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从芯片到云端——Python物联网全栈开发实践 - 刘凯
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9.11.3　物联网的实时要求

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2024-04-30 08:57:07
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  • 封面
  • 版权信息
  • 内容简介
  • 推荐序
  • 自序
  • 前言
  • 第1章　物联网简介
    • 1.1　物联网定义
    • 1.2　物联网发展趋势
    • 1.3　物联网应用与技术
      • 1.3.1　物联网核心价值
      • 1.3.2　物联网发展阶段
      • 1.3.3　物联网分层
      • 1.3.4　物联网数据传输与网络拓扑
      • 1.3.5　物联网实施所需技术栈
      • 1.3.6　标准、现状与未来
    • 1.4　本章小结
  • 第2章　Python语言基础
    • 2.1　Python的由来与特征
      • 2.1.1　概述
      • 2.1.2　设计定位与哲学
      • 2.1.3　优点与缺点
    • 2.2　Python与物联网开发
    • 2.3　获取Python资源
      • 2.3.1　Python主程序
      • 2.3.2　Python文档
      • 2.3.3　Python PyPI
    • 2.4　Python解释器运行环境
      • 2.4.1　REPL交互模式
      • 2.4.2　直接运行与模块运行
      • 2.4.3　脚本文件直接运行
      • 2.4.4　源程序文字编码与结束符
    • 2.5　Python类型与语法
      • 2.5.1　动态类型
      • 2.5.2　传值与传引用
      • 2.5.3　数据类型
      • 2.5.4　内置类型
      • 2.5.5　内置类型的普适操作
      • 2.5.6　数值类型
      • 2.5.7　布尔类型
      • 2.5.8　迭代器类型
      • 2.5.9　生成器类型
      • 2.5.10　yield表达式
      • 2.5.11　序列类型
      • 2.5.12　set集合类型
      • 2.5.13　映射类型
      • 2.5.14　其他类型
      • 2.5.15　控制流
      • 2.5.16　内置函数
      • 2.5.17　用户自定义函数
      • 2.5.18　模块
      • 2.5.19　输入/输出
      • 2.5.20　面向对象编程
      • 2.5.21　进程和线程
      • 2.5.22　错误和异常
    • 2.6　Python标准库概览
    • 2.7　本章小结
  • 第3章　Python语言进阶
    • 3.1　HOWTO：常见任务和解决方案
      • 3.1.1　数据类型转换
      • 3.1.2　数据的调试打印
      • 3.1.3　数据类型资源优化
      • 3.1.4　数据结构与算法
      • 3.1.5　数据缓存
      • 3.1.6　数据多路复用和解复用
      • 3.1.7　数据序列化和反序列化
      • 3.1.8　数据压缩和解压缩
      • 3.1.9　数据加密
      • 3.1.10　数据传输
      • 3.1.11　数据后处理
      • 3.1.12　数据持久化
      • 3.1.13　数据交换
    • 3.2　HOWTO：函数式编程
      • 3.2.1　高阶函数
      • 3.2.2　map函数
      • 3.2.3　reduce函数
      • 3.2.4　filter函数
      • 3.2.5　sorted函数
      • 3.2.6　返回函数
      • 3.2.7　闭包
      • 3.2.8　匿名函数
      • 3.2.9　装饰器
    • 3.3　HOWTO：并发运行模型
      • 3.3.1　协程
      • 3.3.2　I/O模型
    • 3.4　HOWTO：日期与时间
      • 3.4.1　类型转换
      • 3.4.2　时区的处理
    • 3.5　Python版本迁移
      • 3.5.1　Python 2与Python 3的区别
      • 3.5.2　Python 2到Python 3的流程
      • 3.5.3　多个Python版本共存
      • 3.5.4　virtualenv
      • 3.5.5　Windows多个版本共存
      • 3.5.6　Linux多个版本共存
    • 3.6　其他常见技巧
      • 3.6.1　常数类型的模拟
      • 3.6.2　枚举类型的模拟
      • 3.6.3　开发自定义模块
    • 3.7　Python与其他语言
    • 3.8　Python语言扩展
      • 3.8.1　C语言扩展Python
      • 3.8.2　ctypes访问Windows DLL
      • 3.8.3　Jython访问Java类
      • 3.8.4　IronPython访问.NET
    • 3.9　Python加速
      • 3.9.1　PyPy
      • 3.9.2　Cython
      • 3.9.3　PyCUDA
      • 3.9.4　PyOpenCL
      • 3.9.5　Theano
      • 3.9.6　Nuitka
    • 3.10　本章小结
  • 第4章　嵌入式系统开发
    • 4.1　嵌入式系统硬件分类
      • 4.1.1　MCU
      • 4.1.2　MPU
      • 4.1.3　DSP
      • 4.1.4　SMP
      • 4.1.5　异构大小核
      • 4.1.6　FPGA原型
      • 4.1.7　SoPC
      • 4.1.8　GPU
      • 4.1.9　哈佛结构和冯·诺依曼结构
    • 4.2　电路原型设计
      • 4.2.1　集成电路设计流程
      • 4.2.2　模拟电路原型设计
      • 4.2.3　数字电路原型设计
    • 4.3　常见嵌入式微控制器（MCU）
      • 4.3.1　MCU市场状况
      • 4.3.2　Arduino/Wiring
      • 4.3.3　ARM mbed
      • 4.3.4　设计专属架构和专属MCU
      • 4.3.5　ARM MCU差异化竞争
    • 4.4　常见嵌入式处理器和主板
      • 4.4.1　ARM架构
      • 4.4.2　其余的ARM Linux主板
      • 4.4.3　MIPS开发板
      • 4.4.4　x86 mini-ITX
    • 4.5　常见传感器和执行器
      • 4.5.1　虚拟传感器
      • 4.5.2　智能传感器
      • 4.5.3　专用传感器
      • 4.5.4　执行器
    • 4.6　物联网通信集成电路
    • 4.7　嵌入式系统开发语言演进
      • 4.7.1　从汇编到嵌入式C
      • 4.7.2　从C到C++
      • 4.7.3　压缩C++的系统消耗
      • 4.7.4　C++适合物联网开发
    • 4.8　C/C++的编程模式和技巧
      • 4.8.1　C/C++设计模式
      • 4.8.2　回调函数
      • 4.8.3　有限状态机模型
      • 4.8.4　善用结构体
      • 4.8.5　C/C++协程
    • 4.9　开发生态选择
      • 4.9.1　工业标准与厂家私有指令集架构
      • 4.9.2　硬件与软件平台选择
      • 4.9.3　编译器选择
    • 4.10　常见操作系统
      • 4.10.1　无操作系统
      • 4.10.2　RTOS的优势
      • 4.10.3　uC/OS
      • 4.10.4　Keil RTX
      • 4.10.5　mbed RTOS与mbed OS
      • 4.10.6　FreeRTOS
      • 4.10.7　Linux是开发复杂联网设备的现实选择
    • 4.11　物联网中间件
      • 4.11.1　WSN堆栈
      • 4.11.2　TCP/IP
      • 4.11.3　USB
      • 4.11.4　FAT/FS
      • 4.11.5　GUI
      • 4.11.6　Terminal
      • 4.11.7　MQTT
      • 4.11.8　CoAP
    • 4.12　物联网安全性
      • 4.12.1　安全相关芯片
      • 4.12.2　安全中间件
      • 4.12.3　Python安全算法
    • 4.13　设备固件更新
      • 4.13.1　固件更新技术发展史
      • 4.13.2　本地固件更新
      • 4.13.3　远程固件更新
      • 4.13.4　固件升级定制
    • 4.14　各类串口实现联网
      • 4.14.1　串口协议的选择
      • 4.14.2　模拟串口设备
      • 4.14.3　其他类型虚拟设备
      • 4.14.4　ISP编程器
      • 4.14.5　串口设备监控器
    • 4.15　本章小结
  • 第5章　设备连接和编程接口
    • 5.1　设备连接概述
      • 5.1.1　嵌入式系统连接层次
      • 5.1.2　选择正确的连接方案
      • 5.1.3　具体落实连接设计
      • 5.1.4　本章内容安排
    • 5.2　连接能力汇总
      • 5.2.1　连接由芯片开始
      • 5.2.2　芯片内部系统总线
      • 5.2.3　芯片间连接技术
      • 5.2.4　设备间连接
      • 5.2.5　设备组网
      • 5.2.6　设备组网与联网的无线技术
      • 5.2.7　连接性回顾
    • 5.3　Linux文件系统
      • 5.3.1　设备即文件
      • 5.3.2　设备文件系统
      • 5.3.3　Linux设备文件的演变
      • 5.3.4　文件I/O操作
      • 5.3.5　Linux硬件编程
    • 5.4　并行接口
      • 5.4.1　老旧的PC并行接口
      • 5.4.2　高速总线
      • 5.4.3　GPIO
      • 5.4.4　Linux访问GPIO
      • 5.4.5　GPIO的Python包
    • 5.5　串行接口
      • 5.5.1　异步通信串行口
      • 5.5.2　I2C总线
      • 5.5.3　SPI总线
      • 5.5.4　与其他硬件平台相关的Python包
    • 5.6　USB总线
      • 5.6.1　USB Endpoints
      • 5.6.2　USB Device/Host/OTG
      • 5.6.3　USB 3.0
      • 5.6.4　libUSB
      • 5.6.5　PyUSB
      • 5.6.6　标准化USB桥接
      • 5.6.7　与USB相关的其他设计
    • 5.7　Linux网络设备驱动
      • 5.7.1　TCP/IP套接字编程
      • 5.7.2　IEEE 802.3到IEEE 802.11
      • 5.7.3　网络通信实现方案
      • 5.7.4　私有通信协议栈
      • 5.7.5　短距离无线连接
    • 5.8　工业总线
      • 5.8.1　CAN总线
      • 5.8.2　LIN总线
      • 5.8.3　其他ASIC
      • 5.8.4　定制Python扩展
      • 5.8.5　Windows DLL
    • 5.9　本章小结
  • 第6章　嵌入式Python虚拟机
    • 6.1　嵌入式高级语言平台大荟萃
      • 6.1.1　高级语言与二次开发
      • 6.1.2　BASIC
      • 6.1.3　Java
      • 6.1.4　Lua
      • 6.1.5　JavaScript
      • 6.1.6.NET
    • 6.2　前一代Python虚拟机
      • 6.2.1　Telit GPRS模块
      • 6.2.2　Symbian
      • 6.2.3　Windows CE
      • 6.2.4　OpenMoko
    • 6.3　深嵌入式Python平台
      • 6.3.1　LEGO EV3
      • 6.3.2　TinyPy
      • 6.3.3　嵌入式Python的局限
    • 6.4　PyMite
      • 6.4.1　硬件平台
      • 6.4.2　维护者
      • 6.4.3　pymbed分支
      • 6.4.4　开发现状
      • 6.4.5　文档
      • 6.4.6　源码树
      • 6.4.7　使用流程
      • 6.4.8　实践
      • 6.4.9　工程小结
      • 6.4.10　网络资源
    • 6.5　VIPER/Zerynth
      • 6.5.1　硬件平台
      • 6.5.2　Zerynth Studio
      • 6.5.3　与标准Python的区别
      • 6.5.4　快速启动
      • 6.5.5　坎坷的使用过程
      • 6.5.6　Zerynth目录结构
      • 6.5.7　硬件相关库
      • 6.5.8　其他特性
    • 6.6　MicroPython
      • 6.6.1　工程背景知识
      • 6.6.2　在线评估网页
      • 6.6.3　官方硬件平台分支
      • 6.6.4　衍生项目
      • 6.6.5　UNIX版本
      • 6.6.6　MicroPython库
      • 6.6.7　STM32HAL分支
      • 6.6.8　NUCLEO-F401RE适配
      • 6.6.9　pyboard评估
      • 6.6.10　异步处理和中断处理
      • 6.6.11　中断处理的普遍问题
      • 6.6.12　使用心得
      • 6.6.13　商品化与知识产权
      • 6.6.14　BBC microbit
    • 6.7　Linux与Python
      • 6.7.1　Linux中Python的运行环境
      • 6.7.2　交叉编译CPython
      • 6.7.3　交叉编译MicroPython
      • 6.7.4　Jython运行环境
      • 6.7.5　Android SL4A
    • 6.8　本章小结
  • 第7章　Python应用APP
    • 7.1　基于字符的人机界面
      • 7.1.1　命令行参数
      • 7.1.2　字符终端开发
      • 7.1.3　ncurses
    • 7.2　桌面GUI开发
      • 7.2.1　Tkinter
      • 7.2.2　wxPython
      • 7.2.3　Boa Constructor
      • 7.2.4　wxGlade
      • 7.2.5　PyGTK
      • 7.2.6　PyQt
      • 7.2.7　PySide
      • 7.2.8　Enthought
      • 7.2.9　Cocoa+PyObjC
      • 7.2.10　Java AWT
      • 7.2.11　IronPython与WPF
      • 7.2.12　其他UI
    • 7.3　本地Web GUI
      • 7.3.1　与WebKit相关的Python包
      • 7.3.2　OneRing
      • 7.3.3　Pyjs
      • 7.3.4　Python Flexx
    • 7.4　本地可执行文件
      • 7.4.1　Linux可执行文件
      • 7.4.2　Mac OS X应用程序包
      • 7.4.3　Windows可执行文件
      • 7.4.4　pyinstaller
      • 7.4.5　py2exe
      • 7.4.6　py2app
      • 7.4.7　cx_Freeze
      • 7.4.8　Windows系统服务
      • 7.4.9　Windows定时任务
      • 7.4.10　Linux系统服务
      • 7.4.11　Linux定时任务
    • 7.5　移动APP开发
      • 7.5.1　响应式网页
      • 7.5.2　PhoneGAP应用开发
      • 7.5.3　SL4A
      • 7.5.4　QPython开发
      • 7.5.5　Kivy
      • 7.5.6　其他开发方式
    • 7.6　本章小结
  • 第8章　Python开发辅助支持
    • 8.1　物联网开发需要不断优化
    • 8.2　专属小工具
      • 8.2.1　单位转化器
      • 8.2.2　内码转换器
      • 8.2.3　其他编码转换
    • 8.3　原型验证
    • 8.4　代码生成器
    • 8.5　软件测试
      • 8.5.1　unittest单元测试
      • 8.5.2　socket压力测试
      • 8.5.3　urllib2远程记录
      • 8.5.4　PCBA测试
    • 8.6　文档生成器
      • 8.6.1　文档格式
      • 8.6.2　文档生成工具
    • 8.7　文档操纵
      • 8.7.1　Doc文档操纵
      • 8.7.2　Excel表格操纵
    • 8.8　国际化与本地化
      • 8.8.1　gettext
      • 8.8.2　Web多语种切换
      • 8.8.3　字库文件生成器
      • 8.8.4　GB2312点阵字库提取
      • 8.8.5　TTF字库提取
    • 8.9　配置管理
      • 8.9.1　软件配置管理
      • 8.9.2　软件配置管理自动化
      • 8.9.3　Git Bash
      • 8.9.4　Dulwich/Gittle包
      • 8.9.5　Python Subversion包
      • 8.9.6　watchdog系统监控
    • 8.10　数据与素材处理
      • 8.10.1　二维码显示
      • 8.10.2　多媒体相关软件包
      • 8.10.3　地理位置
    • 8.11　通信报文分析
      • 8.11.1　PyShark
      • 8.11.2　pypcapfile
      • 8.11.3　scapy和scapy3k
      • 8.11.4　pcap Web分析
    • 8.12　与Arduino/mbed相关的Python包
      • 8.12.1　Arduino Prototyping
      • 8.12.2　pyFirmata
      • 8.12.3　Py2B
      • 8.12.4　CmdMessager
      • 8.12.5　mbed
      • 8.12.6　mbed RPC
      • 8.12.7　mbed-ls
      • 8.12.8　Python-mbedtls
      • 8.12.9　Python-xbee
    • 8.13　虚拟仪器
      • 8.13.1　实时显示波形
      • 8.13.2　Instrumentino
      • 8.13.3　Vipy
      • 8.13.4　PyVISA
      • 8.13.5　Pythics
    • 8.14　3D/VR/AR
      • 8.14.1　PyOpenGL
      • 8.14.2　PySoy
      • 8.14.3　VPython
      • 8.14.4　Printrun 3D打印
    • 8.15　本章小结
  • 第9章　物联网服务器端设计
    • 9.1　物联网计算模型
      • 9.1.1　云计算
      • 9.1.2　Web PaaS与IoT PaaS
      • 9.1.3　IoT PaaS供应商
      • 9.1.4　PaaS/IaaS混合架构
      • 9.1.5　雾计算
    • 9.2　物联网与互联网设计异同
      • 9.2.1　基础架构
      • 9.2.2　标准化程度
      • 9.2.3　业务模式
      • 9.2.4　系统构成
      • 9.2.5　设备接入协议
      • 9.2.6　数据特性
      • 9.2.7　系统架构
      • 9.2.8　数据持久层
      • 9.2.9　大数据分析架构
      • 9.2.10　业务耦合与分离
      • 9.2.11　业务与数据融合
      • 9.2.12　认证授权与计费
    • 9.3　物联网网关与边缘服务器
      • 9.3.1　Python socket服务器
      • 9.3.2　pyserial RFC2217
      • 9.3.3　SubGHz网关panStamp
      • 9.3.4　Rascal micro
      • 9.3.5　Java IoT网关
    • 9.4　物联网设备接入协议
      • 9.4.1　异步通信框架Twisted
      • 9.4.2　Twisted 套接字服务器设计
      • 9.4.3　物联网专用协议
      • 9.4.4　CoAP
      • 9.4.5　MQTT
      • 9.4.6　mosquitto/paho
      • 9.4.7　REST API
      • 9.4.8　服务器数据推送技术
    • 9.5　高可用性与高并发性
      • 9.5.1　并行与并发计算
      • 9.5.2　网络I/O模型分类
      • 9.5.3　架构优化的路径
      • 9.5.4　关系数据库系统
      • 9.5.5　SQL/NoSQL/NewSQL
      • 9.5.6　Redis
      • 9.5.7　MongoDB
      • 9.5.8　时序数据库
      • 9.5.9　消息队列
    • 9.6　业务与数据融合
      • 9.6.1　网站权限管理
      • 9.6.2　认证授权与计费
      • 9.6.3　OpenID
      • 9.6.4　OAUTH
      • 9.6.5　OpenID与OAUTH的异同
      • 9.6.6　社交化硬件
    • 9.7　Web开发框架
      • 9.7.1　MVC模型
      • 9.7.2　Web开发流程
      • 9.7.3　Python Web百花齐放
      • 9.7.4　Zope
      • 9.7.5　Django
      • 9.7.6　Flask
      • 9.7.7　gevent提升性能
      • 9.7.8　异步Web框架Tornado
      • 9.7.9　异步网络框架Twisted
      • 9.7.10　异步Web框架Cyclone
      • 9.7.11　静态网页
      • 9.7.12　TLS安全网页
    • 9.8　物联网安全
      • 9.8.1　物联网安全现状堪忧
      • 9.8.2　操作系统安全
      • 9.8.3　数据缓存与数据持久层安全
      • 9.8.4　Web框架与容器安全
      • 9.8.5　远程加载风险
      • 9.8.6　Web前端安全
      • 9.8.7　传输层安全
    • 9.9　服务器交付
      • 9.9.1　虚拟机交付
      • 9.9.2　Docker容器交付
      • 9.9.3　VirtualEnv交付
    • 9.10　服务器运维
      • 9.10.1　Linux定时任务
      • 9.10.2　常见的定时任务
      • 9.10.3　系统监控
      • 9.10.4　集成化运维软件
    • 9.11　物联网系统设计实践
      • 9.11.1　服务器端需求分析
      • 9.11.2　确定设备接入方式
      • 9.11.3　物联网的实时要求
      • 9.11.4　EPIC IoT设备服务器
      • 9.11.5　EPIC架构优化
    • 9.12　本章小结
  • 第10章　融合应用与数据分析
    • 10.1　物联网是可编程的
      • 10.1.1　Web API的“满汉全席”
      • 10.1.2　Web API 技术演进
      • 10.1.3　IoT Web API的必要性
      • 10.1.4　Device as a Service
    • 10.2　数据统计、分析和挖掘
      • 10.2.1　名词解释
      • 10.2.2　术语小结
      • 10.2.3　大数据分析
    • 10.3　采集整理自有数据
      • 10.3.1　原始设备数据
      • 10.3.2　数据埋点
      • 10.3.3　服务器端数据
      • 10.3.4　需求确定分析方法
    • 10.4　采集第三方数据
      • 10.4.1　结构化数据
      • 10.4.2　半结构化数据
      • 10.4.3　非结构化数据
      • 10.4.4　数据录入
      • 10.4.5　数据融合
      • 10.4.6　数据规整
      • 10.4.7　数据交易
    • 10.5　数据分析
      • 10.5.1　常见编程语言
      • 10.5.2　数据分析分类
      • 10.5.3　科学计算数据分析工具
      • 10.5.4　统计学数据分析工具
      • 10.5.5　金融数据分析工具
      • 10.5.6　大数据平台与生态
    • 10.6　数据可视化
      • 10.6.1　数据可视化的发展趋势
      • 10.6.2　matplotlib
      • 10.6.3　seaborn
      • 10.6.4　mpld3
      • 10.6.5　Chaco
      • 10.6.6　Pygal
      • 10.6.7　Plotly
      • 10.6.8　TVTK
      • 10.6.9　VPython
      • 10.6.10　Folium
      • 10.6.11　NetworkX
      • 10.6.12　Bokeh
      • 10.6.13　Mayavi
      • 10.6.14　Vispy
      • 10.6.15　MoviePy
      • 10.6.16　其他新技术
    • 10.7　本章小结
  • 推荐书目与结束语
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