物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 使互聯(lián)設(shè)備能夠收集、交換和處理數(shù)據(jù)，從而正在重塑各行各業(yè)。在英國(guó)，它在醫(yī)療保健、制造業(yè)、農(nóng)業(yè)和智慧城市等多個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的激增，軟件開(kāi)發(fā)對(duì)于確保這些設(shè)備安全、可靠和高效地運(yùn)行至關(guān)重要。

本指南專(zhuān)門(mén)針對(duì)英國(guó)受眾，探討了物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性。我們將討論技術(shù)挑戰(zhàn)、法律要求、最佳實(shí)踐和未來(lái)趨勢(shì)，同時(shí)考慮英國(guó)獨(dú)特的監(jiān)管和市場(chǎng)環(huán)境。

1.物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)介

什么是物聯(lián)網(wǎng)？

物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接的物理設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，配備傳感器、軟件和其他技術(shù)來(lái)收集和交換數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)行業(yè)都有應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)更智能的決策和自動(dòng)化。示例包括智能家居系統(tǒng)、可穿戴健康監(jiān)測(cè)器、聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)和工業(yè)自動(dòng)化。

物聯(lián)網(wǎng)在英國(guó)市場(chǎng)的作用

在英國(guó)，物聯(lián)網(wǎng)正在通過(guò)提高運(yùn)營(yíng)效率、降低成本和促進(jìn)創(chuàng)新來(lái)改變行業(yè)。制造業(yè)、醫(yī)療保健和農(nóng)業(yè)等行業(yè)越來(lái)越多地采用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。英國(guó)政府通過(guò)英國(guó)數(shù)字戰(zhàn)略和安全設(shè)計(jì)倡議等舉措積極支持物聯(lián)網(wǎng)，該倡議制定了提高物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全性的指導(dǎo)方針。

2.物聯(lián)網(wǎng)軟件的核心組件

物聯(lián)網(wǎng)定制軟件開(kāi)發(fā)公司致力于各種關(guān)鍵組件的開(kāi)發(fā)，每個(gè)組件在根據(jù)業(yè)務(wù)需求實(shí)現(xiàn)無(wú)縫、高效和可擴(kuò)展的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)方面都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這些組件必須經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，以確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)和軟件和諧地協(xié)同工作，滿足項(xiàng)目或業(yè)務(wù)的特定需求。以下是開(kāi)發(fā)人員在物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要關(guān)注的核心組件的細(xì)分：

傳感器和執(zhí)行器

傳感器負(fù)責(zé)收集現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)（例如溫度、濕度或運(yùn)動(dòng)），而執(zhí)行器則根據(jù)這些數(shù)據(jù)采取行動(dòng)，例如關(guān)閉機(jī)器或調(diào)整智能家居系統(tǒng)中的照明。軟件開(kāi)發(fā)人員必須確保準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)收集以及傳感器和執(zhí)行器之間的無(wú)縫交互。

連接協(xié)議

IoT 設(shè)備根據(jù)其特定需求使用各種協(xié)議進(jìn)行通信：

Wi-Fi用于短距離高速數(shù)據(jù)傳輸。

藍(lán)牙用于低功耗、短距離通信。

Zigbee 和 Z-Wave適用于低功耗智能家居系統(tǒng)。

適用于長(zhǎng)距離、高帶寬應(yīng)用的5G和NB-IoT 。

選擇正確的協(xié)議對(duì)于優(yōu)化設(shè)備性能和確?？煽康耐ㄐ胖陵P(guān)重要。

數(shù)據(jù)處理和分析

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備會(huì)生成大量數(shù)據(jù)，需要實(shí)時(shí)處理或存儲(chǔ)以供以后分析。基于云的平臺(tái)或邊緣計(jì)算解決方案負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)處理，提供推動(dòng)自動(dòng)化或決策的見(jiàn)解。對(duì)于軟件開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，集成高效的數(shù)據(jù)處理算法是物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)成功的關(guān)鍵。

用戶(hù)界面和控制系統(tǒng)

用戶(hù)界面允許用戶(hù)通過(guò)移動(dòng)應(yīng)用程序、網(wǎng)絡(luò)儀表板或語(yǔ)音激活控件與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)交互。這些界面提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化和控制，因此開(kāi)發(fā)人員必須構(gòu)建直觀且響應(yīng)靈敏的 UI。

3. 流行的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)

選擇正確的平臺(tái)對(duì)于構(gòu)建、管理和擴(kuò)展物聯(lián)網(wǎng)解決方案至關(guān)重要。主要平臺(tái)包括：

AWS 物聯(lián)網(wǎng)核心

AWS IoT Core 是一個(gè)托管云平臺(tái)，可將 IoT 設(shè)備連接到云應(yīng)用程序。其廣泛的數(shù)據(jù)處理和機(jī)器學(xué)習(xí)工具集使其受到在英國(guó)構(gòu)建大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)人員的歡迎。

谷歌云物聯(lián)網(wǎng)

Google Cloud IoT 將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與 Google 的數(shù)據(jù)分析工具集成在一起，為實(shí)時(shí)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和邊緣計(jì)算提供強(qiáng)大的功能。對(duì)于尋求從物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中提取可行見(jiàn)解的企業(yè)來(lái)說(shuō)，它是理想的選擇。

微軟Azure物聯(lián)網(wǎng)中心

Azure IoT 中心提供了一整套用于連接、監(jiān)視和管理 IoT 設(shè)備的工具。它支持多種通信協(xié)議、安全功能以及與其他 Microsoft 服務(wù)的無(wú)縫集成，使其成為物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。

4.物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)生命周期

物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)涉及幾個(gè)關(guān)鍵階段，以確保系統(tǒng)安全、可擴(kuò)展且功能齊全。

需求收集

此階段涉及確定物聯(lián)網(wǎng)解決方案應(yīng)解決的特定業(yè)務(wù)問(wèn)題或用例，例如用于智能家居中預(yù)測(cè)性維護(hù)或能源管理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集。

建筑設(shè)計(jì)

軟件架構(gòu)師設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)，包括硬件、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)層。關(guān)于云計(jì)算與邊緣計(jì)算、連接協(xié)議和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的決策都是在這個(gè)階段做出的。

設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)層開(kāi)發(fā)

開(kāi)發(fā)人員配置設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，確保設(shè)備和中央系統(tǒng)之間的順暢通信。這包括對(duì)設(shè)備固件進(jìn)行編程、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬和實(shí)施數(shù)據(jù)加密。

數(shù)據(jù)處理和應(yīng)用層開(kāi)發(fā)

此階段涉及開(kāi)發(fā)處理、分析和存儲(chǔ)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備收集的數(shù)據(jù)的后端服務(wù)。開(kāi)發(fā)人員構(gòu)建算法來(lái)處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、機(jī)器學(xué)習(xí)模型和云集成。

測(cè)試和部署

測(cè)試可確保系統(tǒng)安全、可擴(kuò)展且功能齊全。在部署系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際使用之前，開(kāi)發(fā)人員會(huì)執(zhí)行各種測(cè)試，包括壓力測(cè)試、安全審核和互操作性檢查。

5. 物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)編程語(yǔ)言

C/C++：用于低級(jí)設(shè)備編程。

Python：流行于應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)和機(jī)器學(xué)習(xí)集成。

JavaScript (Node.js)：非常適合構(gòu)建實(shí)時(shí)應(yīng)用程序和服務(wù)器端服務(wù)。

物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議

通常使用MQTT、CoAP和HTTP/HTTPS等協(xié)議，具體取決于設(shè)備的功率和帶寬限制。

物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)解決方案

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生大量需要高效存儲(chǔ)和檢索的數(shù)據(jù)：

用于結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)。

NoSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)提供靈活且可擴(kuò)展的存儲(chǔ)解決方案。

邊緣計(jì)算通過(guò)在更靠近設(shè)備的位置處理數(shù)據(jù)來(lái)減少延遲和帶寬使用。

6.物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)挑戰(zhàn)

安全問(wèn)題

安全性是物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)中最關(guān)鍵的挑戰(zhàn)之一，因?yàn)檫B接的設(shè)備容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊。開(kāi)發(fā)人員必須實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密、安全身份驗(yàn)證和定期固件更新。在英國(guó)，GDPR 合規(guī)對(duì)于保護(hù)用戶(hù)數(shù)據(jù)、確保隱私和避免罰款至關(guān)重要。

設(shè)備互操作性

互操作性至關(guān)重要，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)通常涉及來(lái)自不同制造商的設(shè)備。中間件解決方案和遵守標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議有助于確保設(shè)備之間的無(wú)縫通信。

可擴(kuò)展性

隨著物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，它們必須適應(yīng)不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)和設(shè)備連接量。設(shè)計(jì)水平擴(kuò)展的軟件架構(gòu)對(duì)于支持不斷增長(zhǎng)的需求至關(guān)重要。

7.物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)的最佳實(shí)踐

安全優(yōu)先

應(yīng)從物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程一開(kāi)始就集成安全性。這包括實(shí)施安全通信協(xié)議、數(shù)據(jù)加密和定期更新固件。

可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通常起步規(guī)模較小，但發(fā)展迅速。開(kāi)發(fā)人員應(yīng)確保他們的軟件可以擴(kuò)展以適應(yīng)額外的設(shè)備、數(shù)據(jù)流量和用戶(hù)需求，而不會(huì)犧牲性能。

確?；ゲ僮餍?/p>

使用開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)和 API 設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)解決方案有助于確保來(lái)自不同供應(yīng)商的設(shè)備無(wú)縫協(xié)作。這種方法使系統(tǒng)能夠面向未來(lái)，從而更容易集成新技術(shù)。

8. 英國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的法律和監(jiān)管考慮

英國(guó)特定的物聯(lián)網(wǎng)法規(guī)

在英國(guó)，物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)發(fā)人員必須遵守法律要求，例如實(shí)施 GDPR 的《2018 年數(shù)據(jù)保護(hù)法》 。遵守英國(guó)有關(guān)數(shù)據(jù)隱私和設(shè)備安全的法律對(duì)于保護(hù)用戶(hù)信息和確保法律合規(guī)至關(guān)重要。

GDPR 和數(shù)據(jù)隱私

開(kāi)發(fā)人員必須確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以符合 GDPR 法規(guī)的方式處理個(gè)人數(shù)據(jù)。這包括實(shí)施數(shù)據(jù)匿名化、安全數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和用戶(hù)同意管理。

9.物聯(lián)網(wǎng)的可持續(xù)性和環(huán)境影響

節(jié)能物聯(lián)網(wǎng)軟件

鑒于英國(guó)對(duì)環(huán)境可持續(xù)性的關(guān)注，開(kāi)發(fā)節(jié)能的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)變得越來(lái)越重要。應(yīng)優(yōu)化軟件，以最大限度地減少數(shù)據(jù)傳輸、降低處理能力并延長(zhǎng)設(shè)備電池壽命。

英國(guó)的物聯(lián)網(wǎng)和可持續(xù)發(fā)展

物聯(lián)網(wǎng)在幫助英國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)方面發(fā)揮著重要作用。智能電網(wǎng)、節(jié)能建筑和優(yōu)化的交通系統(tǒng)只是物聯(lián)網(wǎng)幫助減少碳排放和提高資源效率的幾個(gè)例子。

10.英國(guó)特定行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

智慧城市

倫敦等城市正在利用物聯(lián)網(wǎng)來(lái)管理交通、監(jiān)測(cè)空氣質(zhì)量并減少能源消耗。開(kāi)發(fā)商正在構(gòu)建提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)，以改善城市規(guī)劃和公共服務(wù)。

衛(wèi)生保健

NHS 和私人醫(yī)療保健提供商正在使用物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程患者監(jiān)控、預(yù)測(cè)分析和個(gè)性化護(hù)理，從而改善治療結(jié)果并減少入院率。

農(nóng)業(yè)

物聯(lián)網(wǎng)幫助英國(guó)農(nóng)民監(jiān)測(cè)土壤狀況、優(yōu)化灌溉并更有效地管理牲畜。其結(jié)果是生產(chǎn)力的提高和可持續(xù)的農(nóng)業(yè)實(shí)踐。

制造業(yè)

在英國(guó)的制造業(yè)中，物聯(lián)網(wǎng)支持預(yù)測(cè)性維護(hù)、流程自動(dòng)化和庫(kù)存跟蹤。這些應(yīng)用程序減少了停機(jī)時(shí)間、提高了效率并降低了成本。

11.物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)中的測(cè)試方法

安全測(cè)試

鑒于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的敏感性，開(kāi)發(fā)人員必須進(jìn)行全面的安全測(cè)試，包括漏洞掃描、滲透測(cè)試和加密檢查。

互操作性測(cè)試

由于有如此多的設(shè)備使用不同的協(xié)議，互操作性測(cè)試對(duì)于確保整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)的無(wú)縫通信至關(guān)重要。

自動(dòng)化測(cè)試工具

自動(dòng)化測(cè)試工具可以幫助簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)軟件測(cè)試流程，特別是在部署頻繁的更新或補(bǔ)丁時(shí)。

12.物聯(lián)網(wǎng)軟件解決方案貨幣化

商業(yè)模式

物聯(lián)網(wǎng)軟件解決方案的貨幣化方式有多種，包括訂閱模式、按使用付費(fèi)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)貨幣化。企業(yè)還可以向客戶(hù)提供物聯(lián)網(wǎng)即服務(wù)（IoTaaS），提供基于訂閱的平臺(tái)來(lái)管理連接的設(shè)備。

物聯(lián)網(wǎng)即服務(wù) (IoTaaS)

IoTaaS 是一種新興的商業(yè)模式，企業(yè)在訂閱的基礎(chǔ)上提供物聯(lián)網(wǎng)功能。這種模式減少了客戶(hù)對(duì)硬件進(jìn)行大量投資的需要，同時(shí)為物聯(lián)網(wǎng)提供商提供了經(jīng)常性收入來(lái)源。

13. 部署后支持和生命周期管理

軟件維護(hù)和更新

部署物聯(lián)網(wǎng)解決方案后，定期更新對(duì)于確保修補(bǔ)安全漏洞并添加新功能至關(guān)重要。開(kāi)發(fā)人員必須規(guī)劃長(zhǎng)期支持，以確保設(shè)備安全和正常運(yùn)行。

設(shè)備生命周期管理

物聯(lián)網(wǎng)軟件開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮設(shè)備生命周期管理，包括更新、維修和最終退役。規(guī)劃壽命終止 (EOL)場(chǎng)景可確保設(shè)備安全退役，且不會(huì)中斷更廣泛的網(wǎng)絡(luò)。

結(jié)論

物聯(lián)網(wǎng)正在迅速改變英國(guó)各地的行業(yè)，為企業(yè)提供提高效率、降低成本和增強(qiáng)客戶(hù)體驗(yàn)的新機(jī)會(huì)。然而，成功的物聯(lián)網(wǎng)部署取決于強(qiáng)大的軟件，以確保設(shè)備能夠自主通信、處理數(shù)據(jù)和做出決策。

通過(guò)了解物聯(lián)網(wǎng)軟件的核心組件、遵循最佳實(shí)踐并保持領(lǐng)先于新興趨勢(shì)，開(kāi)發(fā)人員可以創(chuàng)建滿足英國(guó)市場(chǎng)需求的安全、可擴(kuò)展和可互操作的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)的未來(lái)是光明的，那些投資正確的軟件解決方案的人將能夠從這場(chǎng)技術(shù)革命中受益。