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分享 || 什么是嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)以及它們之間的關(guān)系

互聯(lián)網(wǎng)著重信息的互聯(lián)互通和共享,解決的是人與人的信息溝通問題;物聯(lián)網(wǎng)則是通過人與人、人與物、物與物的相聯(lián),解決的是信息化的智能管理和決策控制問題。物聯(lián)網(wǎng)比互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更復(fù)雜、產(chǎn)業(yè)輻射面更寬、應(yīng)用范圍更廣,對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的帶動(dòng)力和影響力更強(qiáng)。 


嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段。

第一階段是以單片機(jī)為核心的低級(jí)嵌入式系統(tǒng),沒有操作系統(tǒng)支持,通過匯編語言直接控制系統(tǒng)。
第二階段是以嵌入式微處理器為硬件核心、簡(jiǎn)單操作系統(tǒng)為軟件核心的初級(jí)嵌入式系統(tǒng)。嵌入式CPU出現(xiàn)并具有高可靠性和低功耗性能。
第三階段是以物聯(lián)網(wǎng)為平臺(tái),大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)為支持的高級(jí)嵌入式系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)相融合,應(yīng)用于家居、交通、醫(yī)療等領(lǐng)域。
這三個(gè)階段展示了嵌入式系統(tǒng)從單一功能到多樣化應(yīng)用的發(fā)展歷程,并且不斷與新技術(shù)相結(jié)合,推動(dòng)著嵌入式系統(tǒng)的進(jìn)一步創(chuàng)新和發(fā)展。

嵌入式簡(jiǎn)介

嵌入式系統(tǒng)是一種專門設(shè)計(jì)用于特定應(yīng)用領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),通常作為設(shè)備或裝置的一部分而存在。它結(jié)合了硬件和軟件,并具有可定制、高可靠性、低功耗、緊湊體積等特點(diǎn)。嵌入式系統(tǒng)可以用于各種數(shù)字接口設(shè)備,如家電、汽車、工業(yè)控制系統(tǒng)等。它們可以執(zhí)行特定任務(wù),通過控制邏輯實(shí)現(xiàn)功能,并滿足應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)性能、成本、尺寸等方面的嚴(yán)格要求。有時(shí)候,嵌入式系統(tǒng)還會(huì)包括機(jī)械組件等附屬裝置,形成一體化的解決方案。

 

嵌入式的特點(diǎn):

1.專用性強(qiáng):硬件和軟件都是為特定應(yīng)用設(shè)計(jì),專用性體現(xiàn)在嵌入式微處理器的專用性上,使得系統(tǒng)小型化、高效率、高性價(jià)比和高可靠性。

2.實(shí)時(shí)性好:滿足系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的限定要求,例如超市電子秤和鼠標(biāo)鍵盤等應(yīng)用。

3.多樣性豐富:系統(tǒng)架構(gòu)、處理器類型、硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件具有多種選擇空間,以適應(yīng)不同領(lǐng)域的需求。

4.低功耗、高可靠性、高穩(wěn)定性:適應(yīng)惡劣環(huán)境和長時(shí)間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的需求,如工業(yè)監(jiān)控裝置。

5.代碼短小精悍:在硬件資源有限的情況下保證系統(tǒng)性能和性價(jià)比。

6.專用的開發(fā)工具和環(huán)境:需要專業(yè)人員使用基于通用計(jì)算機(jī)的開發(fā)工具進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)。


物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分,也是“信息化”時(shí)代的重要發(fā)展階段。其英文名稱是:“Internet of things(IoT)”。

 

物聯(lián)網(wǎng)可被理解為物品相互連接的互聯(lián)網(wǎng)。這里有兩個(gè)層面的意思:首先,物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng),是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的擴(kuò)展和延伸;其次,物聯(lián)網(wǎng)將用戶端擴(kuò)展到了物品之間,實(shí)現(xiàn)了物品之間的信息交換和通信,即物物相連。通過智能感知、識(shí)別技術(shù)和普適計(jì)算等通信感知技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)的融合中,因此被視為繼計(jì)算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用拓展,更像是一種業(yè)務(wù)和應(yīng)用。因此,應(yīng)用創(chuàng)新成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心,以用戶體驗(yàn)為中心的創(chuàng)新2.0則是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵。

 

物聯(lián)網(wǎng)的特征:
 

首先,物聯(lián)網(wǎng)廣泛應(yīng)用了各種感知技術(shù),通過部署大量傳感器,實(shí)時(shí)地采集不同類型的環(huán)境信息。這些傳感器定期更新數(shù)據(jù),并通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)街付ǖ哪繕?biāo)。

其次,物聯(lián)網(wǎng)是建立在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)之上的廣泛網(wǎng)絡(luò)。它利用各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)相連接,實(shí)現(xiàn)海量信息的傳輸。為了確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性,物聯(lián)網(wǎng)必須適應(yīng)各種不同的網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議。

再次,物聯(lián)網(wǎng)不僅僅提供了傳感器的連接功能,還具備智能處理能力,可以對(duì)物體進(jìn)行智能控制。通過結(jié)合傳感器和智能處理技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)利用云計(jì)算、模式識(shí)別等智能技術(shù),分析和處理海量數(shù)據(jù),以滿足不同用戶的需求,并探索新的應(yīng)用領(lǐng)域和模式。


嵌入式與物聯(lián)網(wǎng)之間的關(guān)系

1.嵌入式系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ):

嵌入式系統(tǒng)是指內(nèi)置在其他設(shè)備或系統(tǒng)中,用于控制、監(jiān)測(cè)和執(zhí)行特定任務(wù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它通常由微處理器、存儲(chǔ)器、傳感器、執(zhí)行器和操作系統(tǒng)等組成。在物聯(lián)網(wǎng)中,各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(如智能家居設(shè)備、工業(yè)傳感器等)都是基于嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建的,它們通過嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和控制功能。

2.物聯(lián)網(wǎng)連接了大量的嵌入式設(shè)備:

物聯(lián)網(wǎng)的核心概念是將各種物理設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)上,實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通。這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常是由嵌入式系統(tǒng)構(gòu)建而成的。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(如傳感器、通信模塊等),這些嵌入式設(shè)備可以相互交換數(shù)據(jù)、共同協(xié)作,并通過云平臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。

3.嵌入式系統(tǒng)為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供計(jì)算和控制功能:

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常需要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、存儲(chǔ)和控制等操作。嵌入式系統(tǒng)通過搭載各種硬件和軟件組件,為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、通信和控制功能。例如,一個(gè)智能家居設(shè)備可能包含嵌入式處理器、傳感器和執(zhí)行器,通過嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度監(jiān)測(cè)、燈光控制、安全報(bào)警等功能。

4.物聯(lián)網(wǎng)需要支持嵌入式系統(tǒng)的底層技術(shù):

物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)需要支持嵌入式系統(tǒng)所使用的底層技術(shù),以確保設(shè)備之間的互聯(lián)互通和穩(wěn)定運(yùn)行。這包括通信協(xié)議(如Wi-Fi、藍(lán)牙、Zigbee等)、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)(RTOS)、功耗管理、安全性等方面的技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)可以提供對(duì)這些底層技術(shù)的支持和集成,簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的開發(fā)和部署過程。

5.嵌入式系統(tǒng)的進(jìn)步推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展:

隨著嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備變得更加小巧、節(jié)能、智能。嵌入式系統(tǒng)的硬件、軟件和通信技術(shù)的改進(jìn)使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備具備更強(qiáng)大的計(jì)算和通信能力,從而推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及和發(fā)展。例如,新一代的嵌入式系統(tǒng)芯片提供更高的性能和更低的功耗,使得物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在成本和能耗方面更具競(jìng)爭(zhēng)力。



隨著人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)的不斷發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)將變得更加智能化和高效化。未來的嵌入式系統(tǒng)將具備更強(qiáng)大的計(jì)算能力和更靈活的應(yīng)用場(chǎng)景,能夠支持更復(fù)雜、更智能的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)將深度融合各行各業(yè),成為推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化升級(jí)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。

我們有理由相信,嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)將在未來繼續(xù)為人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步發(fā)揮重要作用,為我們的生活和工作帶來更多的便利和可能性。