嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中應(yīng)用探究

摘要：伴隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)被廣泛運(yùn)用，嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中占有著極為重要的地位，為人類的工作生活帶來(lái)了更大的便捷。該篇文章主要介紹了嵌入式系統(tǒng)的概念，就嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用展開(kāi)了一系列的研究探討，以期能夠改善人們的生活。

關(guān)鍵詞：嵌入式系統(tǒng)；物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域；應(yīng)用；探討

1.引言

物聯(lián)網(wǎng)的信息傳輸主要依賴于互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行，嵌入式系統(tǒng)的使用能夠使信息傳輸更具針對(duì)性，能夠發(fā)揮一些較為特定的功能，伴隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，人們對(duì)其的要求愈高，對(duì)其掌控的程度也漸漸加大，進(jìn)而加大了其難度。嵌入式系統(tǒng)是推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的開(kāi)端，為國(guó)內(nèi)各大行業(yè)營(yíng)造出良好的信息環(huán)境。物聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)代運(yùn)用最為廣泛、發(fā)展最為迅速的新時(shí)代產(chǎn)物，主要通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，是物與物進(jìn)行聯(lián)系的專門技術(shù)。其相較于物聯(lián)網(wǎng)性能更為強(qiáng)大，牽涉的范圍更大，作用也更為廣泛，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展大大推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用與發(fā)展，促進(jìn)各行各業(yè)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展。

2.嵌入式系統(tǒng)概念

2.1嵌入式系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)系

在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，嵌入式系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)連接的關(guān)鍵所在。在對(duì)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，因沒(méi)有將它延伸至物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，二者間并沒(méi)有任何直接的聯(lián)系，為使物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間的無(wú)縫銜接，運(yùn)用嵌入式系統(tǒng)是重中之重。所以，在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，其的存在具備物與物交互、人與物交互、物感、物控等特性?？偠灾?，伴隨著目前新技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，是物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)當(dāng)中的重要組成部分，而在物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)當(dāng)中嵌入式系統(tǒng)尤為重要。運(yùn)用嵌入式系統(tǒng)能夠推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而保證物、機(jī)、人之間的無(wú)縫連接?；厩度胧较到y(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程圖如圖1所示。

2.2嵌入式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

圖1 基本嵌入式系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程圖

作為一種能夠完全嵌入受控器件內(nèi)部的系統(tǒng)——嵌入式系統(tǒng)，其大致能分為軟件系統(tǒng)與硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)執(zhí)行設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共同構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)設(shè)備。而當(dāng)中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由應(yīng)用軟件層、系統(tǒng)軟件層、硬件抽象層及硬件層四個(gè)部分構(gòu)成。硬件層系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)同樣具備較好的兼容性。然而在功能方面，硬件層系統(tǒng)的指令處理速度相對(duì)較慢、儲(chǔ)存量相對(duì)較?。挥布橄髮右部煞Q為中間層，其可以將上層軟件與底層硬件分隔開(kāi)，進(jìn)而使其形成具備不同功能的獨(dú)立部分。所以，在開(kāi)發(fā)的時(shí)候能夠免受硬件的影響，大大提升開(kāi)發(fā)的效率。同時(shí)，硬件抽象層還具備初始化配置硬件設(shè)備、底層硬件設(shè)備的部分參數(shù)等；操作與文件系統(tǒng)共同構(gòu)成軟件層系統(tǒng)，形成一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境。運(yùn)用軟件層的主要作用在于應(yīng)用接口的提供，使相關(guān)用戶能夠較為直接地進(jìn)行應(yīng)用軟件的編程，控制并運(yùn)用整個(gè)系統(tǒng)。嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.嵌入式操作系統(tǒng)

嵌入式操作系統(tǒng)作為嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中較為關(guān)鍵的系統(tǒng)軟件，和嵌入式系統(tǒng)中的硬件緊密關(guān)聯(lián)。有關(guān)同步與通信體制、資源管理、中斷管理、內(nèi)存管理及多任務(wù)管理共同構(gòu)成其功能模塊。文件系統(tǒng)與系統(tǒng)內(nèi)核共同實(shí)現(xiàn)了嵌入式操作系統(tǒng)，其屬于時(shí)效性的操作系統(tǒng)，具備較高的時(shí)間控制性與精準(zhǔn)性，另外，操作系統(tǒng)與硬件模塊緊密相連，能夠?qū)ο嚓P(guān)系統(tǒng)進(jìn)行功能性的挑選，能夠增添模塊，也能夠?qū)δK進(jìn)行卸載，滿足系統(tǒng)當(dāng)中硬件模塊的需要；伴隨著各種家電信息的智能化，信息技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，及在某些專門領(lǐng)域中應(yīng)用的持續(xù)深入，嵌入式操作系統(tǒng)逐漸從簡(jiǎn)單的應(yīng)用逐步向著功能與專業(yè)化更為完善的方向轉(zhuǎn)變。此外，嵌入式操作系統(tǒng)還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）代碼可固化。與計(jì)算機(jī)相似，其也需直接固化于硬件系統(tǒng)的儲(chǔ)存設(shè)備當(dāng)中，并且相關(guān)應(yīng)用程序完成測(cè)試之后也需下載至儲(chǔ)存設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行相應(yīng)的固化。

（2）獨(dú)立性與穩(wěn)定性。獨(dú)立性與穩(wěn)定性主要表現(xiàn)于在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不斷的無(wú)故障運(yùn)行，與此同時(shí)，在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，不需要相關(guān)使用人員過(guò)多地進(jìn)行維護(hù)與操作工作。嵌入式操作系統(tǒng)當(dāng)中的操作命令對(duì)于用戶而言，通常不能直接利用，對(duì)用戶程序而言，需在系統(tǒng)當(dāng)中調(diào)用相關(guān)用戶接口函數(shù)來(lái)使程序功能得以實(shí)現(xiàn)。

（3）支持網(wǎng)絡(luò)功能。在系統(tǒng)操作內(nèi)核當(dāng)中，具備相對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)功能模塊，當(dāng)中包含面向非連接的UDP協(xié)議及面向連接的TCP協(xié)議等，同時(shí)，還應(yīng)具有網(wǎng)絡(luò)層的IP協(xié)議族。并提供了MAC層的統(tǒng)一接口。

（4）接口標(biāo)準(zhǔn)化。提供系統(tǒng)設(shè)備的統(tǒng)一驅(qū)動(dòng)接口。

（5）可裁剪性。依據(jù)硬軟件的需要制定嵌入式操作系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。

4.嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

從專業(yè)的角度來(lái)看，運(yùn)用嵌入式系統(tǒng)作為信息間聯(lián)系與傳輸?shù)谋Ｕ?，其能夠使人類的工作與生活更為便利，解決生活當(dāng)中碰到的問(wèn)題，因此，如今人們對(duì)其的依賴性較大，要求也更高。而嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)技術(shù)。

4.1射頻識(shí)別技術(shù)分析

射頻識(shí)別在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中占有著極其重要的地位，能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)有所感知，結(jié)合嵌入式系統(tǒng)與傳感技術(shù)，依據(jù)指定目標(biāo)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀寫。射頻識(shí)別系統(tǒng)由標(biāo)簽與讀寫器共同組成。每個(gè)物體都應(yīng)有其各自的標(biāo)識(shí)碼，并將其標(biāo)注在上面。而標(biāo)識(shí)碼的讀取是通過(guò)發(fā)射獨(dú)特的無(wú)線信號(hào)所實(shí)現(xiàn)的，經(jīng)過(guò)有標(biāo)簽的電路后，再接受信息，此外，其的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)為相關(guān)電子標(biāo)簽不用額外供電，從而能夠使標(biāo)簽體積得以減小，降低成本，協(xié)助物體的運(yùn)輸。

4.2智能技術(shù)分析

在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中運(yùn)用智能技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于能夠較好地避免外界因素的影響，是出現(xiàn)不好的因素可以做出準(zhǔn)確判斷及選擇的重要保障。伴隨著著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，智能技術(shù)隨之不斷發(fā)展，為人們的生活帶來(lái)了更多的方便，豐富了人們的生活，壯大了我國(guó)科技的發(fā)展，在這個(gè)被智能化技術(shù)所圍繞的時(shí)代，人們的工作生活難以脫離嵌入式系統(tǒng)。例如，小區(qū)監(jiān)控系統(tǒng)便運(yùn)用嵌入式系統(tǒng)，其安全檢測(cè)系統(tǒng)主要由智能主機(jī)、通信主機(jī)、探測(cè)器、控制器四個(gè)部分共同組成，可以收集圖像，還能夠手控進(jìn)行檢測(cè)，探測(cè)器能夠避免火災(zāi)、煤氣泄漏及不法入侵等現(xiàn)象的發(fā)生，之后再將接收到的信號(hào)反應(yīng)給智能主機(jī)產(chǎn)商，智能主機(jī)通過(guò)對(duì)信號(hào)的判斷與接收，再將收到的信號(hào)發(fā)射出去，形成可以試讀的信號(hào)發(fā)送給相應(yīng)的接受人，運(yùn)用先進(jìn)的智能技術(shù)，確保了人們的人身安全，同時(shí)可以較為及時(shí)地處理即將發(fā)生的災(zāi)難，更好地預(yù)防災(zāi)難的發(fā)生。

4.3傳感器技術(shù)分析

在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)物與物之間的聯(lián)系，傳感器的加入是重中之重，互感器具備感應(yīng)的功能，根據(jù)實(shí)際情況實(shí)現(xiàn)信息的相互傳輸，而傳感器在其中所起到的連接作用尤為重要。智能傳感器作為新時(shí)代發(fā)展下的重要產(chǎn)物，被廣泛運(yùn)用于各大領(lǐng)域當(dāng)中，是目前最為主要的信息傳遞設(shè)備。嵌入式技術(shù)的發(fā)展為智能傳感器的廣泛運(yùn)用提供了的有力的支持。智能傳感器具備多種功能，運(yùn)用于通信、計(jì)算功能上能夠加快實(shí)現(xiàn)信息傳輸與數(shù)據(jù)傳遞?？傊?，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)通信功能而言，嵌入式智能傳感器運(yùn)用于物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中具有極其重要的作用。

5.結(jié)語(yǔ)

總而言之，嵌入式系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)當(dāng)中的重要構(gòu)成部分，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)而言是不可或缺的。在目前傳遞協(xié)議類型復(fù)雜的互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)物、機(jī)、人的無(wú)妨礙信息交互以及物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的無(wú)障礙連接，嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)用是實(shí)現(xiàn)其的重要途徑。嵌入式系統(tǒng)的運(yùn)用為人們的生活帶來(lái)了便捷，使實(shí)踐和信息化技術(shù)的融合成為現(xiàn)實(shí)，是目前技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中相對(duì)領(lǐng)先的重要系統(tǒng)，注重其的保護(hù)與研發(fā)，根據(jù)新時(shí)代技術(shù)的發(fā)展，引進(jìn)新的設(shè)備與技術(shù)人員，為人們的生活提供保障與方便。

參考文獻(xiàn)：

[1]王緒海，姚曉峰.基于嵌入式系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)[J].信息通信，2016（01）：64-66.

[2]鄧二偉，黃冰.基于嵌入式系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)研究[J].電腦迷，2016（01）：79-80.

[3]葉銀銀.物聯(lián)網(wǎng)與嵌入式系統(tǒng)[J].射頻世界，2010（04）.

作者簡(jiǎn)介：

饒勇，男（1985-09），本科，工程師，研究方向?yàn)橥ㄐ偶靶l(wèi)星導(dǎo)航基帶。