怎樣加快物聯(lián)網(wǎng)應用開發(fā)的速度

導 讀

物聯(lián)網(wǎng)時代，工具的選擇尤為重要。當大部分人還拿著大刀長矛以原始姿勢赤身肉搏時，率先發(fā)明火炮步槍，并掌握狙擊方法的人想輸都難。既然IoT低代碼編程工具已經(jīng)出現(xiàn)，我們有必要將它仔細審視一番，掂量一下是否趁手。

在各種IoT平臺你爭我奪的“大戰(zhàn)”中，平臺型企業(yè)或者初創(chuàng)物聯(lián)網(wǎng)公司紛紛都在打磨著自己的IoT編程工具，前沿的一些已經(jīng)初具雛形，尤其值得關(guān)注：

本周，阿里云IoT更新了IoT Studio，這是一套針對物聯(lián)網(wǎng)應用的開發(fā)工具。IoT Studio可以提供可視化的應用開發(fā)和服務(wù)開發(fā)能力，幫助用戶改善在實際項目交付中，經(jīng)常面臨的應用開發(fā)成本高、需求定制化程度高、投入產(chǎn)出比低等問題。

西門子收購的低代碼平臺Mendix在去年實現(xiàn)了150%的高增長。今年4月，西門子將Mendix與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺MindSphere進行了集成，這意味著沒有很強IT編程經(jīng)驗的OT工程師們，也可以利用Mendix快速構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)。Mendix已經(jīng)培育的60，000名開發(fā)者，也將為MindSphere快速構(gòu)建應用程序。

這些舉措對于物聯(lián)網(wǎng)來說具有深遠影響，他們都指向同一個方向：改進編程工具、簡化編程環(huán)節(jié)、降低開發(fā)成本，是加速物聯(lián)網(wǎng)項目落地的一條捷徑。

由于在物聯(lián)網(wǎng)時代，工具的選擇尤為重要。當大部分人還拿著大刀長矛以原始姿勢赤身肉搏時，率先發(fā)明火炮步槍，并掌握狙擊方法的人想輸都難。

既然IoT低代碼編程工具已經(jīng)出現(xiàn)，我們有必要將它仔細審視一番，掂量一下是否趁手。

因此在本文中你將看到：

什么是IoT編程工具？

為什么需要低代碼？

IoT低代碼編程工具之間有什么差異？

1、什么是IoT編程工具？

在互聯(lián)網(wǎng)時代的IT軟件世界中，有4個最核心的成員：

操作系統(tǒng)、編程語言、編譯器和數(shù)據(jù)庫。

1970年，貝爾實驗室的肯·湯普遜和丹尼斯·利奇開發(fā)出了世界第一個通用型計算機操作系統(tǒng)：Unix。

1985年，微軟推出了第一版Windows操作系統(tǒng)。

Linux是一類Unix計算機操作系統(tǒng)的統(tǒng)稱，公認在1991 年誕生。

目前在移動設(shè)備上廣泛使用的Android操作系統(tǒng)，也是創(chuàng)建在Linux內(nèi)核之上。

而編程語言的出現(xiàn)，在操作系統(tǒng)之前。

1952年，匯編語言Flow-Matic出現(xiàn)。匯編語言本質(zhì)上是使用助記符來代替機器語言01010101，但這種語言對計算機硬件依賴很大。不同的計算機，匯編語言不相通。

1957年，世界上第一個高級編程語言FORTRAN問世，它使計算機語言從原始的低級匯編語言走到人人易懂的境界。

從此，計算機不再是科學家的專利。可以說FORTRAN的誕生，孕育了軟件產(chǎn)業(yè)。此后，計算機高級編程語言進入蓬勃發(fā)展的時代。

由此，可以看出操作系統(tǒng)和編程語言的重要性不相伯仲。

到了物聯(lián)網(wǎng)時代，操作系統(tǒng)發(fā)生了變化。

互聯(lián)網(wǎng)時代，操作系統(tǒng)調(diào)度的是PC或者手機中的計算和存儲資源。

物聯(lián)網(wǎng)時代，操作系統(tǒng)進化為物聯(lián)網(wǎng)平臺，它對“物體”的調(diào)度過程，由調(diào)度“云、管、邊、端”不同層級中不同設(shè)備的計算資源而實現(xiàn)。

比如RT-thread、Mindsphere、WISE-PaaS…都是物聯(lián)網(wǎng)時代的操作系統(tǒng)。

下圖是在微軟眼中，物聯(lián)網(wǎng)時代操作系統(tǒng)應當具備的能力：

相比于PC操作系統(tǒng)，物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)或者平臺具有以下幾個明顯特性：

無縫更新：系統(tǒng)更新通過后臺完成，無需中斷

更加安全：具備防止惡意攻擊能力

長期連接：保持 5G、WiFi等連接能力，保證設(shè)備間能一直相互連接

可持續(xù)的性能

云端接入能力：支持設(shè)備與設(shè)備間進行無縫訪問數(shù)據(jù)

具備AI能力

支持各種交互：兼顧觸控、手寫、語音、鍵鼠等方式，以及能夠通過傳感器和姿勢感知

多樣產(chǎn)品形態(tài)：支持云、邊、端的應用

最近一系列基于微內(nèi)核的IoT OS推出，比如阿里AliOS Things、華為鴻蒙OS、GoogleFuchisa，進一步詮釋了物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)的特征。

微內(nèi)核并非新鮮事物，最早可以追溯到卡內(nèi)基梅隆大學在1985年推出的微內(nèi)核操作系統(tǒng) MACH。新一代的微內(nèi)核IoT OS可以支持從小到大的各種智能設(shè)備，包括從煙感傳感器、到攝像頭、再到計算網(wǎng)關(guān)等;提供各種本地插件、輕量級GUI、以及豐富的鏈接協(xié)議，滿足碎片化的設(shè)備開發(fā)的需求;還有豐富的云端一體化的插件，包括連云套件、OTA、視頻語音連云套件，確保設(shè)備和云端的設(shè)備影子實時同步。

總而言之，基于微內(nèi)核的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，有能力適配高度碎片化的硬件與芯片生態(tài)，有豐富的本地組件來支持不同的設(shè)備，又能夠充分和云端的大數(shù)據(jù)計算能力形成協(xié)同，奠定了數(shù)字化物理世界的基礎(chǔ)。

在互聯(lián)網(wǎng)時代，操作系統(tǒng)幾乎只需要支持PC和手機就可以完成任務(wù)。但是到了物聯(lián)網(wǎng)時代，IoT操作系統(tǒng)或者IoT平臺的復雜性急劇上升，為了令其更加易用，編程語言也需隨之進化，IoT編程工具由此產(chǎn)生。

從操作系統(tǒng)到物聯(lián)網(wǎng)平臺，從編程語言到IoT編程工具，這是一個自然而然的推進過程。

可以預見，編譯器和數(shù)據(jù)庫在物聯(lián)網(wǎng)時代也將產(chǎn)生更新或者變異。比如華為在8月31日剛剛開源的方舟編譯器，以及濤思數(shù)據(jù)推出的時序數(shù)據(jù)庫，都更加適合物聯(lián)網(wǎng)時代的應用。

在物聯(lián)網(wǎng)時代，上述這些工具都會進化，有些可能會徹底變成新的物種。IoT平臺與PC操作系統(tǒng)有本質(zhì)不同，IoT編程工具也與編程語言有著天壤之別。

因此，在物聯(lián)網(wǎng)時代我們需要一個更加立體、分層和全局的視角，來看待關(guān)鍵領(lǐng)域。不管是操作系統(tǒng)，還是編程語言，都應建立一個全新的理解，從而發(fā)現(xiàn)新的機會，更好的利用工具，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的拓展。

2、什么是低代碼？

既然與PC操作系統(tǒng)相比，IoT平臺的復雜性急劇上升，需要調(diào)度“云、管、邊、端”各方資源、兼顧傳感、姿勢、語音等各種交互方式，又要保持5G、WiFi、BLE等連接隨時在線…

那么，IoT編程工具的重要使命就是降低這種復雜度，讓開發(fā)者可以輕松上手。因此“低代碼”是大勢所趨。

簡單來說，“低代碼開發(fā)”被用來描述一種快速設(shè)計和開發(fā)的軟件系統(tǒng)，無需編碼或通過少量代碼，就可以快速生成應用程序。它是研究機構(gòu)Forrester Research在2014年最先使用的一個術(shù)語。

其實低代碼并不是最近才出現(xiàn)的新事物，它可以追溯到上個世紀90年代。

在1991年誕生的快速應用程序開發(fā)（Rapid ApplicaTIon Development，縮寫：RAD），目標是在60到90天的短時間內(nèi)，建立符合用戶要求的業(yè)務(wù)軟件。RAD的出現(xiàn)掀起了一場編程方式的革命，它帶來了可視化編程，使得編程的門檻變低了。

根據(jù)Forrester的分析預測，低代碼平臺有可能使軟件開發(fā)速度比傳統(tǒng)方法快上10倍。到2022年，低代碼平臺市場將從現(xiàn)有的40億美元，增長到220億美元。

下面兩幅圖是使用低代碼編程工具之前和之后的對比：

之前

之后

如果將“低代碼開發(fā)”和汽車制造做類比，“低代碼”之于IoT開發(fā)者就像自動化生產(chǎn)線對于汽車行業(yè)的作用。

過去汽車的裝配需要手工完成，現(xiàn)在都是通過自動化生產(chǎn)線實現(xiàn)。雖然早期自動化進程中使用的生產(chǎn)線，對汽車復雜多變的配置無能為力，但它們確實加快了裝配和交付的進程。

作為對比，現(xiàn)在的編程工作大部分還處于手工作業(yè)階段，生產(chǎn)效率在很大程度上取決于編碼者個人的專業(yè)技術(shù)水準，“低代碼”盡量用少量的代碼開發(fā)出企業(yè)級的應用，最大限度的提高應用開發(fā)的效率。

眾所周知的低代碼實例是WordPress，它是一款開源CMS（Content Management System，內(nèi)容管理系統(tǒng)），特性是易上手，開發(fā)速度尤其快，甚至無需代碼，直接安裝模板和插件就可以達到要求。

使用WordPress，中小型企業(yè)只需雇傭一名不懂編程的員工，便可以借助網(wǎng)上發(fā)布的各種主題和插件，在完全不需要編程代碼的情況下進行基本網(wǎng)站編輯。目前WordPress已經(jīng)支持了世界上超過70%的網(wǎng)站。

至此，可以看到低代碼具有如下優(yōu)勢：

降低編程門檻，不需要大量的編程知識

大大加快應用程序的開發(fā)和部署時間

節(jié)省成本，節(jié)省項目規(guī)劃或員工培訓的時間

用戶可自定義模塊，應用程序可以靈活調(diào)整

開發(fā)者可以將精力更好的分配于核心任務(wù)

任何事物都有兩面，必須說明，低代碼也存在使用風險：

供應商被鎖定：目前低代碼編程工具并不通用，選擇其中一種便意味著鎖定了供應商。

維護成本較高：由于低代碼及其供應商存在較強的耦合性，也就意味著供應商擁有較強的議價能力。

存在監(jiān)管隱患：因為減少了代碼編寫的工作量，開發(fā)者很難知道API調(diào)用的背后隱藏著什么秘密。

功能可能有限：任何低代碼的供應商都不可能預測到所有的應用細節(jié)，如果開發(fā)者希望更加靈活地適應企業(yè)的需求，就需要使用自己編寫的代碼來滿足。

應用千篇一律：低代碼編程項目可能最終看起來彼此都非常相似，因為開發(fā)者使用的是相同的模塊。

任何技術(shù)都有利弊，越容易被創(chuàng)建，往往也意味著，越容易被復制。

而我們需要做的，就是權(quán)衡利弊，想好自己是否要用這個工具。

3、IoT低代碼編程工具之間有什么差異？

總體而言，有兩類公司在提供IoT低代碼編程工具，分別是物聯(lián)網(wǎng)平臺型企業(yè)和應用服務(wù)初創(chuàng)型公司。

除了文初提到的阿里和微軟，AWS、Google、Salesforce等巨頭都有提供IoT低代碼編程工具。

典型的低代碼平臺初創(chuàng)公司，除了被西門子收購的Mendix，比較知名的還有OutSystems、ServiceNow、Kony等。

市場研究機構(gòu)Gartner和Forrester分別繪制了低代碼平臺的格局版圖。

這兩類公司由于各自目標不同，所提供的IoT低代碼編程工具其側(cè)重點也有所區(qū)別。

物聯(lián)網(wǎng)平臺型企業(yè)：這類企業(yè)的目標是降低物聯(lián)網(wǎng)平臺的應用門檻，匯聚開發(fā)者生態(tài)，因此往往提供的是端到端的IoT低代碼編程工具或者開發(fā)環(huán)境。

以阿里云最近更新的IoT Studio為例，它是一套專為物聯(lián)網(wǎng)應用所設(shè)計的集成開發(fā)環(huán)境IDE，功能包括：

設(shè)備數(shù)據(jù)無縫集成：設(shè)備相關(guān)的屬性、服務(wù)、事件等數(shù)據(jù)均可從阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺設(shè)備接入和管理模塊中直接獲取，大大降低物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)工作量。

面向各個行業(yè)提供場景化模板：開發(fā)者可以直接利用現(xiàn)有的（包含設(shè)備，應用和服務(wù)的）解決方案模版來開發(fā)自己的業(yè)務(wù)，將原有需要幾周的開發(fā)過程縮短到幾天。

可視化應用開發(fā)：用戶通過簡單的可視化拖拽的方式，即可將各種組件、圖表與設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)源進行關(guān)聯(lián)，幾乎無需任何編程經(jīng)驗，整個過程就像使用PPT一樣簡單。

提供服務(wù)開發(fā)的功能：用戶可以很方便的實現(xiàn)設(shè)備之間的聯(lián)動、設(shè)備與服務(wù)之間的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)。IoT Studio打通了阿里云API市場，用戶還可利用各種人工智能及數(shù)據(jù)分析的API。

應用服務(wù)初創(chuàng)型公司：這類企業(yè)將低代碼平臺本身作為核心產(chǎn)品，探索與之相應的新型行業(yè)模式，因此他們的編程工具一般并非針對物聯(lián)網(wǎng)應用所創(chuàng)建，或者并不具備對于物聯(lián)網(wǎng)異構(gòu)設(shè)備的支持能力。

以被西門子并購的Mendix為例，它本身是一個加速企業(yè)敏捷開發(fā)流程的PaaS平臺，并自稱是全球唯一一個真正的云原生低代碼平臺。

它由3個無縫集成的產(chǎn)品組成：Sprintr，AppFactory和Mendix Platform-as-a-Service，分別實現(xiàn)的功能如下：

Sprintr：采用輕量級的社交方法進行企業(yè)項目協(xié)作。通過在整個企業(yè)中提供協(xié)作平臺，Sprintr打破了不同部門和專業(yè)之間的隔閡，所有員工都是同一個私有社交網(wǎng)絡(luò)的一部分。

AppFactory：讓用戶能夠使用高級可視化的模型開發(fā)應用程序。這可以實現(xiàn)業(yè)務(wù)和IT之間的協(xié)作，還可縮短反饋周期。AppFactory又由3個元素組成：

-Mendix Business Modeler：使用可視化模型設(shè)計和開發(fā)應用程序的建模環(huán)境。

-Mendix Team Server：基于云的模型存儲庫，用于團隊成員協(xié)作并進行版本控制。

-Mendix AppStore：應用市場，用于共享和下載業(yè)務(wù)模板、主題和技術(shù)組件。

MendixPlatform-as-a-Service：用戶只需單擊一下，即可從Mendix Business Modeler中將應用程序模型上傳到Mendix PaaS，從而輕松部署應用程序。

被西門子收購之后，Mendix在最新的19版中增加了對于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的支持，并升級了AI引擎，提供對于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的分析服務(wù)。

----寫在最后----

借助IoT低代碼編程工具，讓企業(yè)有機會嘗試用更少的資源更快更好的實現(xiàn)應用。如果將其承載在工業(yè)大腦或者智慧城市的管理平臺之上，勢必將會激發(fā)各類應用開發(fā)者的創(chuàng)意和想法，讓各類應用快速集成落地。

對于開發(fā)者數(shù)量有限的傳統(tǒng)行業(yè)，IoT低代碼編程工具還有可能加速IT和OT的融合。

當然，各種IoT低代碼編程工具是否被宣傳得恰如其分，是否在實踐中方便使用，還需要經(jīng)過驗證。

衷心感謝阿里云首席智聯(lián)網(wǎng)科學家丁險峰在成文過程中對我的大力支持。

最后，歡迎在本文下方的留言區(qū)分享你對“IoT低代碼編程工具”的觀察、實踐或者任何想法，點贊數(shù)最多的3位朋友，都將收到由我誠摯送上的簽名版《智聯(lián)網(wǎng)？新思維》。

本文小結(jié)：

1.在物聯(lián)網(wǎng)時代我們需要一個更加立體、分層和全局的視角，來看待關(guān)鍵領(lǐng)域。不管是操作系統(tǒng)，還是編程語言，都應建立一個全新的理解，從而發(fā)現(xiàn)新的機會，更好的利用工具，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的拓展。

2.與PC操作系統(tǒng)相比，IoT平臺的復雜性急劇上升，IoT編程工具的重要使命就是降低這種復雜度，讓開發(fā)者可以輕松上手，因此“低代碼”是大勢所趨。

3.現(xiàn)階段有兩類公司在提供IoT低代碼編程工具，分別是物聯(lián)網(wǎng)平臺型企業(yè)和應用服務(wù)初創(chuàng)型公司。