一些关于智能硬件的随想
一些关于智能硬件的随想
最近在给自己的开源项目Lithosphere IoT Platform补文档。
Lithosphere IoT平台里，包括了名为sand-demo演示范例。在项目文档z中，hello系列教程里的，也包括了几个软硬件一体的范例。
既然是IoT平台的范例，肯定少不了要出现智能硬件。基本上来说，在范例中出现的硬件平台，主要是Respberry Pi和Arduino。
为何选择Arduino，理由很简单，因为Arduino容易上手。考虑到我的职业经历主要以软件开发为主，缺少硬件开发经验，所以选择Arduino不奇怪。
在IoT领域，我个人觉得最麻烦的一个问题是，在架构上，IoT应用涉及到多协议和多端的协作整合。
说到多端协作整合，IoT应用中，除了服务器端，智能硬件终端之外，一般还会涉及到IoT协议通讯网关和边缘计算设备。在这些领域，MCU板的能力不够用了，一般会涉及到MPU硬件板和嵌入式开发。
说到嵌入式开发，我的职业背景，虽然主要是个软件开发者，但我是一个Linux的fans。
这样说吧，我曾经非常极端的把自己的桌面电脑的Windows删除掉，换成了Linux。是的，我曾经在有10年时间里，用Linux来做一切事情，我用Linux走开发，用Linux上网浏览，和朋友聊天，看盗版碟。除了不能玩游戏（是的，我不爱玩游戏）和不能使用网上银行之外，我用Linux系统做所有的事。
作为一个Linux fans，我当然会自己编译内核，定制Linux。作为一个经验丰富的Java开发者，在服务器端，那不用说了，我使用Linux服务器的经验，那肯定是很多的。
回到智能硬件MPU上，当我选择智能硬件来演示自己的开源IoT平台时，我当然会有一番考察和思考。在做IoT平台之前，我在两家公司做过IoT应用。
第一家公司，我们使用了专用的Linux硬件板，硬件板厂家定制了Linux内核，将操作系统烧录到硬件板中，并对硬件板做了很多兼容性测试，并给客户提供技术支持。
第二家公司，其实也类似，我们采购了专用的Linux硬件板。区别在于，这次厂家是华为，华为除了定制的Linux之外，还给硬件板上预装了一些IoT的程序。是的，华为直接提供了一个集成多种IoT通讯协议的智能网关硬件。
问题是什么呢？对于第一家公司的解决方案来说，问题在于，它不是一个标准化的解决方案。
硬件方面来说，硬件板方案并不担保都采用标准化的技术方案。对于操作系统和软件来说，厂家根据自己的硬件解决方案，定制一个linux，自己编译了Linux内核，以及安装了硬件的相关驱动。
问题在于，在这个并不标准的硬件和操作系统之上，当你碰到问题时，一个是你可以依赖自己的Linux经验，另一个，你可以依赖厂家的技术支持。
对于第二家公司的解决方案来说，情况似乎要好一些，因为这个公司是华为。是的硬件和软件上来说，华为提供的解决方案，会更加标准化一些。而且华为的技术支持能力，也肯定比第一家公司强太多。
那问题在哪儿呢？
第一个问题，大厂家会习惯性的绑定自己的技术方案。华为的IoT网关硬件，直接集成了几种IoT通讯协议支持。但是华为不开源这些IoT协议的集成程序，也不担保这些程序接口的标准化和通用性。简单来说，在华为的IoT网关上，你使用华为专用的API和SDK进行开发，你绑定在了华为的平台上。
第二个问题，简单来说，就一个字，贵。华为的IoT网关，价格就6K RMB一个吧。
当然，这能够理解，华为2022年，净利润是356亿RMB。华为是需要挣钱的，给华为员工发工资，给国家交税。
正是因为以往的IoT项目的经历，所以，当我自己来开发开源IoT平台时，我选择了使用相较而言标准化和通用的树莓派硬件平台。
一番折腾后，我把sand-demo跑了起来。
说说自己的感受吧。
我必须得说，树莓派，对于背景是软件开发者的我，是非常友好的。这是因为，树莓派采用PC标准化的硬件，以及使用通用操作系统。
怎么说呢，树莓派除了GPIO硬件接口之外，完全可以把它看作一个标准PC电脑。无论是USB通用接口，还是标准无线WiFi和蓝牙，简直和标准PC没有区别。
更赞的是，树莓派使用通用的Linux操作系统。当然，树莓派提供了自己的Raspberry Pi OS操作系统。但是这个操作系统基于标准的Debian。
简单来说，我可以使用通用的Linux工具，以及很方便的安装各种通用的软件包。
我可以简单的用
sudo apt-get install default-jdk
就装好openjdk 11。
也可以用
sudo apt-get install ffmepg
来安装FFmpeg。
多聊几句。关于IoT操作系统的选择，我以前考虑过Andriod Things。因为Android可以用Java做开发，当google宣布Andriod Things项目时，我当然是兴奋的，很好，在硬件板上使用Java做开发，这是多么愉快的事啊。
当然，我并不惧怕C/C++开发。在Lithosphere IoT里，有不少C/C++代码。Mud库，是完全采用C开发的。
但是，我无法不去考虑发效率的问题。以及，全世界有这么多Java开发者，如果能够在IoT应用中，使用Java做开发该多好啊！
Android能够这么流行，我想，google当时采用Java作为应用层的主要开发语言，这应该一个重要的因素。
当google决定放弃Android Things项目时，我是很失望的。
当我准备好了，计划使用C/C++作为主要开发语言，来开发我的开源项目的IoT网关和终端时，出乎我意料的事情出现了。
这是一块Raspberry Pi Zero W板子：
它的配置是1G CPU，512M内存，可以运行通用的Raspbery Pi OS
它可以跑Java程序吗？
当然可以，为什么不？它可是有1G的CPU，512M的内存，运行标准的Linux操作系统。
还有，我在淘宝上买下它的价格是153元RMB。
在决定把职业生涯的最后阶段，全部投资到IoT这个领域时，当时我是这样考虑的。
常规的应用开发，WEB开发，不值得再投入了。因为这个领域技术太成熟了，搞相关开发的人太多了。当然，可以切入到垂直领域，在某个业务领域，把产品做到牛逼，这是一个解决方案。可惜，我没有看到相关的机会，所以，这个方向上，我已经找不到路了。
移动应用开发，这个方向上，更多的是竞争是在产品创意方面，而不是技术上。这个方向上，也是做得太多，太烂了，也是缺少发展的空间了。而且，随着互联网，移动互联网的泡沫破灭，现在这个领域的投资很少，没必要再进到这个红海里去扑腾了。
IoT这个领域，好就好在，还有较大的应用开发的空间。相较前面说到的两个领域，IoT领域由于技术上的还不够成熟，应用开发还没有被做烂。
这里说的技术还不够成熟，两方面。一方面是指智能硬件的计算能力，智能硬件在硬件计算能力上还没有突破的话，就很难用来做复杂应用。
另一方面，在于IoT领域的通讯技术的成熟度。由于IoT智能设备一般必须采用无线通讯、又需要考虑极端的节能，所以，需要对付这些约束所带来的技术挑战。
如果相关领域技术还不够成熟，那么，大规模的应用自然就做不起来。
当我拿着这块Raspberry Pi Zero W时，我陷入了沉思。智能硬件的计算能力这个问题，是否已经得到了突破。或者说，是否已经到了突破的边界，接下来问题就会被克服掉。
是的，现在可以认为，智能硬件的计算能力，已经得到了突破。
至于另外一个问题，通讯技术的成熟。很好，这不就是Lithosphere IoT平台尝试去解决的问题吗？这不正是时代还留给我们的机会吗？
我确信，未来，我们身边，会充满无数智能硬件小设备。
朋友！欢迎你进入IoT的世界！
是的，可以有些结论了！
随着技术的发展，智能硬件在技术上已经逐渐成熟。IoT领域，将会出现更多，更复杂的应用。
那么，这应该会导致一个趋势，就是硬件开发变得更软件化。何为硬件开发软件化？在硬件开发领域，或者说IoT开发领域，因为硬件变得更智能化，计算能力的增强，应用将变得更加复杂，而这需要在硬件上，做更复杂的软件编程。更多的纯软件开发人员，将会进入智能硬件（或者说是IoT）的开发领域。
更多的软件开发人员，进入智能硬件开发领域。那么，这其中一个推动剂，我想，应该会是智能硬件的架构标准化，以及嵌入式操作系统的通用化。
是的，我想，智能硬件，应该会复制PC时代，X86标准化的进程。
当然，智能硬件架构，会有自己的特点，ARM架构，GPIO接口，......
将来，未必是Raspbery Pi，未必是Raspberry Pi OS和Ubuntu Core。但应该是标准化的硬件架构，以及通用的操作系统。
这样的趋势，对于纯软件开发人员，进入智能硬件开发领域，这绝对是一个利好！
至于当前、现在，我想，可以先把赌注先押在Raspberry Pi，Arduino，STM32上。
