探討嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展前景

隨著工業(yè)4.0、醫(yī)療電子、智能家居、物流管理和電力控制等快速的發(fā)展和推進(jìn)，嵌入式系統(tǒng)利用自身的技術(shù)特點(diǎn)，逐漸成為眾多行業(yè)的標(biāo)配產(chǎn)品。嵌入式系統(tǒng)具有可控制、可編程、成本低等，它在未來(lái)的工業(yè)和生活中有著廣闊的應(yīng)用前景。

嵌入式系統(tǒng)的十大應(yīng)用

1、智能交通

智能交通系統(tǒng)(ITS)主要由交通信息采集、交通狀況監(jiān)視、交通控制、信息 發(fā)布和通信5大子系統(tǒng)組成。各種信息都是ITS的運(yùn)行基礎(chǔ)，而以嵌入式為主的交通管理系統(tǒng)就像人體內(nèi)的神經(jīng)系統(tǒng)一樣在ITS中起著至關(guān)重要的作用。嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用在測(cè)速雷達(dá)(返回?cái)?shù)字式速度值)、運(yùn)輸車隊(duì)遙控指揮系統(tǒng)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)等方面，在這些應(yīng)用系統(tǒng)中能對(duì)交通數(shù)據(jù) 進(jìn)行獲取、存儲(chǔ) 、管理、傳輸、分析和顯示，以提供交通管理者或決策者對(duì)交通狀況現(xiàn)狀進(jìn)行決策和研究。

智能交通系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品的要求比較嚴(yán)格，而嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的各種優(yōu)勢(shì)都可以 非常好地符合要求。對(duì)于嵌入式一體化的智能化產(chǎn)品在智能交通領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用已得到越來(lái)越多的人的認(rèn)同。在車輛導(dǎo)航、流量控制、信息監(jiān)測(cè)與汽車服務(wù)方面，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用，內(nèi)嵌GPS模塊，GSM模塊的移動(dòng)定位終端已經(jīng)在各種運(yùn)輸行業(yè)獲得了成功的使用。

2、智慧家庭

隨著嵌入式系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)中廣泛運(yùn)用，智能家居控制系統(tǒng)，對(duì)住宅內(nèi)的家用電器、照明燈光進(jìn)行智能控制，并實(shí)現(xiàn)家庭安全防范，并結(jié)合其他系統(tǒng)為住戶提供一個(gè)溫馨舒適、安全節(jié)能、先進(jìn)高尚的家居環(huán)境，讓住戶充分享受到現(xiàn)代科技給生活帶來(lái)的方便與精彩。

智能家居網(wǎng)絡(luò)通常能夠分為家庭數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和家庭控制網(wǎng)絡(luò)兩種：家庭數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，提供高速率的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，如家用計(jì)算機(jī)和數(shù)字電視、視頻和音頻播放器、資源共享及高速上網(wǎng)等;家庭控制網(wǎng)絡(luò)，提供便捷的和低速率的控制和互連網(wǎng)絡(luò)，用于燈光照明控制、家居安防、家居環(huán)境監(jiān)測(cè)以及家庭應(yīng)急求助等功能。智能家庭控制網(wǎng)絡(luò)是智能住宅系統(tǒng)的重要組成部分，家庭控制網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)和遠(yuǎn)程管理是該系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。與家居數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用目的不一樣，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)中音、視頻等大數(shù)據(jù)傳輸需要高速的數(shù)據(jù)通信接口，而家居控制系統(tǒng)需要的是經(jīng)濟(jì)、低功耗的控制網(wǎng)絡(luò)，該控制網(wǎng)絡(luò)的主要功能在于設(shè)備的連接與控制，基本上無(wú)需高速的通信方式來(lái)支撐。在這些設(shè)備中，嵌入式系統(tǒng)將大有用武之地。

3、機(jī)電產(chǎn)品

相對(duì)于其他的領(lǐng)域，機(jī)電產(chǎn)品可以說(shuō)是嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用最典型最廣泛的領(lǐng)域之一。從最初的單片機(jī)到現(xiàn)在的工控機(jī)、SOC在各種機(jī)電產(chǎn)品中均有著巨大的市場(chǎng)。工業(yè)設(shè)備是機(jī)電產(chǎn)品中最大的一類，在目前的工業(yè)控制設(shè)備中，工控機(jī)的使用非常廣泛，這些工控機(jī)一般采用的是工業(yè)級(jí)的處理器和各種設(shè)備，其中以X86的MPU最多。

工控的要求往往較高，需要各種各樣的設(shè)備接口，除了進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，還須將設(shè)備狀態(tài)，傳感器的信息等在顯示屏上實(shí)時(shí)顯示，這些要求8位的單片機(jī)是無(wú)法滿足的。以前多數(shù)使用16位的處理器，隨著處理器快速的發(fā)展，目前32位、64位的處理器逐漸替代了16位處理器，進(jìn)一步提升了系統(tǒng)性能。采用PC104總線的系統(tǒng)，體積小，穩(wěn)定可靠，受到了很多用戶的青睞。不過(guò)這些工控機(jī)采用的往往是DOS或者Windows系統(tǒng)，雖然具有嵌入式的特點(diǎn)，卻不能稱作純粹的嵌入式系統(tǒng)。

4、智慧醫(yī)療

它通過(guò)打造健康檔案區(qū)域醫(yī)療信息平臺(tái)，利用最先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)患者與醫(yī)務(wù)人員、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、醫(yī)療設(shè)備之間的互動(dòng)，逐步達(dá)到信息化。嵌入式技術(shù)未來(lái)智慧醫(yī)療的核心，其實(shí)質(zhì)是通過(guò)將傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、視頻檢測(cè)識(shí)別技術(shù)、GPS技術(shù)等綜合應(yīng)用于整個(gè)醫(yī)療管理體系中進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而建立起實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的醫(yī)療控制和管理系統(tǒng)。

在不久的將來(lái)醫(yī)療行業(yè)將融入更多人工智慧、傳感技術(shù)等高科技，使醫(yī)療服務(wù)走向真正意義的智能化，推動(dòng)醫(yī)療事業(yè)的繁榮發(fā)展。在中國(guó)新醫(yī)改的大背景下，智慧醫(yī)療正在走進(jìn)尋常百姓的生活。

5、機(jī)器人

機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展從來(lái)就是與嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展緊密聯(lián)系在一起的。最早的機(jī)器人技術(shù)是50年代MIT提出的數(shù)控技術(shù)，當(dāng)時(shí)使用的還遠(yuǎn)未達(dá)到芯片水平，只是簡(jiǎn)單的與非門邏輯電路。之后由于處理器和智能控制理論的發(fā)展緩慢從50年代到70年代初期，機(jī)器人技術(shù)一直未能獲得充分的發(fā)展。

近來(lái)由于嵌入式處理器的高度發(fā)展，機(jī)器人從硬件到軟件也呈現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢(shì)。嵌入式芯片的發(fā)展將使機(jī)器人在微型化，高智能方面優(yōu)勢(shì)更加明顯，同時(shí)會(huì)大幅度降低機(jī)器人的價(jià)格，使其在工業(yè)領(lǐng)域和服務(wù)領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。

6、環(huán)境工程

如今我們的生存環(huán)境受很大因素影響，氣候變暖、工業(yè)污染、農(nóng)業(yè)污染等，在傳統(tǒng)的人工檢測(cè)下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模環(huán)境的管理。嵌入式系統(tǒng)在環(huán)境工程里的應(yīng)用包含很多，如水文資料實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、防洪體系及水土質(zhì)量監(jiān)測(cè)、堤壩安全、地震監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)氣象信息等，通過(guò)利用最新的技術(shù)實(shí)現(xiàn)水源和空氣污染監(jiān)測(cè)，在很多環(huán)境惡劣，地況復(fù)雜的地區(qū)，嵌入式系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)無(wú)人監(jiān)測(cè)。

7、智能家電

它是將微處理器、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)引入家電設(shè)備后形成的家電產(chǎn)品，具有自動(dòng)感知住宅空間狀態(tài)和家電自身狀態(tài)、家電服務(wù)狀態(tài)，能夠自動(dòng)控制及接收住宅用戶在住宅內(nèi)或遠(yuǎn)程的控制指令。

隨著人工智能時(shí)代的來(lái)臨，嵌入式系統(tǒng)在智能家電里扮演著核心的處理角色，除了進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，還能通過(guò)各種信號(hào)對(duì)電器產(chǎn)品的性能和壽命進(jìn)行監(jiān)控管理，是產(chǎn)品的核心部分。

8、智能汽車

它是一個(gè)集環(huán)境感知、規(guī)劃決策、多等級(jí)輔助駕駛等功能于一體的綜合系統(tǒng)，它集中運(yùn)用了計(jì)算機(jī)、現(xiàn)代傳感、信息融合、通訊、人工智能及自動(dòng)控制等技術(shù)，是典型的高新技術(shù)綜合體。

近年來(lái)，交通事故的頻頻發(fā)生，讓智能汽車操作系統(tǒng)成為新的市場(chǎng)需求，通過(guò)先進(jìn)的電子技術(shù)讓司機(jī)更安全的駕駛。嵌入式系統(tǒng)將應(yīng)用在汽車的智能溫度調(diào)控、汽車MCU系統(tǒng)、車載娛樂(lè)系統(tǒng)、智能導(dǎo)航、智能駕駛和汽車?yán)走_(dá)管理等方面。

9、工業(yè)自動(dòng)化

工業(yè)4.0作為國(guó)家戰(zhàn)略，已經(jīng)在逐步地推進(jìn)，未來(lái)應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)和管理是一大趨勢(shì)，而嵌入式系統(tǒng)就是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

在工業(yè)自動(dòng)化里面需要各種智能測(cè)量?jī)x表、數(shù)控裝置、可編程控制器、控制機(jī)、分布式控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線儀表及控制系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)備、汽車電子設(shè)備等，它們將廣泛采用微處理器/控制器芯片級(jí)、標(biāo)準(zhǔn)總線的模板級(jí)及系統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)。

10、網(wǎng)絡(luò)管理

互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，產(chǎn)生了大量網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、接入設(shè)備、終端設(shè)備的市場(chǎng)需求，這些設(shè)備中大量使用嵌入式系統(tǒng)。如各類收款機(jī)、POS系統(tǒng)、電子秤、條形碼閱讀機(jī)、商用終端、銀行點(diǎn)鈔機(jī)、IC卡輸入設(shè)備、取款機(jī)、自動(dòng)柜員機(jī)、自動(dòng)服務(wù)終端、防盜系統(tǒng)、各種銀行專業(yè)外圍設(shè)備以及各種醫(yī)療電子儀器，無(wú)一不用到嵌入式系統(tǒng)。

未來(lái)幾年，嵌入式系統(tǒng)可以說(shuō)無(wú)處不在，有著非常廣闊的發(fā)展前景。