Python与Linux结合在物联网领域的应用 (python linux 物联网)

随着物联网技术的不断发展，越来越多的设备接入到互联网中。这些设备产生的数据需要进行传输、存储、分析和处理等操作，而Python与Linux正是物联网领域中的两个重要工具。它们结合起来，为物联网的应用开发带来了许多便利和优势。

一、Python在物联网应用中的优势

Python作为一种易学易用的高级语言，具有开发简单、语法清晰、可读性良好、扩展性强等优点。在物联网应用中，Python可以应用在以下几个方面。

1. 数据采集与传输

Python可以很方便地采集传感器数据、网络数据等，并通过各种协议进行传输。比如，Python可以使用HTTP、MQTT、AMQP等协议进行数据传输，实现对物联网设备的远程监控和控制。

2. 数据处理与分析

Python具备丰富的数据处理和数据分析库，如NumPy、SciPy、Pandas、Matplotlib等。利用这些库，可以轻松实现对传感器数据的可视化、统计分析和机器学习等操作。

3. 应用开发

Python还具有丰富的应用开发库，如Django、Flask、Tornado等。使用这些库可以快速开发和部署物联网应用，实现完整的数据采集、处理、存储和展示等功能。

二、Linux在物联网应用中的优势

Linux作为一种免费、开源的操作系统，广泛应用于物联网设备中。它具有以下优点。

1. 稳定性

Linux系统稳定性高，可以长时间运行，不易受到病毒和攻击的影响，保证物联网设备的安全性和可靠性。

2. 低资源占用

Linux系统占用内存和存储空间较小，适合嵌入式物联网设备等容量有限的环境。

3. 易定制

Linux系统易于定制，可以根据具体需求进行裁剪和优化，节省硬件资源和系统开销。

三、Python与Linux在物联网应用中结合的应用场景

1. 物联网数据采集与传输

Linux作为物联网设备的操作系统，Python可以通过HTTP、MQTT、AMQP等协议采集传感器数据，并将数据传输到云端进行处理和存储。在数据传输过程中，Python还可以使用SSL/TLS等加密技术对数据进行安全传输。

2. 物联网设备控制

物联网设备可以通过Python控制，如定时开关、温湿度控制、灯光控制等。Python可以通过MQTT等协议订阅云端指令，并实现将指令转发到物联网设备中。

3. 数据处理与分析

Python可以使用NumPy、SciPy、Pandas等数据处理库对传感器数据进行可视化、统计分析和机器学习等操作。通过Linux操作系统和Python的结合，可以快速提取和处理物联网设备中产生的大量数据。

4. 应用开发

使用Python和Linux搭建物联网云端平台，可以快速开发和部署物联网应用，实现数据采集、处理、存储和展示等功能。通过Flask、Django等应用开发库开发Web应用程序，可轻松实现数据可视化和用户交互功能。

四、Python与Linux在物联网应用中的应用案例

1. Raspberry Pi智能家居控制

Raspberry Pi是一款流行的单板电脑，可以运行Linux系统和Python程序。利用这个平台，可以搭建智能家居控制系统，实现对家中灯光、温度、湿度等设备的控制。

2. 物联网农业

利用物联网技术可以对农业生产中的环境、土壤、水质等指标进行实时监测和数据分析。结合Python和Linux可以实现智能化浇水、施肥、病虫害预测等功能。

3. 物联网安防监控

利用物联网技术可以建立安防监控系统，实现对重要区域的视频、温湿度等数据的实时监控。使用Python和Linux可以实现报警通知、视频数据处理和存储等功能。

四、结语

，为物联网设备的采集、处理、存储和展示等方面带来了便利和优势。通过Python与Linux开发出智能家居控制系统、物联网农业、物联网安防监控等应用，为人们的日常生活和工作带来了更多的便利和舒适。预计在未来，Python和Linux在物联网领域中的应用将会得到更加广泛的推广和使用。

相关问题拓展阅读：

• python都能干什么
• 如何成为一名合格的现代化物联网开发人员

python都能干什么

作为纳念一种计算机等级的考试科目，它和所有的证书一样具有提升自身价值的意义。如果有兴趣学习，并能学好，报名参加等级考试，获得国家级的证书，写入档案，有些公司可大春能会比较看中这一点，如果您是一名大滚茄耐学生的话，当然，社会人士也可以把它当作一项技能来学习。

从web开发到数据科学、机器学习等等，Python在现实世界中的应用是无限的。以下一些项目将会辅助你最终将你的Python技能用到正道上。

#1：将乏味的事情自动化

这是一本“针对全新初学者实用编程”的资源。就像标题所述，这本书教你如何将乏味的任务自动化，比如更新电子表格或者重命名计算机的文件。这是想要掌握Python基础的任何人的完美起点。

#2：随时跟踪比特币价格

这段时间似乎人人都在讲比特币。自从2023年12月价格达到将近20230美元的高点后，加密数字货币已经进入到数百万人的脑海里。它的价格在不断波动，但是很多人都认为这是一笔值得的投资。

#3：创建一个计算器

这个简单的项目是进入GUI编程的一个可靠的办法。开发后端服务是部署的重要部分之一，但是可能也需要考虑前端的事情。创建用户可轻松与之交互的应用就显得无比重要。

#4：挖掘Twitter数据

感谢互联网以及逐步壮大的物联网，我们现在能访问的数据量之大甚至在10年前都是无法想象的。分析是任何跟数据打交道的领域的很大一部分。大家都在脊和汪讨论什么？我们从他们的行为中能看到什么模式？

#5：用Flask建立一个微博客

似乎现在人人都有一个博客，但是给自己在网上设立一个中心枢纽不算什么糟糕想法。随着Twitter和Instagram的出现，微博客尤其流行起来。在Miguel Grinberg搞的这个项目里，你会学习到如何搭建自己的微博客。

#6：建立一个区块链

尽管区块链起初开发出来是樱仔作为金融技术使用的，但现在却蔓棚凳延到了其他的各个行业。区块链几乎可以用到任何交易上面：从房地产到病历转移等等。

#7：Twitter Feed控制

对开发web应用感兴趣但是对开始一个大型项目没有信心？别担心——我们有东西给你。跟着我们一起学习如何在几个小时内创建一个简单的web app。

#8：玩PyGames

这个是给喜欢乐子的人准备的！Python可用于对各种电玩游戏、冒险游戏以及益智游戏进行编码，你可以在数天之内完成部署。经典的游戏包括猜单词、一字棋、乒乓球等等，这些都可以用你刚学会的编程技能去做。

#9：选择你的冒险之旅

如果你更喜欢讲故事，用Python仍然可以开发出很酷的东西来。

#10：对机器学习说“Hell World！”

对于对人工智能感兴趣的任何人来说，机器学习是理解的关键领域。然而，想要开始学习机器是很吓人的，而且这个领域发展很快，总是在变。

#11：接受挑战

① Web开发：众多大型网站均为 python 开发。

豆瓣：公司几乎所有的业务均是通过 python 开发的

知乎：国内更大的问答社区，通过 python 开发(Quora) 春雨医生：国内知名的在线医疗网站是用 python 开发的

还有搜狐、金山、腾讯、盛大、网易、百度、阿里、淘宝、土豆、新浪、果壳等公司都在使用 python 完成各种各样的任务。

国外的网站：

谷歌：Google App Engine、code.Google.com、Google earth、谷歌爬虫、Google 广告等项目都在大量使用 python 开发

CIA：美国中情局网站就是用 python 开发的

NASA：美国航天局(NASA)大量使用 python 进行数据分析和运算

YouTube：世界上更大的视频网站 YouTube 就是 python 开发的

Dropbox：美国更大的在线云存储网站，全部用 python 实现，每天网站早败神处理 10 亿个文件的上传和下载

Instagram：美国更大的图片分享社交网站，每天超过 3 千万张照片被分享，全部用 python 开发

Facebook：大量的基础库均通过 python 实现的

Redhat：世界上更流行的 Linux 发新版本中的 yum 包管理工具就是用 python 开发的

② 爬虫：

现在是大数据时代，爬虫是属于运营的比较多的一个场景吧,比如谷歌的爬虫早期陆亏就是用跑Python写的，如果你对采集数据、处理数据感兴趣，爬虫工程师将会是一个很好的选择。

③ 数据分析：

一般我们用爬虫爬到了大量的数据之后，我们需要处理数据用来分析，不然爬虫白爬了，我们最终枯裂的目的就是分析数据，在这方面关于数据分析的库也是非常的丰富的，各种图形分析图等都可以做出来。也是非常的方便，其中诸如Seaborn这样的可视化库，能够仅仅使用一两行就对数据进行绘图，而利Pandas和Numpy、scipy则可以简单地对大量数据进行筛选、回归等计算。

④ 人工智能：

Python近年来被人们熟知的主要原因就是人工智能领域的兴起。

Python在科学计算领域一直有着较好的声誉，其简洁清晰的语法以及丰富的计算工具，深受此领域开发者喜爱。

python 由于具有编写简单、改动少等特点。特别适合用在机器学习方向。并且提供了丰富的库。减少了学习人工智能的成本。

Python是全球更流行的三大编程语言之一，因为其语法简单，脊滚闹功能强大，拥有极高的开发效率，目备胡前已经广泛用于人工智能，云计算，大数据，数据分析，科学运算，网站开发樱罩，爬虫，自动化运维，自动化测试以及游戏开发等领域。

如何成为一名合格的现代化物联网开发人员

一、什么是大型网站运维?

首先明确一下，全文所讲的”运维“是指：大型网站运维，与其它运维的区别雀姿还是蛮大的；然后我们再对大型网站与小型网站进行范围定义，此定义主要从运维复杂性角度考虑，如网站规范、知名度、服务器量级、pv量等考虑，其它因素不是重点；因此，我们先定义服务器规模大于1000台，pv每天至少上亿（至少国内排名前10），如sina、、，renren.com等等；其它小型网站可能没有真正意义上的运维工程师，这与网站规范不够和成本因素有关，更多的是网络、系统、开发工作于一身的“复合性人才”，就如有些公司把一些合同采购都纳入了运维职责范围，还有如IDC网络规划也纳入运维职责。所以，非常重要一定需要明白：运维对其它关联工种必须非常了解熟悉：网络、系统、系统开发、存储，安全,DB等；我在这里所讲的运维工程师就是指专职运维工程师。

我们再来说说一般产品的“出生”流程：

1、首先公司管理层给出指导思想，PM定位市场需求（或copy成熟应用）进行调研、分析、最终给出详细设计。

2、架构师根据产品设计的需求，如pv大小预估、服务器规模、应用架构等因素完成网络规划,架构设计等（基本上对网络变动不大，除非大项目）

3、开发工程师将设计code实现出来、测试工程师对应用进行测试。

4、好，到运维工程师出马了，首先明确一点不是说前三步就与运维工作无关了，恰恰相反，前三步与运维关系很大：应用的前期架构设计、软/硬件资源评估申请采购、应用设计性能隐患及评估、IDC、服务性能安全调优、服务器系统级优化（与特定应用有关）等都需运维全程参与，并主导整个应用上线项目；运维工程师负责产品服务器上架准备工作，服务器系统安装、网络、IP、通用工具集安装。运维工程师还需要对上线的应用系统架构是否合理、是否具备可扩展性、及安全隐患等因素负责，并负责最后将产品（程序）、网络、系统三者进行拼接并更优化的组合在一起，最终完成产品上线提供用户使用，并周而复使：需求->开发（升级）->测试->上线（性能、安全问题等之前预估外的问题随之慢慢就全出来了）在这里提一点：网站开发模式与传统软件开发完全不一样，网站一天开发上线1~5个升级版本是家常便饭，用户体验为王嘛，如果某个线上问题像M$需要1年解决，用户早跑光了；应用上线后，运维工作才刚开始，具体工作可能包括：升级版本上线工作、服务监控、应用状态统计、日常服务状态巡检、突发故障处理、服务日常变更调整、集群管理、服务性能评估优化、数据库管理优化、随着应用PV增减进行应用架构的伸缩、安全、运维开发工作：

a、尽量将日常机械性手工工作通过工具实现（如服务监控、应用状态统计、服务上线等等），闹岁信提高效率。

b、解决现实中服务存在的问题，如高可靠液轮性、可扩展性问题等。

c、大规模集群管理工具的开发，如1万台机器如何在1分钟内完成密码修改、或运行指定任务？2023台服务器如何快速安装操作系统？各分布式IDC、存储集群中数PT级的数据如何快速的存储、共享、分析？等一系列挑战都需运维工程师的努力。

在此说明一下其它配合工种情况，在整个项目中，前端应用对于网络/系统工程师来说是黑匣子，同时开发工程师职责只是负责完成应用的功能性开发，并对应用本身性能、安全性等应用本身负责，它不负责或关心网络/系统架构方面事宜，当然软/硬件采购人员等事业部其它同事也不会关心这些问题，各司其职，但项目的核心是运维工程师~！所有其它部门的桥梁。

上面说了很多，我想大家应该对运维有一些概念了，在此打个比方吧，如果我们是一辆高速行驶在高速公路上的汽车，那运维工程师就是司机兼维修工，这个司机不简单，有时需要在高速行驶过程中换轮胎、并根据道路情况换档位、当汽车速度越来越快，汽车本身不能满足高速度时对汽车性能调优或零件升级、高速行进中解决汽车故障及性能问题、时刻关注前方安全问题，并先知先觉的采取规避手段。这就是运维工作~！

最后说一下运维工程师的职责：”确保线上稳定“，看似简单，但实属不容易，运维工程师必须在诸多不利因素中进行权衡：新产品模式对现有架构及技术的冲击、产品高频度的升级带来的线上BUG隐患、运维自动化管理承度不高导致的人为失误、IT行业追求的高效率导致流程执行上的缺失、用户增涨带来的性能及架构上的压力、IT行业宽松的技术管理文化、创新风险、互联网安全性问题等因素，都会是网站稳定的大敌，运维工程师必须把控好这最后一关，需具体高度的责任感、原则性及协调能力，如果能做到各因素的更佳平衡，那就是一名优秀的运维工程师了。

另外在此聊点题外话，我在这里看到有很多人要sina、、,51.com等聊自已的运维方面的经验，其实这对于它们有点免为其难：

a、各公司自已网络架构、规模、或多或少还算是公司的核心秘密，要保密，另外，对于大家所熟知的通用软件、架构，由于很多公司会根据自已实际业务需要，同时因为原版性能、安全性、已知bug、功能等原因，进行过二次开发（如apache,php,mysql），操作系统内核也会根据不同业务类型进行定制的，如某些应用属于运算型、某些是高IO型、或大存储大内存型。根据这些特点进行内核优化定制，如sina就在memcache上进行过二次开发，搞出了一个MemcacheDB，具体做得如何我们不谈，但开源了，是值得称赞的，国内公司对于开源基本上是索取，没有贡献；另外，服务器也不是大家所熟知的型号，根据业务特点，大部份都是找DELL/HP/ibm进行过定制；另外，在分布式储存方面都有自已解决方案，要不就是使用现成开源hadoop等解决方案，或自已开发。但90%都是借鉴googleGFS的思想:分布式存储、计算、大表。

c、如上面所讲，目前大型网站运维还处于幼年时期理念和经验都比较零散，没有成熟的知识体系，可能具体什么是运维，大家都要先思索一番，或压根没想过，真正讨论也只是运维工作的冰山一角，局限于具体技术细节，或某某著名网站大的框架，真正运维体系化东西没有，这也许是目前网上运维相关资料比较少的原故吧。或者也是国内运维人员比较难招，比较牛的运维工程师比较少见的原因之一吧。

二、运维工作师需要什么样的技能及素质

做为一名运维工程师需要什么样的技能及素质呢，首先说说技能吧，如大家上面所看到，运维是一个集多IT工种技能与一身的岗位，对系统->网络->存储->协议->需求->开发->测试->安全等各环节都需要了解一些，但对于某些环节需熟悉甚至精通，如系统(基本操作系统的熟悉使用,*nix,windows..)、协议、系统开发(日常很重要的工作是自动运维化相关开发、大规模集群工具开发、管理）、通用应用（如lvs、ha、webserver、db、中间件、存储等）、网络,IDC拓朴架构；

技能方面总结以下几点：

1、开发能力，这点非常重要，因为运维工具都需要自已开发，开发语言：c/c++（必备其中之一）、perl、python、php（其中之一）、shell（awk,sed,expect.等），需要有过实际开发经验，否则工作会非常痛苦。

2、通用应用方面需要了解：操作系统（目前国内主要是linux、bsd）、webserver相关(nginx,apahe,php,lighttpd,java。。。)、数据库(mysql,oralce)、其它杂七八拉的东东。。。系统优化，高可靠性。。。这些只是加分项，不需必备，可以边工作边慢慢学，这些东西都不难。当然在运维中，有些是有分工偏重点不一样。

3、系统、网络、安全，存储，CDN，DB等需要相当了解，知道其相关原理。

个人素质方面：

1、沟通能力、团队协作：运维工作跨部门、跨工种工作很多，需善于沟通、并且团队协作能力要强；这应该是现代企业的基本素质要求了，不多说。

2、工作中需胆大心细：胆大才能创新、不走寻常路，特别对于运维这种新的工种，更需创新才能促进发展；心细，运维工程师是网站admin,更高线上权限者，一不小心就会遗憾终生或打入十八层地狱。

3、主动性、执行力、精力旺盛、抗压能力强：由于IT行业的特性，变化快；往往计划赶不上变化，运维工作就更突出了，比如国内各大公司服务器往往是全国各地，哪里便宜性价比高，就那往搬，进行大规模服务迁移（牵扯的服务器成百上千台），这是一个非常头痛的问题；往往时间非常紧迫，如限1周内完成，这种情况下，运维工程师的主动性及执行力就有很高的要求了：计划、方案、服务无缝迁移、机器搬迁上架、环境准备、安全评估、性能评估、基建、各关联部门扯皮,7X24小紧急事故响应等。

4、其它就是一些基本素质了：头脑要灵光、逻辑思维能力强、为人谦虚稳重、亲和力、乐于助人、有大局观。

5、最后一点，做网站运维需要有探索创新精神，通过创新型思维解决现实中的问题，因为这是一个处于幼年的职业（国外也一样，但比国内起步早点），没有成熟体系或方法论可以借鉴，只能靠大家自已摸索努力。

三、怎样才算是一个合格的运维工程师

1、保证服务达到要求的线上标准，如99.9%；保证线上稳定，这是运维工程师的基本责职所在。

2、不断的提升应用的可靠性与健壮性、性能优化、安全提升；这方面非常考验主动性、和创新思维。

3、网站各层面监控、统计的覆盖度，软件、硬件、运行状态，能监控的都需要监控统计，避免监控死角、并能实时了解应用的运转情况。

4、通过创新思维解决运维效率问题；目前各公司大部份运维主要工作还是依赖人工操作干预，需要尽可能的解放双手。

5、运维知识的积累与沉淀、文档的完备性，运维是一个经验性非常强的岗位，好的经验与陷阱都需积累下来，避免重复性范错。

6、计划性和执行力；工作有计划，计划后想法设法达到目标，不找借口。

以上只是技术上的一些层面，当然个人意识也是很重要的。

四、运维职业的迷惘、现状与发展前景

运维岗位不像其它岗位，如研发工程师、测试工程师等，有非常明确的职责定位及职业规划，比较有职业认同感与成就感；而运维工作可能给人的感觉是哪方面都了解一些，但又都比上专职工程师更精通、感觉平时被关注度比较低（除非线上出现故障），慢慢的大家就会迷惘，对职业发展产生困惑,为什么会有这种现象呢？除了职业本身特点外，主要还是因为对运维了解不深入、做得不深入导致；其实这个问题其它岗位也会出现，但我发现运维更典型，更容易出现这个问题；

针对这个问题我谈一下网站运维的现状及发展前景（也在思考中，可能不太深入全面，也请大家斧正补充）

运维现状：

2、技术层次比较低；主要处于技术探索、积累阶段，没有型成体系化的理念、技术。

3、体力劳动偏大；这个问题主要与第二点有关系，很多事情还是依靠人力进行，没有完成好的提练，对于大规模集群没有成熟的自动化管理方法，在此说明一下，大规模集群与运维工作是息息相关的如果只是百十来台机器，那就没有运维太大的生存空间了。

4、优秀运维人才的极度缺乏；目前各大公司基本上都靠自已培养，这个现状导致行业内运维人才的流动性非常低，非常多好的技术都局限在各大公司内部，如google50万台机器科学的管理,或者国内互联公司top10的一些运维经验，这些经验是非常有价值的东西并决定了一个公司的核心竞争力；这些问题进而导致业内先进运维技术的流通、贯通、与借签，并最终将限制了运维发展。

5、很多优秀的运维经验都掌握在大公司手中；这不在于公司的技术实力，而在于大公司的技术规模、海量PV、硬件规模足够大，如可怕的流量、51.com海量数据~~~~这些因素决定了他们遇到的问题都是其它中/小公司还没有遇到的，或即将遇到。但大公司可能已有很好的解决方案或系统。

发展前景：

1、从行业角度来看，随着中国互联网的高速发展（目前中国网民已跃升为全球之一）、网站规模越来越来大、架构越来越复杂；对专职网站运维工程师、网站架构师的要求会越来越急迫,特别是对有经验的优秀运维人才需求量大，而且是越老越值钱；目前国内基本上都是选择毕业生培养（限于大公司），培养成本高，而且没有经验人才加入会导致公司技术更新缓慢、影响公司的技术发展；当然，毕业生也有好处：白纸一张，可塑性强，比较认同并容易融入企业文化。

2、从个人角度，运维工程师技术含量及要求会越来越高，同时也是对公司应用、架构最了解最熟悉的人、越来越得到重视。

3、网站运维将成为一个融合多学科（网络、系统、开发、安全、应用架构、存储等）的综合性技术岗位，给大家提供一个很好的个人能力与技术广度的发展空间。

4、运维工作的相关经验将会变得非常重要，而且也将成为个人的核心竞争力，具备很好的各层面问题的解决能力及方案提供、全局思考能力等。

5、特长发控和兴趣的培养；由于运维岗位所接触的知识面非常广阔，更容易培养或发挥出个人某些方面的特长或爱好，如内核、网络、开发、数据库等方面，可以做得非常深入精通、成为这方面的专家。

6、如果真要以后不想做运维了，转到其它岗位也比较容易，不会有太大的局限性。当然了，你得真正用心去做。

7、技术发展方向、网站/系统架构师。

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