17、物联网设计与嵌入式代码编写技术

物联网设计与嵌入式代码编写技术

1. 物联网设计中的实时反应

在物联网设计中，从不同视角看待产品十分重要。比如在准备模型时添加“搜索特定计时器”输入，从用户视角看这很明显，但在准备 API 时却未想到。传统 API 通过 HTTP 请求服务器并接收响应，不过对于响应性要求高的系统，这种方法存在弊端。建立 HTTP 请求需多次往返服务器，有 TCP“三步握手”过程，虽有时近乎瞬间完成，但也可能耗时明显。

对于强大的开发板，可在后台运行连接并在完成时响应；而像 Arduino 这类基础开发板，当前的以太网/HTTP 屏蔽层和库在连接时会阻塞，期间微控制器难以进行其他处理，虽可通过硬件中断解决，但存在限制和复杂性。若想在设备有动作时立即执行操作，需考虑连接时间，例如任务计时器可能会使记录的开始时间包含连接时间。

为实现即时响应，有两种选择：轮询和 Comet 技术，此外还有非 HTTP 协议如 MQTT、XMPP 和 CoAP 提供替代方案。

1.1 轮询

若要设备或客户端立即响应，由于不知事件何时发生，无法让请求与数据可用时间同步。例如，用户进入办公室时 WhereDial 应转向“工作”；任务计时器启动时，用户计算机客户端应响应并提供输入任务描述的机会。

传统做法是使用 HTTP API 请求定期发送请求，即轮询。如每分钟调用一次检查是否有新数据，但这意味着需等轮询返回才能响应，可能有一分钟延迟加上建立 HTTP 连接的时间。加快轮询频率（如每 10 秒一次）虽可减少延迟，但会给服务器和客户端带来负载。服务器方面，若设备增多，众多设备定期轮询会增加负载；客户端方面，像 Arduino 微控制器在连接时会阻塞。