嵌入式技术在物联网中的应用解读.pdf

导语：嵌入式系统通常嵌入在更大的物理设备当中而不被人们所察

觉，如手机、PDA、甚至空调、微波炉、冰箱中的控制部件都属于嵌

入式系统。

随着IT技术飞速发展，互联网已经进入了“物联网”时代。物联

网中需要的大量设备不在依赖人与人之间的交互产生联系，更多通过

协议、通信、程序设计等方式连接到一处。即“物联网”的目的则是

让所有的物品都具有计算机的智能但并不以通用计算机的形式出现，

并把这些“聪明”了的物品与网络连接在一起，这就需要嵌入式技术

的支持。嵌入式技术是计算机技术的一种应用，该技术主要针对具体

的应用特点设计专用的计算机系统——嵌入式系统。

嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础的，并且软硬

件可量身订做，它适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格

要求的专用计算机系统。嵌入式系统通常嵌入在更大的物理设备当中

而不被人们所察觉，如手机、PDA、甚至空调、微波炉、冰箱中的控

制部件都属于嵌入式系统，如下面联接在互联网上的设备中就都有一

个嵌入式计算机系统，但平时我们可能根本没有注意到这些计算机系

统的存在。

用来和人进行交互并根据人发出的指令进行工作；而嵌入式系统大多

数情况下可能根据自己“感知”到的事件自主地进行处理，所以它对

时间性，可靠性要求更高。

一般来说，嵌入式系统应该具有以下一些特征：专用性、可封装

性、实时性、可靠性。

专用性是指嵌入式系统用于特定设备完成特定任务，而不像通用

计算机系统可以完成各种不同任务。

可封装性指嵌入式系统一般隐藏于目标系统内部而不被操作者察

觉。实时性指与外部实际事件的发生频率相比，嵌入式系统能够在可

预知的时间内对事件或用户的干预做出响应。

可靠性是指嵌入式系统隐藏在系统或设备中，一旦开始工作，可

能长时间没有操作人员的监测和维护，因此要求它能够可靠运行。像

通用计算机系统一样，嵌入式系统也包括硬件和软件两部分。硬件包

括处理器／微处理器（就是我们平时所说的CPU）、存储器及外设器

件和输入输出端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件和专

门解决某类问题的应用软件，有时设计人员把这两种软件组合在一

起，应用程序控制着系统的运作和行为，而操作系统控制着应用程序

嵌入式计算机系统同通用计算机系统相比具有以下特点：

1、嵌入式系统通常是面向特定应用的，嵌入式CPU与通用型的

最大不同就是嵌入式CPU大多工作在为特定用户群设计的系统中，

它通常都具有功耗低、体积小、集成度高等特点，能够把通用CPU

中许多由板卡完成的任务集成在芯片内部，从而有利于嵌入式系统设

计小型化，移动能力大大增强，跟网络的耦合也越来越紧密。

2、嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术与

各个行业的具体应用相结合的产物。这一点就决定了它必然是一个技

术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

3、嵌入式系统的硬件和软件都必须高效率地设计，量体裁衣、去

除不需要的多余功能，力争在更小的硅片面积上实现同样的性能，这

样才能在具体应用中更具有竞争力。

4、嵌入式系统和具体应用有机地结合在一起，它的升级换代也是

和具体产品同步进行，因此嵌入式系统产品一旦进入市场，具有较长

的生命周期。

5为了提高执行速度和系统可靠性，嵌入式系统中的软件一般都

固化在存储器芯片或单片机本身中，而不是存储于磁盘等载体中。

6、嵌入式系统本身不具备自主开发能力，即使设计完成以后用户

通常也是不能对其中的程序功能进行修改的，必须有一套与通用计算

机系统连接的开发工具和环境才能进行开发。

信息时代、数字时代使得嵌入式产品获得了巨大的发展契机，为

嵌入式市场展现了美好的前景，同时也对嵌入式生产厂商提出了新的

挑战，从中我们可以看出未来嵌入式系统的几大发展趋势：

1、嵌入式开发是一项系统工程，因此要求嵌入式系统厂商不仅要

提供嵌入式软硬件系统本身，同时还需要提供强大的硬件开发工具和

软件包支持，以方便用户以最低的成本、最短的时间推出自己的产品。

目前很多厂商已经充分考虑到这一点，在主推系统的同时，将开

发环境也作为重点推广。比如三星在推广Arm7，Arm9芯片的同时

还提供开发板和板级支持包（BSP），而WindowCE在主推系统时也

提供EmbeddedVC＋＋作为开发工具，还有Vxworks的Tonado开发

环境，DeltaOS的Limda编译环境等等都是这一趋势的典型体现。当

然，这也是市场竞争的结果。

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益提高，使得以往单一功能的设备如电话、手机、冰箱、微波炉等功

能不再单一，结构更加复杂。