在互联网上,经常有物联网全栈开发编程语言的选择这一议题。这是一个很无聊,而且被反复咀嚼的问题,却总是被各类媒体、包括新媒体、出版社、杂志社用来吸引眼球。工程技术人员被迫站队,把纯技术的争论上升到类似宗教,“面子”的高度,很容易对事不对人,彼此之间党同伐异。
工具链的选择因素
互联网全栈开发来自JavaScript的宣传,特指Web前端和后端。物联网时代则带来了新的概念,加入了终端设备及网关的固件开发,以及后面延展的数据分析、机器学习和人工智能。当然,ML/AI已经单独成为一个门类,我们可以暂时可以不去考虑。
从很多角度看,工程中使用何种工具链取决于:
- 组织机构的惯例;
- 现有代码;
- 工程实现所需的框架成熟度;
- 开发者的技术背景;
- 效率要求;
如果是嵌入式系统硬件领域开发,那么C/C++作为首选工作语言,那么选择Python可以帮助扩展到全栈开发。详情请看我所著的《从芯片到云端:Python物联网全栈开发》,但是Python在Web前端、可视化领域需要配合JS进行工作。
如果是IT/CS/Web领域的工程人员,使用过C#/Java/JavaScript,选择JS领域,尤其是Node.js的覆盖范围下,也可以实现全栈开发。但是在嵌入式开发所需的芯片仿真、逻辑设计、辅助工具、数据分析方面还需要补强,需要Python的支持。
工程实践中的工具链搭配
本节仅仅从开发效率出发,推荐IoT常用的工具链。
任务 | 语言 | 工具或框架 |
---|---|---|
电路逻辑设计 | HDL/Python | MyHDL |
模拟电路仿真 | C/Python | eispice/PyOPUS |
网络仿真 | TCL/Python | NS |
固件开发 | C++/Python/Js | MicroPython |
网关开发 | C++/Python/Js | MicroPython/Python/Node.js/Node-RED |
设备连接服务 | Python/Node.js | Twisted/Tornado/Node.js/Node-RED |
Web服务 | Python/Node.js | Flask/Django/Express |
GPU编程 | C++/Python | PyOpenGL/PyOpenCL |
FPGA编程 | C++/Python | PyNQ/Zynq |
3D/VR/AR | Js/Java/Python | VPython |
Web运维 | Python | Fabric |
Web爬虫 | Python/Node.js | Scrap |
Web前端 | Js | JQuery |
C/C++对接 | Python/Node.js | cffi |
C#对接 | Python | IronPython/Mono |
Java对接 | Python/Node.js | Jython |
数据分析 | Python | SciPy/NumPy |
数据可视化 | Python/Js | Matplotlib/D3 |
以上仅仅是典型案例,实际上可选的工具远不止这些。
敏捷开发的选择
我日常开发所用的技术组合是:
任务 | 语言 | 框架 |
---|---|---|
ARM内核设备固件开发 | C/C++ | mbed/Arduino |
其他内核设备固件开发 | C/C++ | Arduino |
Linux网关软件开发 | C/C++/Python/Node | mosquitto/node-red/Twisted |
其他网关软件开发 | C/C++/Python | Arduino/MicroPython |
设备接入服务 | Python/Node | Twisted/node-red |
Linux Web | Python/Js | Cyclone/Flask/jQuery |
Web前端 | Js | JQuery/Boostrap |
眼下,在这些技术栈组合上利用Python/Js的组合进行一些代码生成器,以提高开发效率。目前,暂未涉及Mobile APP的开发。
总结
IoT全栈开发链的选择路径,是Python,还是JavaScript,还是Python+JavaScript组合?选择结果因人因事而异。
IoT的复杂度需要我们站在前一代成熟语言C/C++/Java/C#基础上,选择各类VHLL语言进行更加高效的开发。所以不要考虑语法,和语言原生能力,因为这些都是可变因素,比如PyPy/TypeScript/WebAssembly等,更多的是就事论事进行综合选择和组合。