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嵌入式系统是物联网硬件的灵魂

木马童年 2019-5-17 10:55 114 0

嵌入式系统( Embedded System)又称为嵌人式计算机系统( Embedded Computer System),与通用计算机系统一起构成计算机系统的两大分支。 嵌人式系统是针对特定的应用,裁剪计算机的软件和硬件,以适应某种对功能、可靠 ...

嵌入式系统( Embedded System)又称为嵌人式计算机系统( Embedded Computer System),与通用计算机系统一起构成计算机系统的两大分支。

嵌人式系统是针对特定的应用,裁剪计算机的软件和硬件,以适应某种对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的应用系统的专用计算机系统。嵌入式系统通过采集来自不同感知源的信息,实现对物理过程的控制以及用户之间的交互。“嵌入性”“专用性”与“计算机系统”是嵌入式系统的3个基本要素。

嵌入式系统是物联网硬件的灵魂

由于嵌人式系统要嵌人到对象体系中,实现的是对象的智能化控制,因此,它有着与通用计算机系统完全不同的技术要求与技术发展方向。通用计算机系统的技术要求是高速、海量的数值计算;技术发展方向是总线速度的无限提升,存储容量的无限扩大。而嵌人式系统的技术要求则是对象的智能化控制能力;技术发展方向是与对象系统密切相关的嵌人性能、控制能力和控制的可靠性。它与通用的计算机系统相比,具有可封装性好专用性强、实时性好、可靠性高、微型化等特点。

嵌入式系统自20世纪70年代出现以来,至今已经有40多年的历史。目前,嵌人式系统已经广泛应用于农业、工业、军事、智能家居、城市管理工业监测、智能交通、医疗卫生、公共安全等领域。

嵌入式技术的本质就是“物联”,所以嵌人式系统技术是物联网最基础的技术之一,因为只有把计算机系统嵌人入到物体中去,它オ具备思考和智能。这也是实现物物互连、人机互连的前提。所以,嵌入式系统技术是物联网必不可少的技术。

有学者认为,物联网是互联网与嵌人式系统发展到高级阶段融合的产物,并把嵌入式系统看作物联网的源头之一,因为嵌入式系统可以提供多种物联方式。以传感器和RFID为例,传感器不具有网络接入功能,只有通过嵌人式处理器或嵌人式应用系统,将传统的传感器转化成智能传感器,オ有可能通过相互的通信接口互联或接人互联网,形成局域传感器网或广域传感器网。基于节约成本的考虑,传统的RD技术,其系统架构一般采用单一RFID读写器连接一个或者多个天线,以分时多任务的方式读写电磁波覆盖范围内的RFID标签,其距离不远,一般在几米的范围内。嵌人入式RD是将RID读写器(或者模块)嵌入在物体中,使该物体具有RD读写功能。

嵌入式应用系统历经20多年的发展,目前大多具备了局域互联或与互联网的联网功能。嵌人式应用系统、嵌人式应用系统局域网与互联网的连接,将互联网变革为物联网。GPS诞生后,嵌人式应用系统则实现了物理对象的时空定位,保证了物联网中物理对象有完整的物理信息。在实现物联时,不仅可以提供物理对象的物理参数、物理状态信息,还可提供物理对象的时空定位信息。

物联网环境中的各种智能设备都需要采用嵌入式技术来进行设计与制造。随着物联网应用的发展,适应物联网应用系统要求的智能设备设计和制作,以及可穿戴设备的研究与应用,将成为嵌人式技术下一阶段研究与开发的重点。因此,和其他技术一样,物联网的发展为嵌入式系统技术提出了新的命题,反过来也促进了嵌入式技术的发展。

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