物联网开发第一课：基础入门概念和设备名词识别

物联网（IoT）涉及多种技术和硬件设备，以下是常用的相关技术和设备的介绍，并通过描述其外观，方便您识别。

一、传感器

  1. 温度传感器

    • 功能：测量环境温度。
    • 外观描述：通常是小型的金属探头，可能有长长的引线，或安装在一个小的电路板上，上面有黑色的半导体元件。
      NTC温度传感器.jpg
      也有一此二次封装带有温度显示的
      温度传感器

  2. 湿度传感器

    • 功能：检测空气中的湿度。
    • 外观描述：常见为一个小型的塑料或金属外壳，上面有网状开孔，以便空气接触内部元件。
      湿度传感器
      湿度传感器

  3. 光照传感器

    • 功能：感知光线强度。
    • 外观描述：通常是一个小型的黑色光敏电阻，或一个透明的圆顶，内部有感光芯片。
      光照传感器
      光照传感器

  4. 红外传感器

    • 功能：检测物体的红外辐射，常用于运动感应。
    • 外观描述：半球形的白色塑料罩，底部有电路板和引脚。
      红外传感器
      红外传感器

  5. 气体传感器

    • 功能：检测特定气体的浓度，如一氧化碳、二氧化碳等。
    • 外观描述：圆柱形金属外壳，顶部有金属网状结构。
      气体传感器

二、执行器

  1. 继电器

    • 功能：控制高电压设备的开关。
    • 外观描述：小型矩形塑料盒，侧面有金属引脚，顶部可能标有线圈电压和负载参数。
      继电器

  2. 电机

    • 功能：将电能转换为机械能，驱动机械部件运动。
    • 外观描述：圆柱形金属外壳，一端有旋转轴，可能带有齿轮。
      电机
      电机驱动模块一般长这样
      电机驱动模块

  3. 阀门控制器

    • 功能：调节液体或气体的流动。
    • 外观描述：带有电机或电磁线圈的阀门装置，通常由金属和塑料组成。

三、微控制器和单板计算机

  1. Arduino

    • 功能：开源的电子原型平台，便于开发电子项目。
    • 外观描述：蓝色或绿色的矩形电路板，上面有微控制器芯片、引脚和USB接口。
      arduino-uno-6.jpg

  2. Raspberry Pi / 树莓派

    • 功能：功能强大的单板计算机，可运行操作系统。
    • 外观描述：绿色的电路板，有USB接口、HDMI接口、以太网口和GPIO引脚。
      Raspberry Pi.jpg

  3. ESP8266/ESP32

    • 功能：集成Wi-Fi功能的微控制器，用于无线连接。
    • 外观描述：小型电路板，尺寸约为拇指大小，上面有金属屏蔽罩和天线图案。
      ESP8266/ESP32

四、通信模块

  1. Wi-Fi模块

    • 功能：提供无线网络连接功能。
    • 外观描述：小型电路板，可能有陶瓷天线或天线接口。
      Wi-Fi模块.png

  2. 蓝牙模块

    • 功能：用于短距离无线通信。
    • 外观描述：小型蓝色电路板，上有引脚和状态指示灯。
      蓝牙模块.png

  3. Zigbee模块

    • 功能：用于低功耗、低数据速率的无线网络。
    • 外观描述：小型电路板，可能带有小天线或天线接口。
      Zigbee模块.png

  4. LoRa模块

    • 功能：长距离、低功耗无线通信。
    • 外观描述：电路板上有明显的金属屏蔽罩和天线接口。
      LoRa模块.png

五、网关和路由器

  1. 物联网网关

    • 功能：连接传感器和云端，进行协议转换和数据处理。
    • 外观描述：类似于家用路由器，带有天线、以太网口和指示灯。
      物联网网关.jpg

  2. 边缘计算设备

    • 功能：在本地处理数据，减少云端负载。
    • 外观描述：小型盒状设备，可能有多个接口和散热片。
      边缘计算设备.png

六、智能设备

  1. 智能插座

    • 功能：远程控制电源开关。
    • 外观描述：类似于普通插座，但可能有按钮和LED指示灯。
      智能插座.png

  2. 智能灯泡

    • 功能：调节灯光亮度和颜色。
    • 外观描述：外形与普通灯泡相似，但底部可能有无线通信模块。

  3. 智能摄像头

    • 功能：视频监控和图像捕捉。
    • 外观描述：带有镜头的设备，可能是球形或圆柱形，带有支架。

  4. 智能手环/手表

    • 功能：健康监测和通知提醒。
    • 外观描述：腕带式设备，带有小型显示屏。

七、云平台和软件技术

  1. 云计算平台

    • 功能：提供数据存储、分析和管理服务。
    • 代表：AWS IoT、Azure IoT、Google Cloud IoT。

  2. 通信协议

    • 功能：定义设备间通信的规则。
    • 代表：MQTT、HTTP、CoAP。

1. 网络层协议

1.1. 6LoWPAN

  • 描述: 6LoWPAN（IPv6 over Low Power Wireless Personal Area Networks）是一种用于在低功耗无线个人区域网络（WPAN）上传输IPv6数据包的协议。
  • 应用场景: 适用于资源受限的设备，如传感器节点。
  • 技术要点: 通过压缩和分片技术，使得IPv6数据包能够在低功耗、低带宽的网络中传输。

1.2. Thread

  • 描述: Thread是一种基于IPv6的无线网络协议，专为低功耗设备设计。
  • 应用场景: 智能家居、楼宇自动化等。
  • 技术要点: 使用6LoWPAN技术，支持设备之间的安全通信，具有自愈和多路径路由功能。

2. 传输层协议

2.1. CoAP（Constrained Application Protocol）

  • 描述: CoAP是一种专为受限设备设计的应用层协议，类似于HTTP，但更轻量级。
  • 应用场景: 适用于资源受限的设备，如传感器和执行器。
  • 技术要点: 使用UDP协议，支持RESTful API，具有低开销和低延迟的特点。

2.2. MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）

  • 描述: MQTT是一种轻量级的消息传输协议，适用于低带宽、高延迟或不可靠的网络环境。
  • 应用场景: 远程监控、物联网平台等。
  • 技术要点: 使用发布/订阅模式，支持QoS（Quality of Service）级别，具有低开销和高效率的特点。

3. 应用层协议

3.1. LwM2M（Lightweight M2M）

  • 描述: LwM2M是一种专为物联网设备管理设计的协议，由OMA（Open Mobile Alliance）定义。
  • 应用场景: 设备管理、固件更新、远程配置等。
  • 技术要点: 使用CoAP作为传输协议，支持设备生命周期管理、数据收集和远程操作。

3.2. HTTP/HTTPS

  • 描述: HTTP和HTTPS是广泛使用的应用层协议，适用于需要高可靠性和安全性的场景。
  • 应用场景: 物联网网关、云平台接口等。
  • 技术要点: 使用TCP/IP协议，支持RESTful API，具有良好的扩展性和安全性。

4. 其他协议

4.1. Zigbee

  • 描述: Zigbee是一种低功耗、短距离无线通信协议，适用于家庭自动化和传感器网络。
  • 应用场景: 智能家居、工业自动化等。
  • 技术要点: 使用IEEE 802.15.4标准，支持自组织网络和低功耗模式。

4.2. Bluetooth Low Energy (BLE)

  • 描述: BLE是一种低功耗蓝牙技术，适用于短距离通信和低功耗设备。
  • 应用场景: 可穿戴设备、健康监测设备等。
  • 技术要点: 使用GATT（Generic Attribute Profile）进行数据交换，具有低功耗和高效率的特点。

这些技术和设备共同构成了物联网生态系统，实现了设备间的互联互通和智能化管理。通过上述描述，希望能帮助您更好地识别和理解物联网中的常见设备。

最后，我会整理一套完整的物联网基础设备的文档. 暂时地址就用 https://www.lvtao.net/books/iot/index.html

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本文链接：https://www.lvtao.net/iot/learn-01.html

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标签: IOT

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