華雯耀

【摘?要】在通過一學(xué)期的深入對(duì)嵌入式系統(tǒng)原理與開發(fā)學(xué)習(xí)和實(shí)踐，結(jié)合身邊現(xiàn)有的各式各樣的設(shè)備的觀察和對(duì)其系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)已經(jīng)處于一個(gè)加速過程，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下，對(duì)設(shè)備的應(yīng)用需求越來越高，軟硬件各方面在嵌入式系統(tǒng)中需要不斷地開發(fā)，。入式系統(tǒng)包括嵌入式軟件系統(tǒng)和嵌入式硬件系統(tǒng)兩大部分，而軟件系統(tǒng)之核心是嵌入式操作系統(tǒng)，也成為各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新的重要部分，因此這門技術(shù)也被重視起來。本文主要圍繞嵌入式系統(tǒng)在各行業(yè)的應(yīng)用情況，綜述了嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)的發(fā)展歷史、趨勢、國家政策、應(yīng)用前景，具體應(yīng)用等。

【關(guān)鍵詞】嵌入式系統(tǒng);應(yīng)用領(lǐng)域;發(fā)展前景;嵌入式技術(shù)

引言

今年來嵌入式系統(tǒng)在各行各業(yè)都有著重要的創(chuàng)新，例如使用了大量相關(guān)技術(shù)的天通一號(hào)衛(wèi)星，標(biāo)志著商用衛(wèi)星系統(tǒng)時(shí)代的開啟;例如在農(nóng)業(yè)上，研制出了以嵌入式系統(tǒng)為核心的農(nóng)作物病蟲監(jiān)測與預(yù)防研究。2010 年劉凱等研制的木材無損檢測系統(tǒng)，2010 年徐正剛研制的白蟻無線電子檢測系統(tǒng)，012 年程城遠(yuǎn)等研究的農(nóng)業(yè)蟲害自動(dòng)監(jiān)測的數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，這些早期出現(xiàn)的實(shí)際應(yīng)用葉大大的啟發(fā)了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用。當(dāng)下物流行業(yè)興盛，嵌入式系統(tǒng)也不甘落后，相繼出現(xiàn)了針對(duì)嵌入式系統(tǒng)的智能在線分揀系統(tǒng)，大大的減少了勞動(dòng)量，也是嵌入式系統(tǒng)的一種應(yīng)用。由此可見，嵌入式有著更加廣闊的未來。

1發(fā)展歷史：

嵌入式系統(tǒng)在早期是為了控制和監(jiān)管機(jī)器的運(yùn)行，大部分運(yùn)用在工業(yè)計(jì)算機(jī)上，實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化，生產(chǎn)線自動(dòng)化，全面化，搭配嵌入式系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的效果。隨著時(shí)代的進(jìn)步發(fā)展，在日常生活中也慢慢的滲透了含有嵌入式系統(tǒng)的元素。各種不同的人群行業(yè)需要所對(duì)應(yīng)的操作系統(tǒng)功能大不一樣，因此派生了眾多的嵌入式系統(tǒng)。使用場合的不同獨(dú)具特色的嵌入式系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生嵌入式通用型操作系統(tǒng)與嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)最大的差別是對(duì)于時(shí)序有不同的要求。嵌入式通用型操作系統(tǒng)在系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間上要求沒那么嚴(yán)格。當(dāng)前嵌入式通用型操作系統(tǒng)大多用在信息家電領(lǐng)域和消費(fèi)性電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。目前市場上的嵌入式通用型操作系統(tǒng)產(chǎn)品很多，Palm05及Embedded Linux，除了這兩個(gè)大類還有分為，使用在小型設(shè)備中的單個(gè)微處理器，不帶計(jì)時(shí)功能的微處理器，待機(jī)時(shí)的組件，也有在制作或者過程中使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

2嵌入式系統(tǒng)具體應(yīng)用：

嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，在工業(yè)控制上比較早，慢慢的發(fā)展到智能家電，交通控制，網(wǎng)絡(luò)中間件的搭建，隨著智能化的推進(jìn)下家居智能化也充斥著家居智能化，新型領(lǐng)域智能機(jī)器人應(yīng)用著嵌入式系統(tǒng)，在衛(wèi)星通信上，低成本的Linux操作系統(tǒng)，具有文件系統(tǒng)和獨(dú)立服務(wù)器，實(shí)時(shí)性的vxWorks操作系統(tǒng)都可完成嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)，并是衛(wèi)星通信系統(tǒng)中重要的組成模塊。人工分揀已經(jīng)不能滿足市場需求，智能在線分選系統(tǒng)的研制具有重要的工程意義和廣闊的應(yīng)用前景在各大電商倉庫中，智能分揀日益成熟，高精度高速度的分揀機(jī)器人，加上設(shè)計(jì)可視化的，可管理，可移動(dòng)的人機(jī)交互界面，以及實(shí)時(shí)在線分揀。機(jī)器的大量添加優(yōu)化速度。在其基礎(chǔ)上增加在線實(shí)時(shí)管理系統(tǒng)是將現(xiàn)今流行的“互聯(lián)網(wǎng) +”的管理模式運(yùn)用到企業(yè)生產(chǎn)線上。

時(shí)代在進(jìn)步，我們的日常起居也有了日新月異的變化，當(dāng)然嵌入式系統(tǒng)在這方面也沒有缺席。在交互式的智能家電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，可以通過傳感器以及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的利用，提高溫度、聲音以及動(dòng)作的控制效率。例如，在環(huán)境控制中，通過遠(yuǎn)程空調(diào)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)，人們可以在遠(yuǎn)程操作中控制空調(diào)的溫度，提高空調(diào)操作及控制的效率，滿足人們對(duì)智能設(shè)備的使用需求。

3應(yīng)用前景

3.1人機(jī)交互以及微型化

從以前的大腦袋電腦到現(xiàn)在的筆記本電腦，微型化已經(jīng)是一個(gè)必然的趨勢，嵌入式操作系統(tǒng)也不例外，芯片技術(shù)和硬件技術(shù)的發(fā)展促使了嵌入式系統(tǒng)的微型化，這也使得嵌入式系統(tǒng)入了更多的領(lǐng)域，充分的利用了嵌入式系統(tǒng)的低耗性和簡單性，以及自動(dòng)化的特點(diǎn)。時(shí)代的進(jìn)步也對(duì)嵌入式系統(tǒng)提出了更高的要求，所以微型化是必然的。

身邊的智能機(jī)器人，和人對(duì)弈的阿爾法，智能語音音響，銀行的引導(dǎo)機(jī)器人這些普通的應(yīng)用得到了相當(dāng)大的關(guān)注，人機(jī)交互時(shí)為了獲得更好的體驗(yàn)，讓機(jī)器人可以給人們提供更高質(zhì)量的服務(wù)，因此就對(duì)嵌入式系統(tǒng)在應(yīng)用期間的人機(jī)交互提出了更高要求。而其中的難點(diǎn)不是一星半點(diǎn)，首先降低能耗是對(duì)嵌入式系統(tǒng)提出的一大難題。

3.2網(wǎng)絡(luò)精簡

微處理器的復(fù)雜化和嵌入式系統(tǒng)的的網(wǎng)絡(luò)連接化，促使嵌入式系統(tǒng)簡單易操作，安全性可靠，自身特性也要得到擴(kuò)展，例如自適應(yīng)，高可信性，組件結(jié)構(gòu)化，以及開發(fā)環(huán)境自動(dòng)化，人性化。要易于開發(fā)，才能面向廣大人群?；ヂ?lián)網(wǎng)的加入使嵌入式操作系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用期間的到了更多的選擇，新詞嵌入式系統(tǒng)可以提供網(wǎng)絡(luò)通信接口是未來嵌入式系統(tǒng)的必然道路，同時(shí)這樣極大的促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。此外，因?yàn)槲磥砣藗儗?duì)嵌入式系統(tǒng)的需求量不斷增多，嵌入式系統(tǒng)被合理地應(yīng)用到了不同領(lǐng)域中，因此，芯片的精簡性及專業(yè)性也是未來也能夠在不同領(lǐng)域應(yīng)用，而且可以滿足機(jī)器應(yīng)用的具體需求。

4國家形式

國產(chǎn)的操作系統(tǒng)的影響力頗大，特別是RT-Thread產(chǎn)品對(duì)物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式開發(fā)影響巨大，是非常棒的一個(gè)軟件，在諸多領(lǐng)域取得了明顯成效，華為的LiteOS也是一個(gè)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域頗具影響力的嵌入式操作系統(tǒng)，可穿戴的HUAWEI WatchGT，已經(jīng)日漸成熟，但是更多的東西需要大力的投入和開發(fā)研究，是我們需要加大力度的培養(yǎng)和專注。嵌入式操作系統(tǒng)內(nèi)核百花齊放，各個(gè)不同的架構(gòu)技術(shù)優(yōu)勢不同，對(duì)實(shí)際的應(yīng)用更是提出了更多的要求，比如可擴(kuò)展的內(nèi)核技術(shù)、功能安全和信息安全、邊緣計(jì)算架構(gòu)的支持和應(yīng)用 App 的便捷布置和管理。

5結(jié)語

可以預(yù)見，嵌入式系統(tǒng)將向微型化，智能化發(fā)展，包含安全可靠性，低功耗性，復(fù)雜可配置性，以此來適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代和人工智能時(shí)代，計(jì)算架構(gòu)和應(yīng)用軟件發(fā)展的新需求。硬件的推新將迎來一個(gè)大時(shí)，或?qū)?dǎo)致時(shí)代的進(jìn)步?？萍嫉陌l(fā)展使嵌入式系統(tǒng)得到了的顯著進(jìn)步，這也使嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用變得更加廣泛，這對(duì)于我國科技水平的發(fā)展也起到了一定的促進(jìn)作用。嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用使人們的工作和生活都變得更加便利?？梢?，嵌入式系統(tǒng)具有不錯(cuò)的發(fā)展前景。嵌人式系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域眾多，而且需求各不相同，嵌人式應(yīng)用軟件的開發(fā)將會(huì)受到極大的重視，而嵌人式操作系統(tǒng)作為軟件系統(tǒng)的核心在各個(gè)領(lǐng)域都將成為富有光明前景的新技術(shù)

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（作者單位：河南工學(xué)院）