，然后进行数字的写入和读取。用js来写设备端的代码还是需要懂一些硬件，否则效率不会高。

云服务器用的是ECS，多了一个公网IP更加方便。数据传输有MQTT。数据存储可以根据数据的类型选择不同的数据库，比如mysql、mongoDB和redis。前端展现是express。主要依赖mosca、mysql、mongo、redis和express，根据不同类型选择不同的数据库进行存储。

Mosca配置的时候除了port要自己指定之外，其它的可以用默认参数。

Tip

要做一个硬件产品，如果这是一个合格的产品，需要的周期很长。首先要去市场上选型，之后的采购周期要根据订货量大小决定。传感器的供应商并不多，要做比较的话需要采购过来并花费很多时间进行验证测试，这个过程会很长。产品完成后还要评测认证检测，反反复复又需要很久。整个过程就导致硬件的开发周期很长。

MagicLight是一个在亚马逊上销量很好的，用wifi控制的灯。但是我觉得这个灯有一个缺点，就是只能通过手机控制，无法使用墙面开关控制，这是用户体验的一个很大问题。如果要做到开关和手机都能控制，就要做一个联动。

于是有人做了一个开关，可以用手机控制同时也能保持物理结构。但还要保持wifi部分工作的话，就需要有电流通过，要有一个回路。就是在灯即使关闭的时候仍然有电流可通过，wifi的控制电路才能通过，这就是单火线开关的问题，目前还无法解决。

做物联网应用还有很重要的一点就是要满足用户的需求，无论是解决体验问题还是带来一些收益，解决行业内的痛点才是有意义的。如果是纯粹是技术看起来很好或是很有噱头，我觉得很难存活下去。

今天的分享到此结束，谢谢大家！

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