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一、Node.js的本质与核心优势

1.1 什么是Node.js？

Node.js是基于Chrome V8引擎构建的JavaScript运行时，它采用事件驱动和非阻塞I/O模型，实现了高效的异步编程。与传统Web服务器不同，Node.js特别适合处理高并发的I/O密集型场景。

技术特性：

• 单线程事件循环架构
• 模块化设计（CommonJS规范）
• npm生态包含超过130万个开源包
• 跨平台支持（Windows/Linux/macOS）

// 典型HTTP服务器示例
const http = require('http');
http.createServer((req, res) => {res.writeHead(200, {'Content-Type': 'text/plain'});res.end('Hello Embedded World!\n');
}).listen(8080);

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1.2 嵌入式开发的范式转变

传统嵌入式开发面临新挑战：

• 设备智能化需求激增（IoT设备年均增长18%）
• 开发周期缩短压力
• 复杂网络协议支持需求
• 动态OTA更新要求

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二、Node.js与嵌入式结合的四大技术路径

2.1 硬件交互层

典型技术方案：

• 串口通信：使用serialport库
• GPIO控制：通过onoff库操作Raspberry Pi引脚
• I2C/SPI：借助i2c-bus实现传感器通信

// Raspberry Pi控制LED示例
const Gpio = require('onoff').Gpio;
const led = new Gpio(17, 'out');setInterval(() => {led.writeSync(led.readSync() ^ 1); // 状态翻转
}, 500);

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2.2 物联网协议栈

常用协议实现方案：

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2.3 边缘计算架构

典型边缘节点架构：

传感器层 → Node.js数据处理 → 云端/本地存储↑AI模型推理(TensorFlow.js)